给水处理中二氧化氯与臭氧的应用比较.doc

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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heComparisonBetweenChlorineDioxideandOzoneinApplicationofFeedWaterTreatment　　AbstractInthisarticle,wetrytodosomeworkfortheimprovementsofthedrinkingwatertreatmentproc

2、ess.Theapplicationofchlorineoxide(ClO2)andozone(O3)isintroduced.Andacomprehensivecomparasionismadeontheirmechanism,characteristics;also,economicanalysesaremade.　　Keywordschlorineoxide;ozone;disinfect;drinkingwatertreatment　　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

3、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Dary8H.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。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/

4、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（WHO）列为A1级，被认定为氯系消毒剂最理想的更新换代产品。目前，美国和欧洲已有上千家水厂采用ClO2消毒；我国则多用于造纸、纺织等行业，并逐步应用于自来水厂。　　在给水处理中，ClO2不仅可以作为高效的消毒剂，还可考虑投加在原水、沉淀池前或滤池前，进行预氧化或中间氧化，以控制嗅味（尤其是氯酚或藻类副产物嗅味等），防止微生物滋长，加强混凝过滤；也可用于去除水中的铁、锰和色度。另外，欧洲一些国家将ClO2、O3即Cl2结合起来用于饮用水处理，取得了较好的效果。1.2二氧化氯的物理性质　　二

5、氧化氯（ClO2）常温（20℃）下是一种黄绿色的气体，具有与氯气、臭氧类似的刺激性气味，分子量67.45，比空气重，熔点-59℃，沸点11℃。　　ClO2极易溶于水而不与水反应，22℃时溶解度约为氯的5倍，达2.9g/L。ClO2在水中的溶解度随温度升高而降低。同时二氧化氯分子的电子结构虽是不饱和状态，在水中却不以聚合状态存在，这对ClO2在水中迅速扩散十分有利。但ClO2水溶液易挥发，在较高温度与光照下会生成ClO2-与ClO3-，应避光低温保存。　　据介绍，ClO2在常温下可压缩成深红色液体，极易挥发，极不稳定，光照、机械碰撞或接触有机物都会发生

6、爆炸；在空气中的体积浓度超过10%或在水中浓度超过30%时也会发生爆炸。不过ClO2溶液浓度在10g/L以下时基本没有爆炸的危险。　　由于ClO2对压力、温度和光线敏感，不能压缩进行液化储存和运输，只能在使用时现场临时制备。1.3二氧化氯的氧化消毒机理　　作为强氧化剂，ClO2在酸性条件下具有很强的氧化性：　　　　ClO2+4H++5e=Cl-+2H2O　　在水厂pH≈7的中性条件下，　　　　ClO2+e=ClO2-　　　　ClO2-+2H2O+4e=Cl‑-+4OH-　　ClO2能将水中少量的S2-、SO32-、NO2-等还原性酸根氧化

7、去除，还可去除水中的Fe2+、Mn2+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（-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

8、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