给水处理中二氧化氯与臭氧的应用比较

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1、给水处理中二氧化氯与臭氧的应用比较摘要：本文介绍了二氧化氯和臭氧在给水处理中的应用，并在其消毒机理、氧化消毒特性及经济性等方面进行了一系列的比较，努力为现有水厂水处理工艺的改进提供一定的参考。关键词：二氧化氯臭氧消毒饮用水处理heparisonBetent　　AbstractInthisarticle,eprovementsofthedrinkingentprocess.Theapplicationofchlorineoxide(ClO2)andozone(O3)isintroduced.Andaprehensiveparasionismadeontheirmechanism,charact

2、eristics;also,economicanalysesaremade.　　Keyent　　目前，我国给水中应用的氧化消毒剂以液氯为主。但随着源水污染的变化，废水中各种有机物的含量有所增加，运用液氯消毒会产生氯代有机物，其中有的产物具有致突变作用。为满足人们对水质要求的不断提高，寻求能替代氯的更安全而经济的新型氧化消毒剂，成为今后给水处理的一个发展方向。其中，较有前途的是二氧化氯（ClO2）和臭氧（O3）。1.二氧化氯（ClO2）1.1二氧化氯的应用　　十九世纪初，美国科学家DaryH.发现了ClO2气体。二十世纪40年代，二氧化氯开始应用于食品加工的杀菌消毒，造纸的漂白和水的净化处理等

3、。由于二氧化氯不会与有机物反应而生成THMs，所以在饮用水处理中应用越来越广泛。1983年，美国国家环保局（EPA）提出饮用水中三氯甲烷含量必需低于0.1mg/L，并推荐使用ClO2消毒。二氧化氯消毒的安全性被世界卫生组织（n2+及重金属离子等。另外，对水中有机物的氧化，Cl2以亲电取代为主，而ClO2以氧化还原为主，能将腐殖酸、富里酸等降解，且降解产物不以三氯甲烷形式存在。　　ClO2是一种光谱、高效的杀菌消毒剂，实验证实，它对细菌、芽孢、藻类、真菌、病毒等均有良好的杀灭效果。关于ClO2的消毒机理，由多种解释，一般认为ClO2对微生物细胞壁有较好的吸附和穿透作用，能渗透到细胞内部与含巯基

4、（-SH）的酶反应，使之迅速失活，抑制细胞内蛋白质的合成，从而达到将微生物灭活的目的。　　由于细菌、病毒、真菌都是单细胞的低级微生物，其酶系分布于细胞膜表面，易于受到ClO2攻击而失活。而人和动物细胞中，酶系位于细胞质之中受到系统的保护，ClO2难以和酶直接接触，故其对人和动物的危害较小。1.4二氧化氯的氧化消毒特性　　ClO2­时较强的氧化剂，氧化水中有机物具有选择性。　　（1）ClO2­氧化能力强，其氧化能力是氯的2.5倍，能迅速杀灭水中的病原菌、病毒和藻类（包括芽孢、病毒和蠕虫等）。　　（2）与氯不同，ClO2­消毒性能不受pH值影响。这主要是因为氯消毒靠次氯酸

5、杀菌而二氧化氯则靠自身杀菌。　　（3）ClO2不与氨或氯胺反应，在含氨高的水中也可以发挥很好的杀菌作用，而使用氯消毒则会受到很大影响。　　（4）ClO2随水温升高灭活能力加大，从而弥补了因水温升高ClO2在水中溶解度的下降。　　（5）ClO2的残余量能在管网中持续很长时间，故对病毒、细菌的灭活效果比臭氧和氯更有效。　　（6）ClO2具有较强的脱色、去味及除铁、锰效果。　　（7）ClO2消毒只是有选择的与某些有机物进行氧化反应将起降解为含氧基团为主的产物，不产生氯化有机物，所需投加量小，约为氯投加量的40%,且不受水中氨氮的影响。因此，采用ClO2代替氯消毒，可使水中三氯甲烷生成量减少90%。

6、1.5二氧化氯的制备及经济性比较　　ClO2­的制备方法有化学反应法、电解食盐法、离子交换法等。其中化学法和电解法在生产上应用较多。1.5.1化学法　　化学反应制取ClO2的方法有：　　（1）盐酸与亚氯酸钠反应　　　　5NaClO2+4HCl=5NaCl+4HCl+2H2O　　（2）盐酸与氯酸钠反应　　　　2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2+2H2O　　（3）液气混合反应　　　　2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2　　根据方法（3）研制的ClO2发生器，使用时固体亚氯酸钠至于反应器中，以空气稀释的氯气通过反应器，这样可在反应过程中一直保持过量的亚氯酸钠，使全部

7、氯气都参与反应从而避免产物中混入氯气。但由于NaClO2价格昂贵，这种方法的成本与运行费用较高，难以在饮用水处理中推广。　　目前，一般谈到的化学法制取ClO2指方法（1）。这种方法生产规模较小，设备简单，便于实现自动化操作，适于水处理中生产应用；但碰到的问题同样是NaClO2价格昂贵，且该法ClO2的理论产率只有80%。为此，有公司研制出使用NaClO3和H2SO4反应制取ClO2的二氧化氯发生器，其反应原理