二氧化氯（clo2）在飲用水處理中的應(yīng)用

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1、二氧化氯（ClO2）在飲用水處理中的應(yīng)用摘要：消毒通常是傳統(tǒng)飲用水處理工藝關(guān)鍵一步，從而保證了水質(zhì)的安全可靠。加入到水中消毒劑可以從根本上消除或是抑制傳播水生疾病的病菌，就目前來說，氯氣（Cl2）以及次氯酸鹽（ClO-）是給水處理工業(yè)當(dāng)中最常見的消毒劑。由于認(rèn)識(shí)到加氯消毒副產(chǎn)品的危害，現(xiàn)在研究人員越來越多的把目光投向了其他的替代消毒劑。主要從水處理替代消毒劑二氧化氯（ClO2）的制造，氧化方式，消毒效率以及副產(chǎn)物等方面進(jìn)行論述。關(guān)鍵詞：飲用水處理、消毒、二氧化氯（ClO2）、PH值1二氧化氯（ClO2）消毒1

2、.1簡介。二氧化氯是一種含氯的中性化合物，由于其在化學(xué)反應(yīng)中的單電子轉(zhuǎn)移能力，二氧化氯通常在水消毒的過程中被用作高效率的氧化劑，氧化還原反應(yīng)后的產(chǎn)物為亞氯酸根離子（ClO2-）。亞氯酸鹽與亞氯酸根離子之間的電離平衡常數(shù)相對較小,這也與次氯酸（HOCl）與其共軛堿對之間的電離平衡關(guān)系有著很大的不同,次氯酸的電離平衡反應(yīng)多發(fā)生在中性的PH范圍內(nèi),這就決定了在飲用水的應(yīng)用范圍內(nèi),水中的主要成分還是次氯酸根離子（ClO-）。根據(jù)n2+）是水中最為常見的兩種金屬離子，因此在飲用水處理的過程中，通常要采用一些特殊的方法來

3、對水中的鐵、錳離子加以去除。其中最常見的方法就是通過加入強(qiáng)氧化劑來與鐵、錳離子反應(yīng)，從而生成沉淀物，再通過后續(xù)處理，例如沉淀和過濾加以去除。而由于二氧化氯具有很強(qiáng)的氧化性，因此在給水處理中被用來作為氧化劑來去除水中過量的鐵、錳離子。為了能夠生成氫氧化鐵沉淀（Fe（OH）3），通常控制反應(yīng)發(fā)生在堿性環(huán)境下，與1.0mg/l的鐵離子反應(yīng)需要1.2mg/L的二氧化氯。在實(shí)際的給水消毒應(yīng)用過程中，特別是在高濃度的鐵、錳離子原水處理中，二氧化氯的用量還要考慮到消毒副產(chǎn)物的生成、氯酸根離子（ClO3-）和亞氯酸根離子（C

4、lO2-）的濃度等因素，因此在實(shí)際應(yīng)用中，二氧化氯的用量應(yīng)控制在0.07~2.0mg/L的范圍內(nèi)，一般不超過1.0mg/L。1.4水中天然有機(jī)物的去除。從在水中的濃度以及活性的角度來說，天然有機(jī)物是地表水和地下水中的一種重要成分。存在于水中的天然有機(jī)物，影響微量金屬和親水有機(jī)化合物的流動(dòng)性以及在一定范圍內(nèi)的膠狀顆粒的聚合速度。同時(shí)，對于微生物和依靠本身特性例如分子重量，分子組成和官能團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)的物質(zhì)來說，天然有機(jī)物也是有機(jī)碳的來源。通過進(jìn)一步對天然有機(jī)化合物成分的研究，它們被分成以下幾部分：腐殖質(zhì)酸（HA）；

5、非水溶性酸性物質(zhì)（HOA）；非水溶性堿性物質(zhì)（HOB）；非水溶性中性物質(zhì)（HON）；水溶性酸性物質(zhì)（HIA）；水溶性堿性物質(zhì)（HIB）；水溶性中性物質(zhì)（HIN）。在大多數(shù)的情況下，飲用水中的天然有機(jī)物的主要成分是非水溶性酸性物質(zhì)，約占54%，腐殖質(zhì)酸和非水溶性中性物質(zhì)分別占19%和12%。通常情況下，天然水體中非水溶性堿性物質(zhì)的含量微乎其微，另外水溶性物質(zhì)的比例也相對較小，大約占總的有機(jī)物的15%左右。根據(jù)以往的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)過二氧化氯的氧化作用，HA，HON和HIB在水中所占的比例明顯減少，而對于HOA來說，

6、去除量不會(huì)超過9%。HIA的成分會(huì)少許增加，而HIN的成分會(huì)有明顯的增加。二氧化氯打碎大分子量的有機(jī)物質(zhì)使其變成小分子量的物質(zhì)，從而使非生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)變成可生物降解的有機(jī)物?？缮锝到獾挠袡C(jī)物成分會(huì)在后續(xù)的水處理過程中增加水中微生物的增長。1.5周圍環(huán)境的影響以及消毒效率。研究表明周圍的環(huán)境因素，例如溫度，水質(zhì)，PH值也會(huì)對二氧化氯的消毒效率產(chǎn)生影響。PH對于消毒效率的影響取決于受抑制的對象。與加氯消毒相比較，二氧化氯對于病原體的抑制能力要相對較弱。同加氯消毒一樣，二氧化氯的消毒能力隨著溫度的降低而減弱。

7、某些研究表明當(dāng)水溫從20°C下降到10°C時(shí)，二氧化氯對于似隱孢菌（Cryptosporidium）的抑制能力會(huì)下降40%左右。原水的水質(zhì)，例如水里的懸浮顆粒和病原體的聚集體的數(shù)量對于消毒能力都有著重要的影響。實(shí)驗(yàn)表明，通過向水中加入斑脫土來調(diào)節(jié)原水的濁度，當(dāng)濁度從5NTUs上升到17NTUs時(shí)，原水中的病原體的抗抑制能力從11%升高到25%。早在1944年二氧化氯就已經(jīng)被用作飲用水處理的消毒劑，多年來大量的研究工作以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示二氧化氯對于水中大腸桿菌具有很強(qiáng)的抑制能力，在5分鐘的接觸時(shí)間內(nèi)要強(qiáng)于同等濃度

8、下的氯氣，而當(dāng)接觸時(shí)間延長到30分鐘時(shí)，二氧化氯對于細(xì)菌的殺滅能力就要稍低于氯氣。在較高的PH范圍內(nèi)，二氧化氯的消毒能力要明顯優(yōu)于氯氣。1.6二氧化氯的消毒副產(chǎn)物。在原水中大量存在的無機(jī)生物物質(zhì)將與二氧化氯發(fā)生反應(yīng)。在配水管網(wǎng)中氯離子和亞氯酸根離子是二氧化氯降解后的主要產(chǎn)物。如上所述，在正常的水處理過程中大約有50%~70%的二氧化氯通過氧化還原反應(yīng)被轉(zhuǎn)化成亞氯酸根離子，30%被轉(zhuǎn)換成氯酸根離子和氯