二氧化氯消毒在水处理中的应用(33页).doc

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1、-二氧化氯消毒在水处理中的应用-第 33 页二氧化氯消毒在水处理中的应用二氧化氯的应用简介更新时间：09-9-4 15:18摘要：简单介绍二氧化氯在消毒领域及其他领域的应用关键词：二氧化氯 消毒 氧化一、概述二氧化氯的分子式为ClO2，是一种随浓度升高颜色由黄绿色到橙色的气体，具有与氯气相似的刺激性气味。二氧化氯易溶于水，溶解度约为氯气的5倍。与氯不同，二氧化氯在水中以纯粹的溶解气体形式存在，不发生水解反应。早期二氧化氯的研究主要集中于二氧化氯的漂白功能，因而被广泛应用于造纸、纺织等行业。二十世纪七十年代中期以后，人们发现，传统的加氯消毒法会形成致癌的三卤甲烷等消毒副产物。因此二氧化氯的应用不

2、断增加，随着二氧化氯发生工艺的不断完善，二氧化氯在饮用水消毒、脱色除臭和工业循环冷却水杀菌灭藻以及工业废水、生活污水中有毒有害物质的降解净化方面都有了广泛的应用。二、二氧化氯在消毒领域的应用综合现有的研究成果，二氧化氯作为水处理消毒剂，与其他消毒剂相比，主要具有如下五大明显优点：1）二氧化氯能直接氧化水中的腐殖酸（HA）或黄腐酸（FA）等天然有机物，不与其形成三卤甲烷等氯化物，能大大降低消毒后水中三卤甲烷（THMs）等氯化消毒副产物的含量。2）二氧化氯与氯气不同，在水中不发生水解，不与水中的氨氮反应，因此其杀菌效率不受水落石出pH值和水中氨氮浓度的影响。3）二氧化氯能有效地氧化去除水中的藻类、

3、酚类及硫化物等有害物质，对这些物质造成的水的色、嗅和味，具有比氯气更佳的处理效果，出水水质更好。4） 二氧化氯能有效杀灭水中用氯消毒效果较差的病毒和孢子等。5）能在水中维持较长时间的持续杀菌能力，具有可检出的残余量。因此，二氧化氯是被世界卫生组织确认的一种安全、广谱、高效的杀菌剂。目前已广泛用于饮用水消毒、循环冷却水的杀菌灭藻、城镇生活污水及中水回用工程、医院污水消毒、游泳池水消毒、油田注井水处理等应用领域。三、二氧化氯在其他领域的应用二氧化氯的化学性质非常活泼，一般在酸性条件下具有很强的氧化性。可氧化水中多种无机和有机物。1、二氧化氯是唯一可以在较弱的碱性PH条件下氧化氰化物的氧化剂。二氧化

4、氯可用于含氰废水的破氰处理，将氰化物（游离的氰化物和不稳定的金属-氰化物的络合物）氧化成为二氧化碳和氮气。用氯气来氧化氰化物时，易于形成极毒的易挥发的氯化氰气体（CNCl），而用二氧化氯对氰化物进行处理时，不会形成氯化氰气体。2、二氧化氯可用于酚类化合物的去除。当PH低于10时，重量投加比为1.5:1的二氧化氯可将酚迅速氧化成为对-苯醌；当PH高于10时，二氧化氯可将酚类缓慢地氧化为小分子量的二元脂肪酸。值得注意的是，二氧化氯与酚能迅速反应，但不生成有异味的氯酚。3、二氧化氯可用于对硫化物、有机硫气味的控制。硫化物、硫化氢以及硫醇在许多工业生产中形成，它们都能产生出令人厌恶的气味。它们都可以被

5、二氧化氯氧化去除。四、小结二氧化氯作为一种优良的消毒剂，现在美国、法国、瑞士、德国、加拿大等西方国家已广泛使用。在我国，由于经济、技术、观念等条件的制约，对二氧化氯研究起步较晚，但发展迅速，尤其是化学法二氧化氯发生器发展最快，随着不断的研究实践，二氧化氯的应用领域也将会越来越广泛。二氧化氯作为消毒剂在水处理中的应用更新时间：09-9-7 11:40作者: 张振宁氯在处理中的应用已有相当长的历史,它一直被看作控制被处理水中致病菌的重要手段。但近年来,发现氯化出水中产生的三卤甲烷对人身体健康能产生较大危害,所以,推广应用新型高效的消毒剂来控制处理水中的三卤甲烷(THM)以保证出水水质是必要的。二氧

