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注。這主要是因為二氧化氯同水中腐殖質反應不產(chǎn)生三鹵甲烷類致癌物質,不與氨反應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。旨在對二氧化氯在水處理中的應用進行機理分析,為其作為氯的一種替代消毒劑在水處理中的應用提供必要的理論依據(jù)。

二氧化氯是沸點為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現(xiàn)場制備而得:2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl。

二氧化氯是一種強氧化劑,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。但在較強堿性條件和二氧化氯濃度較高(>10mg/l)時,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氧化劑。當二氧化氯的濃度在5～10的之間和PH值為12時,其在水中的半衰期為20分鐘～3小時之間,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。二氧化氯像其他強氧化劑一樣,可將二價錳(Mn2+)氧化成三價錳(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菌的生長。據(jù)報道,二氧化氯的這種作用,是二氧化氯與細菌體內(nèi)多糖類物質反應的結果。二氧化氯的另外一個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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