第一章二氧化氯产品简介
二氧化氯是目前国际上公认的最新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂,是氯制剂最理想的替代品,在世界发达国家已得到广泛的应用,也是第四代消毒剂。美国、西欧、加拿大、日本等发达国家的有关组织如美国环境保护局、食品药品管理局、美国农业部均批准和推荐二氧化氯用于食品、食品加工、制药、医院、公共环境等的消毒、防霉和食品的防腐保鲜等。2020年,世界卫生组织(WHO)和世界粮食组织(FAO)也已将二氧化氯列为A1级安全高效消毒剂。为控制饮水中“三致物质”(致癌、致畸、致突变)的产生,欧美发达国家已广泛应用二氧化氯替代氯气进行饮用水的消毒。
稳定性二氧化氯(Cl02)是目前国际上公认的性能优良、效果最好的杀菌剂、食品保鲜剂,能有效减少食源性疾病,被联合国卫生组织(WHO)列为A1级安全消毒剂。由于Cl02较氯系列消毒剂有许多优点,具有高度的安全性,从20世纪80年代开始,已被众多国家批准用于食品领域。1996年,我国GB一2760将稳定性Cl02列入食品添加剂中作防腐剂,使用范围为果蔬保鲜、鱼类加工。该标准同时将ClO2列为食品加工助剂。
二氧化氯灭菌消毒剂经美国食品药物管理局(FDA)和美国环境保护(EPA)的长期科学试验和反复论证,考验了ClO2对饮用水的处理效果后,被确认为是医疗卫生、食品加工中的消毒灭菌、食品(肉类、水产品、果蔬)的防腐、保鲜、环境、饮水和工业循环及污水处理等方面杀菌、清毒、除臭的理想药剂,是国际上公认的氯系消毒剂最理想的更新换代产品。
二氧化氯的优点及安全性
二氧化氯优点
广谱性:能杀死病毒、细菌、原生生物、藻类、真菌和各种孢子及孢子形成的菌体
高效:0.1ppm下即可杀灭所有细菌繁殖体和许多致病菌,50ppm可完全杀灭细菌繁殖体、肝炎病毒、噬菌体和细菌芽孢
受温度和氨影响小:在低温和较高温度下杀菌效力基本一致
pH适用范围广:能在pH2~10范围内保持很高的杀菌效率
安全无残留:不与有机物发生氯代反应,不产生三致物质和其它有毒物质
对人体无刺激等优点:低于500ppm时,其影响可以忽略,100ppm以下对人没任何影响。
安全性
国外大量的实验研究显示,二氧化氯是安全、无毒的消毒剂,无“三致”效应(致癌、致畸、致突变),同时在消毒过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生“三致作用”的有机氯化物或其它有毒类物质。但由于二氧化氯具有极强的氧化能力,应避免在高浓度时(>500ppm)使用。当使用浓度低于500ppm时,其对人体的影响可以忽略,100ppm以下时不会对人体产生任何的影响,包括生理生化方面的影响。对皮肤亦无任何的致敏作用。事实上,二氧化氯的常规使用浓度要远远低于500ppm,一般仅在几十ppm左右。因此,二氧化氯也被国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。
金鱼毒性实验及小白鼠毒性实验中得到两个结果:a.ClO2的安全浓度为0.75mg/L,b. 由小白鼠急性经口毒性实验,ClO2属实际无毒型水处理剂。
急性毒性试验, 最高灌以剂量10000mg/kg稳定性二氧化氯时, 小鼠仍无明显中毒症 状, 饮食与活动均正常。试验过程中各组动物均无一死亡表。经计算, 其经口LD50>10000mg/kg。
