◆二氧化氯的发明
●二氧化氯是由汉费莱-戴伟先生于1811年发现的。1843年时米隆用盐酸将氯酸钾酸化获得了一种黄绿色气体,并将这一气体吸收在碱性溶液里获得了亚氯酸盐(以及氯酸盐),而米隆没有将这种气体作为二氧化氯识别。1811年Garzaralli-Thumlackh鉴别出这种气体是二氧化氯和氯气的混合物.
◆二氧化氯特性
●二氧化氯为黄红色气体,带有一种辛辣气味,在空气中的体积浓度超过10%时便有爆炸性,但在水溶液中则无危险性,在实际应用中,二氧化氯须避光保存,一般情况下,现场制备,现场使用。
◆二氧化氯的作用
1、二氧化氯杀灭病菌和病毒的作用
●二氧化氯是一种光谱型的消毒剂,它对水中的病原微生物,包括病毒、细菌芽孢、配水管网中的异样菌、硫酸盐还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。
●二氧化氯能在PH值很宽的范围内杀灭大肠杆菌,其杀灭效果与温度T有关,是温度(1/T)的函数,这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强,对水中的放线菌、野生菌种、孢子体等均有较好的杀灭作用。
2、二氧化氯的氧化作用
● 二氧化氯对锰的氧化
● 二氧化氯对铁的氧化
● 二氧化氯对硫化物的氧化
● 二氧化氯对氰化物的氧化
● 二氧化氯对苯酚的氧化
● 二氧化氯对有机物的氧化
3、二氧化氯的脱色作用
●二氧化氯具有较强的氧化作用,所以,有较好的脱色作用。当预投加二氧化氯1.5mg/L(或大于1.5mg/L)时,色度可降低至9度,而传统的水处理工艺,其脱色效率只能达到23.5%,而二氧化氯对低色度的原水,其脱色效率可以达到47.0%。
4、二氧化氯的漂白作用
●在工业发达国家造纸工业中早已普遍使用二氧化氯作为漂白剂。与用漂白粉、氯气相比,不仅提高了白度,防止了纤维强度降低,简化了生产工艺,更重要的是排除了因使用漂白粉、氯气而产生游离氯,致使生成大量致癌物的危害。漂白过程中还能杀灭微生物,有效地驱散纸浆中的粘液和无机沉淀物,从而消除纸浆中固体块状的形成,提高了纸张的质量。
5、二氧化氯的灭藻作用
●二氧化氯对藻类的控制主要是因为它对苯环非常类似,二氧化氯也同样能作用于吡咯环。这样,二氧化氯氧化叶绿素,植物新陈代谢终止,使得蛋白质的合成中断。这个反应结果对植物的损害在于原生质脱水而带来高渗的收缩(质壁分离),这是个不可逆的过程,导致藻类死亡。
6、二氧化氯的除臭作用
●臭味往往是硫化物(如硫化铵、硫化氢、二甲基硫化物等)所致,此外氨、乙胺、二甲胺等都能产生臭味。二氧化氯气体与有臭味的含硫污染物接触之后,因迅速发生氧化反应,转变为其它物质,从而除去臭气。
7、二氧化氯的保鲜作用
●据马来西亚报道,经二氧化氯处理的鸡肉在5℃以下,可有效地延长贮藏期。40~60mg/L浓度的二氧化氯水溶液,五分钟浸渍时间能有效地控制家禽躯体微生物污染。对虾在捕获后,由于体内酪氨酸酶的作用,在48小时后,虾头、腹和尾肢等部位即黑,而引起虾整体变黑、变质。但是使用40mg/L二氧化氯水溶液对捕获的对虾浸泡10~20分钟,再用20mg/L二氧化氯水溶液的冰块保鲜,就能取得满意的保鲜效果,对虾不会变黑,并在7~10天的贮运期间仍保持原有的色、香、味。
