【摘 要】
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次氯酸钠消毒替代液氯消毒,降低安全风险,已成为全球饮用水消毒的发展趋势。次氯酸钠是一种广谱杀菌灭藻的强氧化剂,杀菌效率同氯相当;并且易于储存、使用,没有残留,对人体无毒无害,规避了液氯高压储存的风险,是安全理想的化学消毒方法。但次氯酸钠消毒会产生新的消毒副产物,危害人体健康,应尽量予以避免。氯存在7种价态和相应的化合态物质,分别是-1价的Cl-离子、0价的游离Cl2分子、+1价次氯酸ClO-/HC
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次氯酸钠消毒替代液氯消毒,降低安全风险,已成为全球饮用水消毒的发展趋势。次氯酸钠是一种广谱杀菌灭藻的强氧化剂,杀菌效率同氯相当;并且易于储存、使用,没有残留,对人体无毒无害,规避了液氯高压储存的风险,是安全理想的化学消毒方法。但次氯酸钠消毒会产生新的消毒副产物,危害人体健康,应尽量予以避免。氯存在7种价态和相应的化合态物质,分别是-1价的Cl-离子、0价的游离Cl2分子、+1价次氯酸ClO-/HClO、+3价亚氯酸CLO2-、+4价二氧化氯ClO2、+5价氯酸ClO3-、+7价高氯酸ClO4-。一定条件下,各形态之间通过水解、氧化、还原等作用相互转化。次氯酸钠消毒液的主体是ClO-/HClO,能起到杀菌作用且对人体基本无害,还存在少量对人体有害的亚氯酸ClO2-、氯酸ClO3-、高氯酸ClO4-,统称为次氯酸钠消毒副产物,其中氯酸盐副产物的比重最高,尤其需要重视。次氯酸钠制备方法有碱液吸收法、电解食盐水法,都会产生氯酸盐副产物。因此本文通过模拟自来水厂现场制备次氯酸钠,改进和优化现有技术方法,探究如何在制备过程中减少氯酸盐的生成。（1）单参数静态电解实验主要是研究不同参数条件下电解NaCl溶液过程中产生次氯酸盐（ClO-）、氯酸盐（ClO3-）的过程。将浓度为1%～5%的食盐水调节电源电压（稳压）或电流（稳流）恒定的条件下,电流密度控制在10A/dm2～20A/dm2范围内,进行电解食盐制备次氯酸钠实验。每隔25-30分钟取样测定有效氯（ClO-）、氯酸盐（ClO3-）浓度,直到产生较高的氯酸盐浓度。改变盐水浓度、电压、电流密度、pH值、电极板间距、电解液循环流量,重复上述实验。并计算盐耗和电耗,得出单位生产成本,对比氯酸盐/余氯的比值和单位生产成本。结论得出,最佳电解参数为,电压5.5V,盐水浓度30g/L,电流密度为15A/dm2,温度20℃,pH=7,极间距为1cm,流量为0.2L/min,对控制有毒副产物氯酸盐的效果最好。（2）串级变条件电解实验电解主要分为变电压串级电解实验和变电流串级电解实验,其中变电压串级控制方式分为降压串级和升压串级,串级数分为三串级,四串级和五串级;变电流串级控制方式分为降流串级和升流串级,串级数分为三串级,四串级和五串级,进行串级电解制备次氯酸钠实验。并每隔25-30min取样测定有效氯（ClO-）、氯酸盐（ClO3-）浓度,直到产生较高的氯酸盐浓度。并计算盐耗、电耗,得出单位生产成本,并对比氯酸盐/余氯的比值和单位生产成本,结论得出,串级变条件电解方式选择五串级升压法（5.22V-5.5V-5.8V-6V-6.2V）,或（10A-12.5A-15A-17.5A-20A）五串级升流法,有利于控制副产物氯酸盐的生成,并节约电解运行成本。
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