急性皮肤刺激性,观察表明, 去除药物后1~48小时,兔脊背敷贴部位皮肤均未出现红斑和水肿等刺激症状, 反应积分均为0。
急性眼粘膜刺激性,向兔眼结膜囊内滴入浓度9.7~11.4mg/L稳定性二氧化氯溶液5s后,用生理盐水冲洗干净。兔眼结膜血管在6h内出现轻度充血,至24h症状基本消失,症状48h完全消失。家兔48h眼刺激积分指数为0,属无刺激性物质。
二氧化氯的优势
1、 高效、强力。在常用消毒剂中,相同时间内到同样的杀菌效果所需的ClO2浓度是最低的。对杀灭异养菌所需的ClO2浓度仅为Cl2的1/2。ClO2对地表水中大肠杆菌杀灭效果比Cl2高5倍以上。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强。
2、 快速、持久。二氧化氯溶于水后,基本不与水发生化学反应,也不以二聚或多聚状态存在。它在水中的扩散速度与渗透能力都比氯快,特别在低浓度时更突出。当细菌浓度在105~106个/mL时,0.5ppm的ClO2作用5分钟后即可杀灭99%以上的异养菌;而0.5ppm的Cl2的杀菌率最高只能达到75%,试验表明,0.5ppm的ClO2在12小时内对异养菌的杀灭率保持在99%以上,作用时间长达24小时杀菌率才下降为86.3%。
3、 广谱、灭菌。 ClO2是一种广谱型消毒剂,对一切经水体传播的病原微生物均有很好的杀灭效果。二氧化氯除对一般细菌有杀死作用外,对芽孢、病毒、异养菌、铁细菌、硫酸盐还原和真菌等均有很好的杀灭作用,且不易产生抗药性,尤其是对伤寒,甲肝、乙肝、脊髓灰质炎及艾滋病毒等也有良好的杀灭和抑制效果。ClO2对病毒的灭活比O3和Cl2更有效。低剂量的二氧化氯还具有很强的杀蠕虫效果。
4、 无毒、无刺激。急性经口毒性试验表明,二氧化氯消毒灭菌剂属实际无毒级产品,积累性试验结论为弱蓄积性物质。用其消毒的水体不会对口腔粘膜、皮膜和头皮产生损伤,其在急性毒性和遗传毒理学上都是绝对安全的。
5、 安全、广泛。二氧化氯不与水体中的有机物作用生成三卤甲烷等致癌物质,对高等动物细胞、精子及染色体无致癌、致畸、致突变作用。ClO2对还原性阴、阳离子和氧化效果以去毒为主(H2S、SO32-、CN-、Mn2+),对有机物的氧化降解以含氧基团的小分子化合物为主,这些产物到目前的研究为止,均证明是无毒害用的,并且ClO2使用剂量极低,因此用ClO2消毒十分安全,无残留毒性。其安全性是被世界卫生组织(WHO)定为AI级。
二氧化氯作为一个强氧化剂,它还具有除藻、剥泥、防腐、抗霉、保鲜、除臭、氯化及漂白色等多方面的功能,用途十分广泛。
二氧化氯灭菌消毒剂经美国食品药物管理局(FDA)和美国环境保护(EPA)的长期科学试验和反复论证,考验了ClO2对饮用水的处理效果后,被确认为是医疗卫生、食品加工中的消毒灭菌、食品(肉类、水产品、果蔬)的防腐、保鲜、环境、饮水和工业循环及污水处理等方面杀菌、清毒、除臭的理想药剂,是国际上公认的氯系消毒剂最理想的更新换代产品。
二氧化氯的六大作用
一、二氧化氯的灭藻作用
二氧化氯对藻类的控制主要是因为它对苯环有一定的亲和性,能使苯环发生变化而无臭味。叶绿素中的吡咯与苯环非常类似,二氧化氯也同样能作用于吡咯环。这样,二氧化氯氧化叶绿素,植物新陈代谢终止,使得蛋白质中的合成中断。这个反应结果 对植物的损害在于原生质脱水而带来高渗的收缩(质壁分离),这是个不可逆的过程,导致藻类死亡。
二、二氧化氯杀灭病毒和病菌的作用
