Abstract In this article, we try to do some work for the improvements of the drinking water treatment process. The application of chlorine oxide (ClO₂) and ozone (O₃) is introduced. And a comprehensive comparasion is made on their mechanism, characteristics ; also, economic analyses are made.
　　Key words chlorine oxide ; ozone ; disinfect ; drinking water treatment

　　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Dary H.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/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 = C

[1] [2] [3] [4] [5] 下一页

相关文章：