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二氧化氯在水处理中的应用

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二氧化氯在水处理中的应用

2021-03-12

  随着我国经济的发展,人民生活水平的提高,一方面,人们对水质的要求越来越高,另一方面,发展经济的同时,造成的环境污染问题也日趋严重。特别是我国的水环境状况仍在恶化,中国的主要河流有机污染普遍,主要湖泊富营养化严重(1999年环境状况公报)。而我国目前绝大多数水厂还是沿用传统的混合、絮凝、沉淀、过滤、氯消毒水处理工艺,氯消毒对去除水中的有机物效果不理想,还会生成20多种副产物,包括三卤甲烷THMs等致癌物质。有一些净水厂为此增加了深度处理构筑物(活性炭吸附技术)或预处理构筑物(生物预处理)等,但大都有投资高,占地大的缺点。随着欧美国家在水厂和其他行业广泛使用二氧化氯和国内对其在消毒方面的认识和研究的加深,二氧化氯正逐步成为氯消毒的替代物。

牡丹江消毒剂厂家介绍二氧化氯的理化特性。

  二氧化氯(ClO2)是一种水溶性的强氧化剂,在常温常压下是黄绿色的气体,但在更低的温度下则呈液态,其分子量为67.45,沸点11°C,熔点-59°C,气体ClO2密度为3.09(11°C),液体ClO2的密度为1.64,0℃的饱和蒸汽压为500torr。二氧化氯在水中以二氧化氯单体存在,不聚合生成ClO2气体,在20°C和4kpa压力下,溶解度为2.9g/l。在水中不与有机物结合,不生成三氯甲烷致癌物,因此被称为不致癌的消毒剂.ClO2结构中有一个带有孤对电子的氯-氧双键结构,极不稳定,光反应会产生氧自由基,具有强的氧化性。下表列出了二氧化氯与其它氧化类消毒剂的氧化能力,亦即杀菌能力的比较(用有效氯表示).氧化剂ClO2 H2O2 NaClO2 KMnO4 Cl2 NaClO氧化能力263%209%157%111%100%93%如果以氯气的氧化能力为100%的话,二氧化氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍,次氯酸钠的2.8倍,双氧水的1.3倍。

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  一、二氧化氯的物理性质

  二氧化氯(ClO2)气体是具有和氯相似的刺激性气体,易溶于水,它的溶解度是氯气的5倍。二氧化氯水溶液的颜色随浓度的增加由黄绿色转成橙色。它在水中是纯粹的溶解状态,不与水发生化学反应,所以它的消毒作用受水的pH值影响极小。二氧化氯易挥发,其液态和气态极不稳定,温度升高、曝光或与有机质接触均会发生爆炸,故通常现场制备,即时使用,存放于阴凉避光处。二氧化氯溶液浓度在10g/L以下时,基本没有爆炸危险。一般水厂所用二氧化氯很少超过4g/L,加注量基本为0.1~5mg/L。

  二、二氧化氯的消毒机理

  1、二氧化氯与无机物的反应:

  二氧化氯可将水中溶解的还原态铁、锰氧化,对去除铁、锰很有效。反应式如下:

  2ClO2+5Mn2++6H2O→5MnO2+2Cl-+12H+(1)

  ClO2+5Fe(HCO3)2+3H2O→5Fe(OH)3+10CO2+Cl-+H+(2)

  2、二氧化氯与有机物的反应:

  二氧化氯与有机物的反应较复杂,主要发生氧化反应,其产物主要有酸、醇、环氧化物等。二氧化氯与酚反应不会生成有异味的氯酚。二氧化氯与腐植酸反应,不会生成三卤甲烷THMs等有机卤代物。

  3、据有关专家研究,二氧化氯对细菌的细胞壁有较强的吸附和穿透能力,从而有效破坏细菌内含巯基的酶,可快速控制微生物蛋白质的合成,故二氧化氯对细菌、病毒等有很强的灭活能力。二氧化氯不与氨反应,故氨氮含量高的水采用二氧化氯消毒仍可保持其全部杀菌能力。这些细菌除一般细菌外,还有包括大肠杆菌、异细菌、铁细菌、硫酸盐还原菌、脊髓灰质炎菌病毒、肝炎病毒、兰伯氏贾第虫胞囊、尖刺贾第虫胞囊等。

  4、二氧化氯与常用消毒剂的比较

  饮用水消毒剂作为水质控制的一个重要环节,其效果令人关注,寻找一种广谱杀菌能力、消毒性能持久、副产物特别是有毒副产物较少、使用安全、方便的消毒剂是有关研究人员的共同目标。目前,常用饮用水消毒剂有三种:氯、臭氧、二氧化氯。

  国内外许多的研究结果表明,二氧化氯在极低浓度(0.1mg/l)下,即可杀灭许多种诸如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌。即使在有机物等干扰下,在使用浓度为几十mg/l时,也可完全杀灭细菌繁殖体、肝炎病毒、噬菌体和细菌芽胞等所有微生物。而且二氧化氯的杀菌效果受环境条件(如温度、pH和有机物等)的影响比较小,因此,二氧化氯被公认为是新一代的广谱、高效的灭菌剂。


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