二氧化氯是一种广谱型的消毒剂,二氧化氯能在pH值很宽的范围内能杀灭大肠杆菌、细菌芽孢、配水网中的异养菌、硫酸盐还原菌及真菌等,其杀灭效果与温度T有关,是温度(1/T)的函数,这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强,对水中的野生菌种、放线菌、孢子体等均有较好的杀灭作用。
三、二氧化氯的除臭作用
ClO2可以与硫化物发生氧化反应,而臭味往往是硫化物(如硫化铵、硫化氢、二甲基硫化物等)所致。ClO2气体与有臭味的含硫污染物接触之后,迅速发生氧化反应,转变为其它物质,从而除去臭气。因此,将ClO2制成稳定性溶液可用于冰箱、室内空气的除臭、灭菌等,口腔医疗上也用其消除口臭和烟臭。
四、二氧化氯的保鲜作用
据有关报道,经40~60mg/L浓度的二氧化氯水溶液浸渍五分钟处理的禽肉类能有效地控制家禽躯体微生物污染,在5℃以下,可有效地延长储藏期。海洋捕捞业运用二氧化氯水溶液处理捕获的对虾,先使用40mg/L二氧化氯水溶液浸泡10-20分钟,再用20mg/L二氧化氯的冰块保鲜,对虾不会变黑。二氧化氯消毒杀菌的同时,不会使生物蛋白质变性而丧失已有的营养成分和价值,对水生物细胞无影响。
五、二氧化氯的氧化作用
1、二氧化氯对苯酚的氧化 二氧化氯对苯酚的氧化去除效果随着二氧化氯投加量的增加而提高(它对苯酚的去除率明显优于液氯)。当源水中苯酚浓度为2.Omg/L,加5mg/L二氧化氯时,苯酚的去除率一般大于85%。传统的氯消毒随着液氯投加量的增加,氯代酚的量随之增加,而投加二氧化氯时,则基本上不形成氯代酚。
2、二氧化氯对有机物的氧化 二氧化氯对有机物的氧化降解,与氯所不同的最大特点是,它不会生成有机氯代物。二氧化氯可以控制三卤甲烷(THM)的形成,减少总有机卤的生成。众所周知,三卤甲烷的前驱物质通常有以下3类:一类是天然大分子有机物,如腐殖酸、灰黄霉酸等;另一类是小分子有机物,如酸类化合物、苯胺、苯醌、氨基酸等多种有机物;第三类是藻类及代谢产物。
六、二氧化氯的漂白、脱色作用
二氧化氯作为一种具有强氧化性和氧化过程中很少有有机卤代物产生的氧化剂,在造纸、纸浆工业的漂白等行业已经广泛使用。使用ClO2作为漂白剂,与其他漂白粉和氯气相比,ClO2可以提高白度,防止纤维强度降低,简化生产工艺,避免产生游离氯而生成大量致癌物的危害。ClO2在漂白过程中还能杀灭微生物,有效地驱散纸浆中的粘液和无机沉积物,从而消除纸浆中固体块状的形成,提高纸张的质量。
二氧化氯消毒剂与它消毒剂对比有什么优势
二氧化氯消毒剂作为一种高效、安全、环境友好的消毒剂,
二氧化氯消毒剂历史渊源
二氧化氯消毒剂在19世纪初的时候,才被首次合成并且被利用。到20世纪30年代的时候开始有生产,一直到1944年的时候,美国首次将二氧化氯作为消毒剂应用在饮水消毒上。到1977年的时候,美国环保局正式把二氧化氯代替氯气作为饮用水的消毒。
二氧化氯与常用氧化类消毒剂氧化能力比较
氧化剂 | ClO2 | H2O2 | NaClO2 | KMmO4 | Cl2 | NaClO |
氧化能力 | 263% | 209% | 157% | 111% | 100% | 93% |
由此可见,如果以氯气的氧化能力为100%,那么二氧化氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍,次氯酸钠的2.0倍,双氧水的1.3倍。所以说,二氧化氯虽然是含氯的消毒剂,可以被广义地称作“含氯消毒剂”,但是其强氧化的作用原理远不同于传统的含氯消毒剂。而二氧化氯在杀菌消毒的同时又具有的极高的人体安全性及环境友好性,被认为是传统氯制剂的理想替代品,是第四代消毒剂。
