二氧化氯应用于水处理的探讨

科技信息　。环保论坛０　２０１０年第１７期　氧化氯消毒在污水处理中的应用　马文佳　（兖矿集团济宁三号煤矿　山东济宁２７２１６９）　【摘要】二氧化氯是一种优良的消毒剂和强氧化剂，它具有广谱、高效、无毒、用量小、药效长等特点。本文阐述了二氧化氯在污水处理中　的优势，分析了影响消毒效果的因素，说明了其产生的副产物，以及发生器工作原理。　【关键词】二氧化氯；消毒；污水处理　Ｏ前言　实现污水再生利用的前提是保障水质安全，经过常规的一级、二　级、深度处理，城市污水中绝大部分化学污染物可以被有效去除，达到　一定的水质要求；但是很多人体致病微生物却只能被部分去除。远远　达不到再生水的要求。为了防止病原微生物的扩散。保证卫生学安全，　消毒是必不可少的关键环节之一。自２０世纪７Ｏ年代发现受污染水源　经氯消毒后往往会产生一些有害健康的副产物如三卤甲烷等后。二氧　化氯消毒引起了人们的广泛兴趣。　１　二氧化氯的消毒机理　二氧化氯的分子式为ＣＩＯ　，是一种随浓度升高颜色由黄绿色到橙　色的气体，具有刺激性气昧，易溶于水，溶解度约为氯气的５倍。与氯　不同，二氧化氯在水中以纯粹的溶解气体形式存在，不发生水解反应，　氧化能力是氯的２．６倍。　二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，进入微生物体内　后，破坏微生物体内的酶和蛋白质以达到灭活微生物的目的。主要是　通过两种机理灭活微生物的，一是与微生物体内的生物分子反应，二　是影响微生物的生理功能。　２影响消毒效果的因素　２．１水温　到氯消毒类似，温度越高，二氧化氯的杀菌效力越大。同等条件　下，与当待处理水水温从２Ｏ℃降到ｌＯ℃时，二氧化氯对隐孢予虫的灭　活效率降低了４％。温度低时，二氧化氯的消毒能力较差。５℃时要比　２０℃时多消耗消毒剂３Ｏ％一３５％。　２．２　ｐＨ值　二氧化氯在很大的ｐＨ范围（５．８—１０．５）内都有极强的杀菌能力，　杀菌效果不受介质ｐＨ值的影响。　２．３悬浮物　污水消毒的原水一般与饮用水相比含有更高浓度的悬浮固体，会　对致病微生物起包埋、藏匿作用，一些复杂有机物经过氧化作用会变　为低分子量的有机物．更加易于存活细菌的代谢，不利于微生物的灭　活。　２．４投加量与接触时间　二氧化氯对微生物的灭活效果随其投加量的增加而提高，消毒剂　对微生物的总体灭活效果取决于残余消毒剂浓度与接触时间的乘积，　因此延长接触时间也有助于提高消毒剂的灭菌效果。但出水余量不可　过高．否则易产生异味、提高色度。　３二氧化氯消毒副产物　二氧化氯消毒虽然不会产生ＴＨＭｓ、ＨＡＡｓ等卤代致癌物．但作为　一种强氧化剂参与氧化反应同样会有个副产物的问题。消毒副产物包　括本身被还原而生成的无机副产物和被其氧化而生成的有机副产物。　ｃ１Ｏ　自身被还原产生的无机物包括亚氯酸盐和氯酸盐，Ｃ１Ｏｆ的　含量一般为加入ＣＩＯ　量的５Ｏ％～７０％，在酸性较强或见光分解时会出　现一定量的ＣｌＯ　。只有含有活性官能团或还原性氢的有机物才能被　二氧化氯氧化，类似羟基、醛基、酚基等含氧的官能团，大多数被氧化　成酮、醛或羰基类的物质。　４二氧化氯发生器　４．１发生技术　相比于氯酸盐法和电解法，亚氯酸盐法制取的ＣＩＯ　纯度高，一般　大于９５％，副产物少，且该方法的反应在常温下反应迅速，利用该方法　的设备生成的二氧化氯量可方便的调节，设备体积小，使用安全方便，　适用于各种水处理的要求。但由于ＮａＣＩＯ　昂贵，决定了Ｃｌｏ２的生产　成本较高。　亚氯酸盐法包括亚氯酸钠（ＮａＣＩＯ　）的氧化和亚氯酸钠的酸分解。　氧化法采用ＮａＣ１０２溶液与氯水进行反应，其反应式如下：　ＣＩ２＋２ＮａＣ１０厂　ｃｌ　ｔ＋２ＮａＣＩ　或２ＮａＣＩＯｚ＋ＨＣＩＯ＋ＨＣ１－－－－￣２ＣＩＯ２　ｔ＋２ＮａＣＩ＋Ｈ２０　酸分解法是采用ＮａＣＩＯ　与一定浓度的酸溶液反应生成ＣＩＯ　其　反应式如下：　５ＮａＣ１０２＋４ＨＣ１－＇－＇４Ｃ１０２＋５ＮａＣＩ＋２Ｈ２０　１０ＮａＣＩＯ２＋５Ｈ￣ＳＯ厂＋８Ｃ１０２＋４Ｎａ２ｓ０ｒ卜４Ｈ２０＋２ＮａＣｌ　４．２发生器原理　以亚氯酸钠和盐酸为原料的高纯度型二氧化氯发生器为例．由供　料系统、反应系统、控制系统、吸收系统组成：运行时亚氯酸钠与盐酸　采取科学配方在负压条件下，经供料系统定量输送到反应系统中，在　一定的温度下经过负压曝气反应产生二氧化氯气体．经吸收系统吸收　后，经水射器通人待处理水中，实现对水的去污、消毒、杀菌、灭藻、除　臭等功能。　４－３发生器操作规程　开机时．配制好一定浓度的亚氯酸钠溶液和盐酸溶液加入贮液槽　中，打开水压源阀或启动所配潜水泵。接通电源，启动温控系统，液位　显示系统，打开并缓慢调节酸及无机盐流量计至规定刻度处，如流量　达不到可减小空气尽量，在保证两种原料进料情况下，尽量调大空气　记录。　关机时，调大空气流量计，使两种原料进量为零，切断电源，关闭　温控系统，继续操作三十分钟后关闭水压源阀或潜水泵电源。　５小结　二氧化氯作为一种优良的消毒剂，在我国研究起步较晚，但发展　迅速，尤其是二氧化氯发生器发展最快。在医院污水处理、工业循环水　杀菌灭藻、生活污水、工业废水处理等方面普遍应用，随着不断的研究　实践，二氧化氯的应用领域也将会越来越广泛。ｅ　【参考文献】　［１］刘南，熊鸿燕，李秀安．二氧化氯对水消毒效果及消毒副产物的测定．中国消　毒学杂志，２ｏ０７，（０３）：２１５—２１８．　［２］潘宁，李金成，许友芹．二氧化氯消毒无机副产物的产生及控制．环境工程，　２０Ｏ６，（ｏ４）：６６－６８．　［３］陆崖典。章国军．不同方法的二氧化氯发生器在水处理中的比较．中国农村水　利水电，２００３，（１２）：４４－４５．　［４］高廷耀。顾国维．水荇染控制工程．北京：高等教育出版社，２００５：８４．　【责任编辑：曹明明】　２６７　二

