化工循环水杀菌除藻领域添新军

“从2010年建厂开始，我一直有个目标，就是研发一款能够替代进口设备的电解二氧化氯发生器。今年，我正式拿到了专利证书。”近日，湖南源生环保设备有限公司董事长唐陈耀的兴奋溢于言表。据了解，该公司研制的无钠离子残留的电解食盐二氧化氯发生器在石油回注水、化工循环水杀菌除藻领域应用中异军突起。

曾长期致力于水体杀菌技术领域的唐陈耀，自1998年开始就将所有精力倾注到了电解二氧化氯设备研发上。2010年，他成立了湖南源生环保设备有限公司。10多年来，该企业专注于水消毒设备的研发制造，产品有二氧化氯发生器、电解法二氧化氯发生器、次氯酸钠发生器等。“我们联合国内知名研究院，不断优化电解法二氧化氯发生器的电解槽、隔膜、电极等核心元件，先后迭代了5代版本设备。”

二氧化氯是国际公认的广谱、高效、安全、环保杀菌消毒剂，已有70多年的使用历史。世界卫生组织和世界粮食组织将其列为A1级高效杀菌消毒剂。北美、欧洲等发达地区将其广泛应用于各领域，我国也用于饮用水杀菌消毒，并可作为食品添加剂使用。据悉，中国疾病预防控制中心2011年对全国29个省份1185家市政水厂进行普查显示，采用二氧化氯消毒的有376家，约占31.7%。

本来，这家企业的电解二氧化氯发生器一直用于自来水等消毒领域，后来是一些化工企业和油田主动找到他们，希望为其循环水系统、油田回注水的二氧化氯杀菌除藻提供设备。有些企业是通过文献检索了解到二氧化氯可行，又大海捞针般找到他们。找来的这些企业原来采用的是电解次氯酸钠发生器，由于处理后的钠离子结晶严重影响了消毒效果。

据相关企业工艺工程师介绍，工业循环水中的微生物来自两方面，冷却塔水蒸发过程中会带入大量空气，冷却水系统还需要补充水，两方面都会带入微生物。同时，循环水系统一般采用碱性有机磷作为水质稳定剂，为微生物繁殖提供了营养源。这些微生物混杂泥砂、无机物和尘土等形成生物泥，附着堆积在设备、管道内，从而引起设备、管道的局部腐蚀、堵塞等，降低换热器热交换效率，甚至使管道穿孔，造成设备故障或损坏。目前油田进行的二次和三次采油，需要向油井注入大量回注水。回注水管道中含有大量硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌等，其生长代谢和繁殖易引起金属管道腐蚀、地层堵塞，从而影响油田的正常生产。所以，无论工业循环水还是油田回注水都必须杀菌除藻，消毒剂是必备的消耗品。目前工业水体常用消毒剂有二氧化氯、季铵盐、氯制剂（如二氯氰尿酸、三氯氰尿酸）、过氧乙酸（针对细菌类病原体）、氯气、次氯酸钠、漂白粉、双氧水、臭氧等药剂。其中二氧化氯、次氯酸钠是石油回注水和化工循环水杀菌除藻最常用消毒剂。传统解决办法是使用电解次氯酸钠发生器或化学法二氧化氯发生器。国内外企业实践表明，用次氯酸钠溶液进行水体杀菌除藻，会残留钠离子影响消毒效果并带来一系列后处理问题。采用二氧化氯消毒没有钠离子等残留，但二氧化氯具有强氧化性，只能现场制备消毒剂水溶液。传统化学法制备二氧化氯，原料为盐酸和氯酸钠，运输和存储均不便，在使用过程中存在安全隐患，企业安全管理方面压力大，实际使用成本高。新工艺是采用电解食盐法二氧化氯发生器，以食盐氯化钠为原料，能耗也低。虽然此工艺制备二氧化氯最理想，但受制于技术因素，国内大部分企业只能制造小型电解食盐二氧化氯发生器，二氧化氯产生量多在50～500克/小时，超过500克/小时规格的设备质量基本不能保证。因此，大型电解食盐二氧化氯发生器设备大多还是进口的。

面对化工企业的要求，唐陈耀下决心研发在品质上能够对标进口、价格远低于进口的国产电解二氧化氯发生器。他们在研发中遇到了包括电解槽设计制造、电极材料攻关、电解隔膜选材等困难，但始终以对标国际替代进口为动力，联合国内知名研究院，不断优化电解槽、隔膜、电极等核心元件，先后迭代了5代版本设备。

2018年11月10日，湖南省卫健委对源生环保公司20千克/小时电解食盐二氧化氯发生器进行现场验收，各项性能测试合格。20千克/小时大型电解食盐二氧化氯发生器的成功研制，填补了国内的技术空白。之后，源生环保公司又攻克了30～50千克/小时规格设备，实现了产品的大型化和系列化。30千克/小时二氧化氯产生量是什么概念？就是完全可以满足大型化工厂循环水的杀菌除藻要求。同时，该公司通过反复试验攻克了电解二氧化氯发生器长寿命、强效率等技术难题。试验显示，电解效率可达95%。

与自来水消毒领域的电解二氧化氯发生器相比，化工循环水和油田回注水对设备的可持续性、稳定性以及自动化程度提出了更高要求。“在石油和化工领域，电解二氧化氯发生器要求24小时运行。为了提升设备的自动化运行水平，我们开发了远程控制APP，随时检测原料使用情况等，有效避免了因原料延期添加造成的停机。”唐陈耀表示，为了让设备性能达到石油和化工领域客户企业的要求，源生环保公司一直通过发现问题、解决问题，不断对电解二氧化氯发生器进行优化升级。

“为了杜绝安全隐患，我们的设备设置了四五道保险环节。经过11年研发，我们敢把设备最低运行时间5年的指标写到合同里。国内同类设备使用期限普遍只有半年。这是我们的优势。”唐陈耀还算了一笔账，与进口电解二氧化氯发生器相比，源生环保公司的价格约为1/10，而运行成本仅为盐酸法制备二氧化氯的1/3。这是他们在国内市场推广的底气。

截至目前，源生环保公司生产的电解二氧化氯发生器已为兖矿集团、中海油、魏桥创业集团、通威集团、克拉玛依油田等2万多家企业提供了服务，而且客户名单中还有高纯晶硅企业等。源生环保公司为新疆某油田回注水提供电解二氧化氯发生器，自2013年开始至今只在第6年换过一次设备。而在与湖北某大型化肥企业化工循环水项目合作中，从2014年合作至今尚未换过设备。超长的使用寿命，为客户节约了因停机开机产生高额支出。

目前，源生环保公司已经为电解二氧化氯发生器升级了4G和5G模块。以往需要在设备间完成操作指令，现在全部可以通过手机APP等进行远程数据监控和指令下单。