二氧化氯消毒剂的应用方面和作用机理
1、二氧化氯技术数据及使用经验列表2、紧急卫生防疫、医院消毒3、公共场所及家居民用4、饮用水、工业循环水、污水、景观水处理5、食品饮料业消毒、保鲜、加工处理6、水产养殖消毒、畜禽养殖消毒、养蚕消毒7、土壤、蔬菜、水果、烟草等农作物杀菌二氧化氯具有杀菌、漂白、除臭、消毒、保鲜的功能。作用机理主要是氧化作用,二氧化氯分子的电子结构呈不饱和状态,外层共有19个电子,具有强烈的氧化作用力,主要是对富有电子(或供电子)的原子基团(如含巯基的酶和硫化物,氯化物)进行攻击,强行掠夺电子,使之成为失去活性和改变性质的物质,从而达到其目的。
1、杀菌机理二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力,放出原子氧将细胞内的含巯基的酶氧化起到杀菌作用。2、漂白作用二氧化氯的漂白是通过放出原子氧和产生次氯酸盐而达到分解色素的目的。用他做漂白剂代替氯气、氯酸盐等,可阻止并避免与纤维发生氧化而降低纤维强度,因而效果更全面。3、除臭作用二氧化氯的除臭是因为它能与异味物质(如H2S、-SOH、-NH2等)发生脱水反应并使异味物质迅速氧化转化为其他物质。而且它能阻止蛋氨酸分解成乙烯,也能破坏已形成的乙烯,从而延缓腐烂,同时杀死微生物而不与脂肪 酸反应并不破坏食品结构。4、消毒作用二氧化氯对某些化合物具有选择性,包括苯酚、硫化物、氰化物、硫代硫酸盐、硫醇等,可将有毒物质转化为无毒物。
二氧化氯消毒剂的杀菌效果
二氧化氯是一种广谱、高效的灭菌剂。国外许多的研究结果表明,二氧化氯在极低的浓度(0.1ppm)下,即可杀灭许多诸如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌。即使在有机物的干扰下,在使用浓度为几十ppm时,也可完全杀灭细菌繁殖体、肝炎病毒、噬菌体和细菌芽孢等所有微生物。
二氧化氯消毒剂的优点
1、广谱性:能杀死病毒、细菌、原生生物、藻类、真菌和各种孢子及孢子形成的菌体;2、高效:0.1ppm下即可杀灭所有细菌繁殖体和许多致病菌,50ppm可完全杀灭细菌繁殖体、肝炎病毒、噬菌体和细菌芽孢;3、受温度和氨影响小:在低温和较高温度下杀菌效力基本一致;4、PH适用范围广:能在PH2—10范围内保持很高的杀菌效率;5、安全无残留:不与有机物发生氯代反应,不产生三致物质和其它有毒物质;6、对人体无刺激等优点:低于500ppm时,其影响可以忽略,100ppm以下对人没任何影响;
二氧化氯消毒剂主要优势
二氧化氯是一种高效的消毒剂,它能达到一个高水平的消毒,也就是说对所有的病原微生物它都能够起到一个良好的杀菌作用,这是一个非常好的优势,迅速并且没有有害物质的残留,不会污染环境。二氧化氯靠氧化还原反应的发生这个杀菌作用,它消毒非常迅速,而且应用非常广泛。
二氧化氯消毒剂的生产工艺,我们总体上分成两大类,一类是通过化学法产生的二氧化氯,一种是电解法,更多的是应用在二氧化氯发生器上,我们大家能拿到的二氧化氯消毒剂,更多的是化学法,根据它的主成分,主要分成亚氯酸盐类的和氯酸盐类的。
需要说明的是,传统二氧化氯,它也有一些缺点的,就是我们在使用过程中要注意避免和注意控制它的不稳定性,它的不稳定性必然和它的强氧化性是相关联的,因此需要选用稳定性好、容易长期保存的二氧化氯消毒产品。