二氧化氯缓释技术

二氧化氯缓释技术是一种常用的水处理技术，可以有效地杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物，保证水质安全。本文将介绍二氧化氯缓释技术的原理、应用领域以及其优点和局限性。

一、原理

二氧化氯（ClO2）是一种强氧化剂，在水处理中被广泛应用。二氧化氯缓释技术是指将二氧化氯以缓释剂的形式添加到水中，通过缓慢释放的方式，使二氧化氯持续存在于水中，起到杀菌消毒的作用。

二、应用领域

1. 饮用水处理：二氧化氯缓释技术可以有效地杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物，提高饮用水的安全性和卫生质量。

2. 游泳池水处理：游泳池中的水容易受到细菌和其他微生物的污染，使用二氧化氯缓释技术可以快速杀灭这些微生物，保证游泳池水的卫生。

3. 工业用水处理：在一些工业生产过程中，需要使用大量的水，而这些水往往容易受到微生物的污染。二氧化氯缓释技术可以有效地杀灭这些微生物，保证工业用水的质量。

4. 农业灌溉水处理：二氧化氯缓释技术也可以用于农业灌溉水的处理，可以杀灭灌溉水中的细菌和其他有害微生物，减少病虫害对农作物的危害。

三、优点

1. 高效杀菌：二氧化氯是一种强氧化剂，对细菌、病毒和其他微生物有较强的杀灭能力，可以迅速有效地净化水质。

2. 持久稳定：通过缓释技术，二氧化氯可以持续释放，保持在水中的浓度稳定，长时间保持水质安全。

3. 安全可靠：与其他消毒剂相比，二氧化氯在使用过程中产生的副产物较少，对人体和环境影响相对较小。

4. 适用范围广：二氧化氯缓释技术适用于各种水体的处理，包括饮用水、游泳池水、工业用水和农业灌溉水等。

四、局限性

1. 二氧化氯缓释技术的设备和材料相对较为昂贵，需要一定的投资成本。

2. 二氧化氯在一些特殊情况下可能会产生副产物，对水质产生一定影响，需要注意控制使用浓度和反应条件。

3. 对于一些特殊的水体污染，二氧化氯缓释技术可能效果不明显，需要结合其他处理方法进行综合应用。

二氧化氯缓释技术是一种有效的水处理技术，具有高效杀菌、持久稳定、安全可靠和适用范围广等优点。在饮用水、游泳池水、工业用水和农业灌溉水等领域有着广泛的应用前景。然而，也需要注意该技术的投资成本较高和对一些特殊水体污染的局限性。在实际应用中，需要根据具体情况选用合适的水处理技术，以保证水质安全和卫生。

