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为解决传统氯酸钠法二氧化氯发生器用于饮用水消毒存在的二次污染和残液处理问题,本文以该类发生器的发生液为研究对象,采用气提式负压曝气技术分离其中的ClO2等有效成分,研究气液分离效果及影响因素,探讨残液回用方法及效果,结合实验结果设计残液分离回用装置,通过残液分离回用装置的运行实验,考察用其解决上述问题的可行性。主要研究内容及结果如下:(1)以分批次制取的一定体积和浓度的ClO2发生液为研究对象,考察曝气量、曝气时间等因素对ClO2分离效率影响。结果显示,曝气量和曝气时间是影响气液分离效率的主要因素;曝气量一定,ClO2吹脱率随曝气时间的增加而增加;曝气时间一定,ClO2吹脱率随曝气量的增大而增大。对于25℃、250 mL、含ClO2 33004700 mg/L的发生液,曝气量从2.3 L/min增至5.5 L/min,达到95%以上ClO2吹脱率所需的曝气时间从8min逐步减少至2 min,达到99%ClO2吹脱率所需的曝气量(曝气时间)分别为4.5 L/min(5 min)和5.5 L/min(3 min)。(2)以模拟的连续流ClO2发生液为研究对象,考察发生液流量、曝气量、曝气时间等因素对ClO2分离效率影响。结果表明,曝气量和曝气时间仍是影响气液分离效率的主要因素,其影响规律与批次实验一致;随着发生液流量的增加分离效率略有下降,但不如曝气量、曝气时间的影响明显,采用4.5 L/min或5.5 L/min的曝气量曝气10 min均可使流量为2030 ml/min的发生液达到96%以上的ClO2吹脱率。(3)利用分离出ClO2后残液,根据其中剩余氯酸钠和盐酸的量,仅补加适量氯酸钠再次进行ClO2制备,100mL残液补加4.75.2 g氯酸钠可以制得3.105.89mg/L的ClO2溶液,其制备成本仅为新原料的2/3,该结果验证了,残液回用的可行性和经济性。(4)根据批次和连续流气液分离实验的结果,设计了与50 g/h二氧化氯发生器匹配的气提式残液分离装置,通过调试并与ClO2发生器的同步运行实验,考察残液分离装置的实际应用效果。结果表明,所设计的残液分离装置可以通过调整动力水流量实现对曝气量的调节;在10.5 L/min的曝气流量下,稳定运行2 h后,ClO2的吹脱率在95.6%98.2%之间,Cl2吹脱率稳定在96.7%98.8%之间,达到预期效果。考察了实际发生器利用残液制备ClO2的效能,残液流量在1.2 L/h、500 g/L氯酸钠溶液补加量为0.2 L/h,可以实现ClO2额定产能的95%以上,比采用全新原料可节约成本25%左右。