二氧化氯消毒剂跟含氯消毒剂根本区别:
杀毒成分不同:
1、含氯消毒剂是指溶于水中能够产生次氯酸的消毒剂,以次氯酸为杀毒成分,次氯酸化学式为HClO,结构式H-O-Cl。有效率含量以mg/L或者%表示。
2、二氧化氯消毒剂是指以游离二氧化氯为杀毒成分的消毒剂,二氧化氯化学式为ClO,化学式为O-Cl-O。所以二者杀毒的化学成分根本不同。二氧化氯含量以mg/L或者%表示。
标准不同:
1、含氯消毒剂依据的标准是GBT36758-2018《含氯消毒剂卫生要求》。
2、二氧化氯消毒剂依据的标准是GBT 26366-2010《二氧化氯消毒剂卫生标准》。
3、两个标准对各自的消毒剂无论是从定义、成分、原材料要求、技术要求、应用范围、使用方法,检验方法等方面的要求均是不一样的。因此完全是两个不同的消毒剂种类。
二氧化氯消毒剂的名称中虽然含有氯,但它不属于含氯消毒剂;二氧化氯通过强氧化作用达到消杀效果,具有是广谱杀菌、灭活病毒、强力杀菌、速度快的优势,使用浓度仅为含氯消毒剂的一半,且不产生“致癌、致畸、致突变”消毒副产物,属于高水平氧化性消毒剂,在预防性消毒和终末消毒中均有用武之地。专家还指出:二氧化氯是为数不多可用于空气消毒的消毒剂(次氯酸钠、三氯异氰尿酸、二氯异氰尿酸钠、酒精不能用于空气消毒);二氧化氯的强氧化性导致配成的二氧化氯消毒液稳定性较差,大多数情况下需要现配现用。
为了让二氧化氯消毒剂能够真正发挥优势,专家提醒用户在使用二氧化氯消毒剂时要严格按照说明书进行配制和稀释,并重点关注使用浓度;同时也建议厂家严格按照国标要求标注产品含量,规范说明书内容。根据国家标准,二氧化氯消毒剂可在有充足实验依据的基础上按产品说明书增加其应用范围,不同厂家生产的消毒剂存在质量差异,用户可在全国消毒品网上备案信息服务平台上查询并下载说明书了解其适用范围。
含氯消毒剂要通过在水,在水中分解成氨基酸发挥作用,因此它的作用相对要慢一点,并且它受到PH还有有机物的干扰影响会更大,二氧化氯就体现了这方面的优势,这也是它应用在空气消毒上的一个很重要的一个基础。
此外,二氧化氯跟常用消毒剂有一个不同的地方,就在于它的含量测定。一般的消毒剂,我们测它的有效成分含量的时候,就采用化学的方法来进行测定。二氧化氯消毒剂含量的测定方法在国家标准中仍然只有两种方法:一种是有标准品的情况下,我们采用的分光光度法,那这种方法的前提你得有标准体的纯二氧化氯,第二种方法就是五步碘量法,它是五步它跟一般的消毒剂的测定方法就不一样了,它非常繁琐要分五个步骤来来进行测定, 在去年我们 二氧化氯消毒剂的国家标准重新修订发布之后,仍然采用的是五步碘量法,只不过进行了一些细节上面的优化。它一步一步测定,分别将二氧化氯、氯气、亚氯酸盐和氯酸盐一步一步测定。最终得出它里面实际二氧化氯含量有多少,那这个值就相对比较准确,这也是二氧化氯和常见消毒剂一个不太一样的地方。
二氧化氯和其他消毒剂的区别列表
性能 | 二氧化氯 | 氯制剂 | 季铵盐 | 过氧乙酸 |
>杀菌力 | >可杀灭所有的微生物,包括细菌芽孢 | >可杀灭所有细菌繁殖体,高浓度能杀死芽孢 | >可杀灭多数细菌繁殖体, 对芽孢和噬菌体无效 | >可杀灭所有的微生物,包括芽孢 |
>常用浓度 | >30-200ppm | >250-1500ppm | >1000-5000ppm | >2000-20000ppm |