●在水处理中常用的消毒剂有液氯、臭氧、二氧化氯、氯氨和紫外线等,应用较多的是液氯、臭氧和二氧化氯。目前在我国液氯仍然是水处理过程中应用最多的消毒剂,这主要是由于它应用历史长,积累了丰富的运行管理数据,并且成本低、运输方便、在管网中可保持一定的持续杀菌效果的原因。但随着全球环境污染的加剧,在对一些遭受污染的水源进行处理时,氯化处理常需投加过量的氯气,研究证明这往往易生成大量的有机卤化物(如三氯甲烷)而造成水体的二次污染。对人体的健康产生潜在的危害。另外一些中小型水厂或污水处理厂采用氯气消毒,不仅占地面积大,而且由于管理不善常产生一些人身伤害事故。
●臭氧是一种优良的消毒剂。但目前臭氧发生装置的产率通常较低,设备昂贵,安装管理复杂,运行费用高,而且臭氧在水中溶解度低,衰减速度快,为保证管网内持续的杀菌作用,必需和其它消毒方法协同进行。紫外线消毒也是近来发展的一种新型消毒方法,它是通过对水体进行紫外线辐射,将水中的有害菌杀死,同时不改变水的物理化学性质,且不产生气味和其它有害的卤代甲烷等副产物,但该方法对消毒前的原水浊度要求较高,且必须保证一定的水流厚度,当水深较大时杀菌效果急剧下降。而且,在水中的停留时间较短,故现在只在纯净水等小型高标准水处理中应用较广。
●二氧化氯是一种强氧化剂和高效杀菌剂,自从美国尼压加拉水厂最早将其作为消毒剂以来,在欧洲及美国得到广泛应用,其综合指标远远好于其他消毒剂,此表对几种消毒剂的各项指标作了一个综合比较,通过对比可知,二氧化氯发生器无论在安装、使用还是维护等方面都较其他消毒产品有很高的优越性,随着水源污染的日益加重及人们对水质要求的日益提高,二氧化氯必将成为广泛应用的新一代消毒产品。
◆在水处理中使用二氧化氯,主要有如下优势:
●消毒效果好而且具有持续消毒、杀菌作用。
●消毒效果不受氨的影响。
●在碱性条件下,杀菌效果不受影响。
●对病毒具有强力的杀灭作用。
●对换热管表面的生物膜具有剥离效果。
●不会形成致癌物如卤代烃。
●具有脱色、助凝、除氢、除酚、除臭等多种功能。
◆二氧化氯与各种消毒剂的比较见下表:
项目 |
液氯 |
臭氧 |
紫外线 |
二氧化氯 |
消毒效果 |
较好 |
很好 |
一般 |
很好 |
除臭去味 |
无作用 |
好 |
无作用 |
好 |
PH的影响 |
很大 |
小,不等 |
无 |
小 |
水中的溶解度 |
高 |
低 |
无 |
很高 |
THMs的形成 |
极明显 |
当溴存在是有 |
无 |
无 |
水中的停留时间 |
长 |
短 |
短 |
长 |
杀菌速度 |
中等 |
快 |
快 |
快 |
等效条件所用的剂量 |
较多 |
较少 |
—— |
少 |
处理水量 |
大 |
较小 |
小 |
大 |
使用范围 |
广 |
水量较小时 |
要求:水量较小时,悬浮物较少时 |
广 |
除铁、锰效果 |
不明显 |
—— |
不明显 |
很好 |
氨的影响 |
很大 |
无 |
无 |
无 |
原料 |
易得 |
—— |
—— |
易得 |
管理简便性 |
较简便 |
复杂 |
较复杂 |
简便 |
操作安全性 |
不安全 |
不安全 |
—— |
安全 |
自动化程度 |
一般 |
较高 |
较高 |
高 |
投资 |
低 |
高 |
较高 |
低 |
设备安装 |
简便 |
复杂 |
较复杂 |
简便 |
占地面积 |
大 |
大 |
小 |
小 |
维护工作量 |
较小 |
大 |
较大 |
小 |
电耗 |
低 |
高 |
较高 |
低 |
运行费用 |
低 |
高 |
高 |
低 |
维护费用 |
低 |
较高 |
很高 |
低 |
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