二氧化氯作為一種優(yōu)良的替代消毒劑,在水處理中又重新引起人們的關(guān)注。這主要是因?yàn)槎趸韧懈迟|(zhì)反應(yīng)不產(chǎn)生三鹵甲烷類致癌物質(zhì),不與氨反應(yīng)生成消毒效果差的氯氨。二氧化氯處理系統(tǒng)在操作上與氯化系統(tǒng)極為相似,而且易于控制和檢測。此外。二氧化氯還可用于控制臭味和藻類,有去鐵除錳的功效。旨在對(duì)二氧化氯在水處理中的應(yīng)用進(jìn)行機(jī)理分析,為其作為氯的一種替代消毒劑在水處理中的應(yīng)用提供必要的理論依據(jù)。

二氧化氯是沸點(diǎn)為11℃的深黃色氣體,具有與氯氣相似的刺激性氣味,易溶于水并形成黃綠色的溶液,與氯氣在水中的水解過程不同,二氧化氯在水中的水解程度很低,主要以溶解氣體的形式保留在水中。在略為酸性的(PH約為6)的溶液中極為穩(wěn)定。二氧化氯溶液的紫外吸收光譜在360nm處有一個(gè)吸收峰,摩爾吸收系數(shù)約為1150(mo·lcm)。一般可用紫外吸收、電流滴定、比色和其它方法測定二氧化氯的含量。水處理中所用的二氧化氯都用亞氯酸鈉與氯氣混合反應(yīng)現(xiàn)場制備而得:2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl。

二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑,也是一種良好的水處理消毒劑,其殺菌消毒能力約為氯的3倍。水處理中所用二氧化氯的較佳濃度在0.1～5.0mg/l之間,與氯相比,它有較良好的處理功能(降低處理水中的三鹵甲烷、控制嗅味等)。

二氧化氯在水中基本上不發(fā)生水解作用。在PH值為2～10的范圍內(nèi),以一種溶解氣體的形式存在。但在較強(qiáng)堿性條件和二氧化氯濃度較高(>10mg/l)時(shí),生成1:1的亞氯酸鹽和氯酸鹽:2ClO2+2OH-=ClO-2+ClO-3+H2O。其中亞氯酸鹽離子也是一種強(qiáng)氧化劑。當(dāng)二氧化氯的濃度在5～10的之間和PH值為12時(shí),其在水中的半衰期為20分鐘～3小時(shí)之間,在水處理過程中,約有50～70%的二氧化氯以亞氯酸鹽及氧化物的形式存在,一般不存在氯酸鹽。

二氧化氯可用于去除水中鐵和錳,也可用于硫化物的氧化處理。二氧化氯像其他強(qiáng)氧化劑一樣,可將二價(jià)錳(Mn2+)氧化成三價(jià)錳(Mn3+)而形成不溶性的二氧化錳(MnO2)并產(chǎn)生沉淀。的形式沉淀下來。該反應(yīng)在中性至堿性條件下較易發(fā)生。此外,二氧化氯可用于防止鑄鐵管中鐵細(xì)菌的生長。據(jù)報(bào)道,二氧化氯的這種作用,是二氧化氯與細(xì)菌體內(nèi)多糖類物質(zhì)反應(yīng)的結(jié)果。二氧化氯的另外一個(gè)功能是可將硫化氫很快氧化,在PH值為5～9范圍內(nèi),反映的最終產(chǎn)物僅是硫酸鐵,而其它氧化劑(臭氧、氯、氧)對(duì)硫化物的氧化產(chǎn)物除硫酸鐵外,還產(chǎn)生元素硫。

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