二氧化氯制备及其在水处理中的应用　应用技术　●ｌ　殷建为　丛晓东。　（１．中国天辰工程有限公司（原化工部第一设计院）　天津北辰区３００４００；　２．中海油天津化工研究设计院天津红桥区３００４００）　［摘　要］氯气对饮用水消毒时与水中的有机物发生反应，生成在人体内产生慢性累积中毒的有机氯化合物，诱发癌病，而用二氧化氯消毒则会避免出现有　机氯代物。主要介绍了二氧化氯的性能，对其制备和应用过程中出现的问题进行了分析，并探讨了二氧化氯在我国水处理中的应用现状中的制约因素和发展前　景。　［关键词］二氧化氯制备方法　消毒　中图分类号：Ｒ１２３．３　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）３０—０２９３—０１　二氧化氯（ＣＩＯ　）是一种具有特殊刺激性臭味的黄绿色或桔黄色气体：常温　条件下，在水中的溶解度为２．９ｇ／Ｌ。Ｃ１０。的有效氯为ｃ１，的２．６３倍，但它却　是一种高效氧化剂，而不是氯化剂，它的氧化能力是氯气的２．５倍　可溶于水　和有机溶剂（如ＣＣ１　、冰醋酸），不水解，但受热、受光可缓慢分解成０，和ｃｌ，，　受热或遇强氧化性物质时极易发生爆炸。［１］Ｃ１０　具有强氧化性，可作为一种较　其它氯产品（如液氯、ＮａＣＩＯ、漂白粉等）性能及效果更佳的消毒杀菌、漂白洗　涤之替代产品。　１＝氯化氯的制备方法及制备过程中的问题　制备二氧化氯的方法可分为电解法和化学法两大类，前者因耗电多，设备　复杂，一般适用于某些大厂配套，目前一般都用化学法制备二氧化氯。　其原料　可用亚氯酸钠通过氧化法（氧化剂多用ｃ１，，ＮａＣｌＯ等）来制备，也可以氯酸钠为　原料通过还原法（还原剂为ｓＯ。、盐酸、ｃＨ　ＯＨ、Ｈ。０　草酸等）来制备，前　者反应条件温和，转化率和产品纯度较高，是一种制备二氧化氯的好方法，但因　ＮａＣｌＯ　价格昂贵（为ＮａＣｌＯ　的３～４倍），又属高危化学物质，使其应用受到限　制。　因而以ＮａＣＩＯ　作原料，用各种不同还原剂制二氧化氯就成为了当前制备　二氧化氯的主要方法。　１．１氯酸钠为原料还原法　（１）用甲醇为还原剂（Ｒ８法）　制备二氧化氯，所依据的主要反应为：　３０ＮａＣＩＯ　＋７ＣＨ　ＯＨ＋２０｝Ｉ。ＳＯ　＝３０Ｃ１０，＋ｌＯＮａ　Ｈ（ＳＯ　），＋ＨＣＨＯ＋ＣＯ。＋２３Ｈ２０　副反应：１２ＮａＣ１０３＋６ＣＨ３０Ｈ＋８Ｈ２ＳＯ４　６Ｃ１０２＋３Ｃ１２＋４Ｎａ３Ｈ（ｓｏ４）２＋６Ｃ０２＋１８Ｈ２０　该反应的转化率约为８５￣９０％，由于甲醇沸点低又有毒，属高危化学品，因　此所产生的二氧化氯中常含有甲醇蒸气，用于纸浆漂白，国外有大型装置用这　种方法生产二氧化氯，但价格很高，我国有些纸厂以高价引进了这种工艺设备　对纸浆进行漂白。　（２）以ｓＯ　为还原剂（Ｒ１法）　Ｒ１法其反应为：２ＮａＣＩＯ　＋ＳＯ。＝２Ｃ１０。＋Ｎａ，ＳＯ　实际上为：３ＮａＣ１０　＋４Ｓ０，＋３Ｈ。０＝２Ｃ１０，＋Ｎａ，ＳＯ　＋ＮａＣＩ＋３Ｈ，ＳＯ　但伴随反应：２ＮａＣＩＯ　＋５Ｓ０，＋４Ｈ，Ｏ＝ＣＩ　＋２ＮａＨＳＯ　＋３Ｈ。ＳＯ　，此法因转化率不高，　副产物多，且ｓＯ。来源不便。　（３）用Ｈ　０　作还原剂（Ｒ１１法）　所依据的反应随酸不同而有所不同，在Ｈ　ＳＯ　浓度大于５１５ｍｏｌ／Ｌ时，主要　为：　２ＮａＣＩＯ３＋Ｈ２０２＋２Ｈ２ＳＯ４　２Ｃｉ０２＋２ＮａＨＳ０４十ｏ２　２Ｈ２０　而在Ｈ，ｓＯ　浓度降低时，其副产物为Ｎａ３Ｈ（ＳＯ　）。（Ｈ　ＳＯ　浓度／＞２１５￣５１５ｍｏｌ／　Ｌ时）或Ｎａ　ｓｇ（Ｈ。