6、化氯作为一种优良的替代消毒剂,在水处理中又重新引起人们的关注。这主要是因为二氧化氯同水中腐殖质反应不产生三卤甲烷类致癌物质,不与氨反应生成消毒效果差的氯氨。二氧化氯处理系统在操作上与氯化系统极为相似,而且易于控制和检测。此外。二氧化氯还可用于控制臭味和藻类,有去铁除锰的功效。旨在对二氧化氯在水处理中的应用进行机理分析,为其作为氯的一种替代消毒剂在水处理中的应用提供必要的理论依据。2二氧化氯在水处理中的反应2.1二氧化氯的基本特性。二氧化氯是沸点为11的深黄色气体,具有与氯气相似的刺激性气味,易溶于水并形成黄绿色的溶液,与氯气在水中的水解过程不同,二氧化氯在水中的水解程度很低,主要以溶解气体的形

7、式保留在水中。在略为酸性的(PH约为6)的溶液中极为稳定。二氧化氯溶液的紫外吸收光谱在360nm处有一个吸收峰,摩尔吸收系数约为1150(molcm)。一般可用紫外吸收、电流滴定、比色和其它方法测定二氧化氯的含量。水处理中所用的二氧化氯都用亚氯酸钠与氯气混合反应现场制备而得:2NaClO2+Cl2=2ClO2+2NaCl。二氧化氯是一种强氧化剂,也是一种良好的水处理消毒剂,其杀菌消毒能力约为氯的3倍。水处理中所用二氧化氯的较佳浓度在0.15.0mg/l之间,与氯相比,它有较良好的处理功能(降低处理水中的三卤甲烷、控制嗅味等)。2.2二氧化氯在水中的形态。如前所述,二氧化氯在水中基本上不发生水解

8、作用。在PH值为210的范围内,以一种溶解气体的形式存在。但在较强碱性条件和二氧化氯浓度较高(10mg/l)时,生成1:1的亚氯酸盐和氯酸盐:2ClO2+2OH-=ClO-2+ClO-3+H2O。其中亚氯酸盐离子也是一种强氧化剂。当二氧化氯的浓度在510的之间和PH值为12时,其在水中的半衰期为20分钟3小时之间,在水处理过程中,约有5070%的二氧化氯以亚氯酸盐及氧化物的形式存在,一般不存在氯酸盐。2.3二氧化氯与无机物的反应。二氧化氯可用于去除水中铁和锰,也可用于硫化物的氧化处理。二氧化氯像其他强氧化剂一样,可将二价锰(Mn2+)氧化成三价锰(Mn3+)而形成不溶性的二氧化锰(MnO2)并

9、产生沉淀。其氧化过程是二氧化氯经还原产生亚氯酸盐,后者能迅速与二价锰反应而生成沉淀:2ClO2+5Mn2+6H2O=5MnO2()+12H+2Cl-。该反应在碱性条件下要比酸性条件下更快,效果更好。二氧化氯同样可迅速地将亚铁氧化成三价氢氧化铁(F(eOH)3)的形式沉淀下来。该反应在中性至碱性条件下较易发生。此外,二氧化氯可用于防止铸铁管中铁细菌的生长。据报道,二氧化氯的这种作用,是二氧化氯与细菌体内多糖类物质反应的结果。二氧化氯的另外一个功能是可将硫化氢很快氧化,在PH值为59范围内,反映的最终产物仅是硫酸铁,而其它氧化剂(臭氧、氯、氧)对硫化物的氧化产物除硫酸铁外,还产生元素硫。2.4二氧

