二氧化氯在给水处理中的应用.doc

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1、二氧化氯消毒在给水处理中应用1概述随着经济的发展，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。特别是水环境状况仍在恶化，主要河流有机污染普遍，主要湖泊富营养化严重。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。液氯消毒产生的卤仿等有机卤代物的潜在危害已引起世界各国的强烈关注和共识，用新型消毒剂替代液氯已势在必行。有一些净水厂为此增加了深度处理构筑物（活性炭吸

2、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[3]。2二氧化氯2.1二氧化氯的发展早在1811年，美国科学家H.Davery利用KClO3水溶液和盐酸反应，首次合成并收集了二氧化氯气体。但是，直到本世纪30年代，ClO2才得以安全且经济地规模生产，开始了工业化的广泛应用。1944年，二氧化氯首次作为消毒剂用于处理美国纽约州尼加拉大瀑布城的饮用水。上世纪七十年代后期，自从研制成功二氧化氯稳定剂后，二氧化氯作

3、为漂白剂和消毒剂，已被广泛应用于纸浆的漂白、食品加工领域的杀菌消毒及水净化处理等领域，充分显示出其所具有的强漂白和杀菌消毒能力。二氧化氯是目前国际上公认的最新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂，是氯制剂最理想的替代品，在世界发达国家已得到广泛的应用。美国、西欧、加拿大、日本第11页共11页二氧化氯消毒在给水处理中应用等发达国家的有关组织如美国环境保护局、食品药品管理局、美国农业部均批准和推荐二氧化氯用于食品、食品加工、制药、医院、公共环境等的消毒、防霉和食品的防腐保鲜等。世界卫生组织（WHO）和世界粮食组织(FAO)也已将二氧化氯列为A1级安

4、全高效消毒剂。为控制饮水中“三致物质”（致癌、致畸、致突变）的产生，欧美发达国家已广泛应用二氧化氯替代氯气进行饮用水的消毒。近年来，我国也开始重视二氧化氯产品的推广和应用。国家化工部颁布了有关的行业标准，国家卫生部已批准二氧化氯为消毒剂和新型食品添加剂[4]。2.2二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会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

5、高、曝光或与有机质接触均会发生爆炸，故通常现场制备的二氧化氯会即时使用，并存放于阴凉避光处。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[5]。2.3二氧化氯的消毒机理（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①2ClO2+5Mn2++6H2O→5MnO2+2Cl-+12H+②ClO2+5Fe(HClO3)2+3H2O→5Fe(OH)3+10CO2+Cl-+H+（2）二氧化氯与有机物的反应二氧化氯与有机物

6、的反应较复杂，主要发生氧化反应，其产物有酸、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。第11页共11页二氧化氯消毒在给水处理中应用（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

7、氏贾第虫胞囊、尖刺贾第虫胞囊等[6]。（4）二氧化氯与常用消毒剂的比较饮用水消毒剂是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、副产物较少（特别是有毒副产物）、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。以下是对它们的性能及副产物比较：优点缺点副产物氯（Cl2）使用方便、易于存贮、运输方便、综合成本低、操作管理简单、水中溶解度高受pH值及氨的影响大，杀菌速度一般三卤甲烷（致癌物）、卤代丙烯腈、卤代酮、卤代醋酸、三氯硝基甲烷、氯化氰、甲醛、乙醛臭氧（O3）强氧

8、化剂、杀菌能力强、速度快、pH值及氨的影响小水中易分解，不能保持杀菌消毒的持久性；成本高、电耗大、设备操作运行复杂羰基化合物（其中有毒醛类物质有甲醛、