ｓｇ浓度为≥ｌ￣２１５ｍｏｌ／Ｌ时）。这种方法反应快，转化率和　产品纯度都高，对于饮用水和纸浆漂白均适用，但该方法所用的还原剂Ｈ２０２价　格高，稳定性差，属高危化工产品，从而影响了它的大规模应用，至今在国内仅　有少数工厂在小规模的使用。　（４）以盐酸为还原剂　将盐酸作为还原剂和反应物质，使它一物两用。盐酸有原位制备和直接用　盐酸两种工艺，前者是用ＮａＣｌＯ　与ＮａＣ１和Ｈ，ｓＯ　按反应：　ＮａＣＩＯ３＋ＮａＣＩ＋Ｈ２ＳＯ４　ＣｌＯ２＋ｉ／２Ｃｉ２＋Ｎａ２ＳＯ４＋Ｈ２０　原位产生盐酸的反应为：２ＮａＣｉ＋Ｈ２ＳＯ　＝２ＨＣＩ＋Ｎａ２ＳＯ４，这一制备方法被称为　Ｒ２法。　直接加入盐酸的称为Ｒ５法或Ｋｅｓｔｉｎｇ法：　主反应为：ＮａＣ１０　＋２ＨＣＩ＝ＣＩＯ。＋ｉ／２Ｃｉ，＋ＮａＣＩ＋Ｈ￣Ｏ　副反应为：ＮａＣＩＯ　＋６ＨＣＩ＝３ＣＩ　＋ＮａＣＩ＋３Ｈ，０　虽然这两种方法生产原料来源方便，工艺流程简单，但转化率一般不高，产　物中至少含有三分之一的氯气，使二氧化氯纯度不高，这种二氧化氯用于饮用　水消毒，仍会产生大量的卤代烃类“三致”物质，从而失去了用二氧化氯取代　液氯消毒饮用水的意义。　１　２其他二氧化氯制备方法　（１）用硫铁矿作还原剂　基本反应为：１５Ｃ１０３－＋ＦｅＳ。＋Ｉ４Ｈ　＝１５Ｃ１０，＋Ｆｅ　＋２Ｓ０　＋７Ｈ　该反应在６０＂Ｃ左右进行，在ＮａＣ１０　浓度４￣５ｍｏｌ／Ｌ，Ｈ　ＳＯ　用量为理论用量　１５０％，还原剂过量６～９％时，其转化率及纯度均可达９０￣９５％。此法原料价廉，　产品纯度和产率都较高。　（２）金属催化剂法　该反应在６Ｏ～７０℃反应Ｃｌ０　纯度可达９７％以上，产率比不用催化剂高　１０３～１０４倍。有学者发表了用过渡金属氧化物经特殊处理，附载于瓷管上的　催化剂￣Ｊｃ１０。的新方法，研究表明，用他们研究的催化剂在８０￣Ｃ，２ｍｏ１／ＬＮａＣ１０　浓度和与５ｍｏｌ／ＬＨ。ＳＯ　条件下，产品纯度可达９８％以上，最高产率比无催化剂时　可增加１０３倍以上。　２展望　近年来随着对化学消毒杀菌剂要求的愈来愈苛刻，因此人们为寻找一种高　效、安全、使用方便的消毒漂白剂已成为大势所趋。稳定性ｃｌＯ　溶液不含ＨＯＣＬ　或ＨＯＣＬ等形式的有效氯、不会产生致癌的有机氯化物，正是理想的替代　品。因为二氧化氯在杀菌消毒、漂白、除臭和灭藻等方面有很多突出的优势，　所以二氧化氯已成为取代液氯消毒杀菌、漂白、灭藻的“新星’　应用领域和　消费量也在不断扩大和增加，正处于大发展的阶段。　参考文献　［１］黄峥、郑成．二氧化氯的性质、制备方法及用途广州化工，ｌ９９７　（１）．　［２］马玉翔、范迎菊蔗糖还原法制备二氧化氯的实验条件研究［Ｊ］．化　学世界，２００３，４４（８）：４０６２４０７，４１１１．　［３］王永仪．二氧化氯及其在水处理中的应用［Ｊ］．化工进展，１９９６（１）：　３０２３３１．　悉如何操作该设备：第三，将驾驶员对该设备的操作使用考核纳入安检的项目　中以提高船舶驾驶员对ＡＩｓ的重视。　４．尽管ＡＩＳ可以极大地提高船舶避碰的成功率，但仍不能忽略值班驾驶员　在遵守避碰规则中所应尽得职责，特别是要保持正规了望。　总之，通过建设长江引航ＡＩＳ船舶助航系统，可以全面提高业务效率、增　强安全生产能力以及提升服务水平：实现长江引航生产服务网络化、引航资　源调度电子化，并进一步实现长江干线的计算机辅助引航和引航全过程的动态　监控等目标。　参考文献　［１］高祥安．《船舶自动识别系统在航海领域的应用前景》．世界海运，　２００４（８）．　科技博览ｌ