10、化氯与有机物的反应。研究表明,氯可通过氧化及亲电子取代作用与各种有机物反应而生成各种氯代有机物,其中以三氯甲烷(致癌物)为主。加之氯的消毒能力不如二氧化氯强,因而与有机物反应生成三氯甲烷的可能性较大,二氧化氯则不同,它主要是通过氧化作用与有机物反应,并生成少量的有机化合物。(1)与酚类物质的反应。二氧化氯与酚及其化合物(如间本二酚和氢醌)反应,可有效地防止因氯化处理时氯酚嗅味的产生。但目前尚不能肯定二氧化氯与酚反应不产生氯代酚。氯代酚在二氧化氯氧化酚的过程中所形成产物(对苯醌、马来酸和草酸)中的含量取决于二氧化氯与原水中酚类化合物的浓度比值。当二氧化氯含量较高时,基本不产生氯代酚,而主要以对苯

11、醌(45%65%)为主,其余为马来酸和草酸。有研究表明,当PH值为中性且二氧化氯过量时,二氧化氯与酚的反应在2s内即可将酚全部氧化。在一般水处理过程中,原水中的含酚量一般在几个微克每升的范围内,所以二氧化氯的含量总是过量的。因此,它不易产生氯代酚,故不产生嗅味。(2)与嗅味物质的反应。二氧化氯可用于控制被处理水中的腥臭味、土味及霉烂味,并有很好的去除效果。值得指出的是,为有效的去除土腥味(主要由波斯菊帖和2-甲基异冰片MIB产生),二氧化氯的投量应适当加大,同时,反应时间也应延长。(3)与腐殖质的反应。目前,对于二氧化氯作为水处理药剂在实际使用中,能否与腐殖质反应生成三卤甲烷类物质尚在深入研究

12、之中,这与实际使用中的二氧化氯中是否含有氯有关,当有氯存在时,由于氯化作用,有可能生成少量的三卤甲烷类物质。但理论表明,不含氯时,二氧化氯与腐殖质反应不生成三卤甲烷或极少量的三卤甲烷(如图所示)。有关研究表明,二氧化氯形成的总有机卤化物的含量仅为氯的1%25%。当二氧化氯中含有氯时,则上述含量将显著增加。目前,采用二氧化氯控制处理出水中三卤甲烷的常用途径是,用二氧化氯对原水进行氧化以去除三卤甲烷母体物并起到初步的消毒作用,然后用氯对经过混凝沉淀、过滤及其它方法处理后的出水进行处理,二氧化氯的投量一般为氯化投量的30%50%。这种处理工艺可使出水中THM的含量降低50%70%。3二氧化氯的生物学

13、特性3.1对微生物的灭活效率。二氧化氯是一种有效的消毒剂,其杀菌效率为氯的3倍以上,仅次于臭氧。当投量为15mg/l时就可有效地杀灭大肠杆菌,类炭疽杆菌等。此外,对病毒、原生动物和藻类也有很好的灭火作用。二氧化氯的消毒效果不受一般水中(PH值68.5)的影响,灭菌速度非常快。二氧化氯为2mg/l时,可在30s内完全杀灭大肠杆菌且出水中有1.1mg/l的剩余二氧化氯量。二氧化氯也是一种有效的病菌灭活剂。在15、PH值为7.0的水中,投加1.0mg/l的二氧化氯,1分钟即可使脊髓灰质炎病毒型灭活99%。实际上,PH值对ClO2的分子结构无明显影响,只是在较高PH值时病毒带有更多的负电荷,利于与Cl

14、O2反应。这一点与氯的消毒作用不同。大多数城市供水的PH值都在偏碱性的范围内,因而对用二氧化氯消毒有利。此外,二氧化氯在控制藻类及生物膜生长方面也有良好的功效。用二氧化氯处理水库或湖泊中藻类时,在相近的处理成本下,比硫酸铜更为有效。供水设备中生物膜生长一方面产生供水中的嗅味,另一方面会严重影响处理工艺(如离子交换、膜渗析及热处理)的正常运行。3.2对微生物的灭活途径。迄今为止的研究尚未发现二氧化氯对微生物的表面特性产生多大的胜利破坏作用。二氧化氯对微生物的灭活途径主要有两种观点:一是人为二氧化氯同氨基酸、半胱氨酸、色氨酸及酪氨酸反应而使微生物灭活,但未同病菌的核糖核酸(RNA)反应。这种观点尚