>毒性 | >无毒 | >中等毒性 | >低毒 | >低毒 |
>pH影响 | >小 | >大,> 8.5时失效 | >小 | >大 |
>使用温度影响 | >低于50℃ | >低于50℃ | >小 | >大 |
>腐蚀性 | >不锈钢无腐蚀 | >金属有强腐蚀 | >无腐蚀 | >金属有强腐蚀 |
>皮肤致敏性 | >无 | >有 | >无 | >有 |
>残留 | >无 | >有 | >有 | >有 |
>气味 | >稍有二氧化氯味 | >强氯味 | >无 | >有强醋酸味 |
>使用成本 | >较低 | >低 | >昂贵 | >较高 |
>稳定性 | >稳定 | >不稳定,易分解 | >稳定 | >不稳定,易燃易爆 |
>抗药性 | >无 | >有 | >有 | >无 |
各国对二氧化氯使用范围的法律规定
时间 | 国家 | 批准机构 | 使用范围 |
1992 | WHO | 饮用水消毒 | |
1987 | 德国 | 饮用水消毒 | |
1985 | 美国 | FDA | 食品加工设备消毒 |
1987 | 美国 | EPA | 品加工厂、啤酒厂、饭店的环境消毒医院、实验室的硬质和无空表面器械的杀菌和防霉 |
1989 | 美国 | EPA | 储存水消毒;动物居住场所如家禽、猪、狗圈等的消毒除臭 |
1988 | 日本 | 食品卫生部 | 饮用水消毒 |
1987 | 澳大利亚 | 澳卫生部 | 食品添加剂,食品漂白剂 |
1987 | 中国 | 卫生部 | 食品工业、医疗、制药、畜牧、水产养殖、公共环境等领域的消毒和灭菌 |
1996 | 中国 | 卫生部 | 水产品和果蔬防腐保鲜的食品添加剂 |
2002 | 美国 | FDA | 食品加工设备、管道、工艺器具及特别在牛奶加工厂 |
2005 | 中国 | 卫生部 | 饮用水消毒 |
总结:
二氧化氯消毒剂跟其它消毒剂的主要区别:第一,它是一种强的氧化剂,所以它有强大的杀菌能力,这是它的一个特别好优势。第二,它可以用于空气消毒,这也是为数不多可以用于空气消毒的一种消毒剂,它的作用浓度是含氯消毒剂的一半,这也是它很好的一个优势。第三是特别要提醒,产品参差不齐,所以严格按照备案产品的说明书进行选择和使用,特别要注意二氧化氯的消毒范围、消毒浓度、作用时间,活化方法以及注意事项,因此,在新冠疫情肆虐的背景下,建议大家直接选用无需活化的二氧化氯产品。
第二章二氧化氯粉剂生产技术简介
二氧化氯生产主要原料
1固体亚氯酸钠
2包覆剂
3酸化稳定剂
二氧化氯生产主要设备
1不锈钢搅拌罐
2振筛
3计量器
4包装器具
二氧化氯生产方法
将上述3种原料按照比例混和均匀即可包装成成品
第三章二氧化氯粉剂产品经济效益分析
二氧化氯消毒粉
剂型:粉剂
含量: 10%(五步碘量法)
包装:袋装/桶装
规格:100g/袋,1kg/袋,10kg/桶,20kg/桶,25kg/袋
国家标准:GB26306-2010
原料成本
按照目前原料市场价格,每生产1吨二氧化氯粉剂产品原料成本在4000-4500左右
加工成本 200元/吨
包装成本
25kg袋装 每吨包装成本50元/吨
10kg-20kg塑料桶装每吨包装成本1000-1500元/吨左右
1kg小包装每吨包装成本1500-2000元/吨左右
综合全部成本5000元/吨---7000元/吨
目前市场售价10000元/吨---30000元/吨
按保守估计年销量1000吨 年可以获利300万元-500万元