二氧化氯作用

二氧化氯是一种常用的消毒剂，具有广泛的应用领域。它常被用于饮用水、池水、食品加工、医疗卫生等行业，能够有效杀灭病菌、病毒和其他微生物，预防疾病的传播。下面将介绍二氧化氯的作用及其在不同领域中的应用。

首先，二氧化氯具有强大的杀菌能力。它能破坏微生物的细胞膜，侵入细胞内部破坏细胞核酸和其他重要结构，从而使细菌、病毒失去生存和繁殖的能力。这使得二氧化氯成为一种高效的消毒剂，可以用来处理各种不洁物质，保障人们的健康和安全。

其次，二氧化氯可消除异味。它能迅速氧化分解产生异味的物质，如硫化氢、胺和有机硫化物等，从而减少或消除污染源的异味。这使得二氧化氯在垃圾处理、污水处理和空气净化等领域中都有重要应用。

此外，二氧化氯还具有去除有机物和色素的能力。它能有效地氧化分解含有机物和色素的废水，将其转化为无害的无机物，从而达到处理废水的目的。这使得二氧化氯在染料工业、造纸工业和纺织工业等领域中被广泛应用。

在饮用水领域，二氧化氯常被用作水处理剂。它可以杀灭水中的病菌、病毒和寄生虫，去除水中的异味和有机物，保证饮水的安全和卫生。二氧化氯的使用量和浓度可以根据水质情况进行调整，以达到最佳的消毒效果。

在游泳池水处理中，二氧化氯也起着重要的作用。它可以杀灭池水中的病菌和寄生虫，并去除有机物和异味，保证游泳池水的清洁和卫生。不同于传统的氯化消毒方法，二氧化氯无臭味、无刺激性，更加温和，对人体相对安全。

在医疗卫生领域，二氧化氯常被用作医疗器械的消毒剂。它能够杀灭细菌和病毒，防止交叉感染的发生。同时，二氧化氯对器械的材质没有腐蚀性，能够保证器械的正常使用寿命。

综上所述，二氧化氯是一种功能强大、应用广泛的消毒剂。它具有杀菌、去除异味、消除有机物和色素的能力，可以用于饮用水处理、游泳池水处理、废水处理以及医疗卫生等领域。随着人们对生活环境卫生要求的提高，二氧化氯的应用前景仍然十分广阔。