15、有待深入研究,因为二氧化氯与微生物反应时,是破坏其周围的结构还是破坏其核糖核酸,或是兼而有之,尚不十分清楚。二是认为二氧化氯对细胞的生理功能产生破坏作用而使之失活,如阻止其蛋白质的合成、破坏其细胞外层膜的渗透性、抑制其呼吸作用等。3.3反应副产物及毒性。前已述及,二氧化氯在水中可通过氧化还原反应而以亚硝酸盐和氯酸盐存在。这两种物质均可氧化血红蛋白,引起溶血性贫血症。但有待进一步研究。在欧洲很多城市自来水用二氧化氯作为消毒剂,未见有关危害健康的报道。但应对此加以考虑。为此,有必要对处理出水中剩余ClO2的量考虑去除措施或限制ClO2的投量。如德国的最大投量为0.3mg/l,俄罗斯为0.400.4

16、5mg/l,美国则规定出水中剩余ClO2量不超过1mg/l。4结论基于氯化出水中存在三卤甲烷等有害物质这一严峻事实,二氧化氯作为一种良好的替代消毒和氧化剂,已越来越引起人们的重视。二氧化氯不仅消毒功效好,而且也有良好的去除效果。二氧化氯发生技术的进展更新时间：09-9-7 11:52 二氧化氯是一种优良的消毒剂和强氧化剂,被崇为第4代消毒剂,是世界卫生组织(WTO)和世粮农组织(FAO)推荐的A1级广谱、安全和高效消剂。二氧化氯以其独特的氧化性能在纸浆漂、水处理和杀菌消毒等领域的应用不断增长。作纸浆的漂白剂,其应用越来越普遍,至今还未发现种在成本、纸浆白度与强度方面超过稳定性二氧氯的替代品。二

17、氧化氯是强氧化剂,是取代氯气最佳水处理剂;也是理想的化学消毒杀菌剂。许国家已先后颁布法令,推荐或强制在食品添加剂、疗卫生、水产养殖、饮用水处理或其他水处理领域诸多行业中使用稳定性二氧化氯。 二氧化氯在带压情况下极易爆炸,压缩或储存二氧化氯的诸多尝试,无论是单独或同其他气体结合,在商业上均未成功,因而通常在使用地点现场制造。二氧化氯发生技术分为化学法和电解法,电解法由于其经济性的原因发展缓慢,而化学法已趋成熟,根据主要原料的不同又可分为亚氯酸盐法和氯酸盐法。笔者主要介绍亚氯酸盐法和氯酸盐法发生二氧化氯的技术进展。1亚氯酸盐法 该法以亚氯酸钠为主要原料,尽管价格昂贵,但在酸性等温和条件下极易释放出

18、二氧化氯,因而广泛用于小型二氧化氯发生器中。目前,以亚氯酸钠为原料发生二氧化氯的方法主要有酸化法、氯气氧化法、过硫酸盐氧化法、二氧化碳法等,不同的方法化学反应方程式见表1。 采用亚氯酸盐法的二氧化氯发生器的产品纯度高,反应速度易于控制。酸化法是实验室合成二氧化氯的常用方法,工艺简单,但反应缓慢,如德国ProMinentRBello Zon和法国德格雷蒙公司的二氧化氯发生器。Olin自来水公司采用氯水溶液-亚氯酸盐技术,法国CIFEC和美国里约林达(Rio Linda)公司采用气体氯-亚氯酸盐技术。而二氧化碳法需要催化剂,其中NaClO2的转化率大于85%,产品超纯。加拿大斯特林纸浆化学品(St

19、erling Pulp Chemicals)公司开发的ECFTM技术,比普通二氧化氯发生器发生的二氧化氯纯度高,达98.4%,并且仅用NaClO2为原料,易于调节和控制。2氯酸盐法 氯酸盐法以氯酸钠为主要原料,还包含其他氯酸盐或氯酸。氯酸钠价格相比亚氯酸钠便宜许多。在酸性条件下与不同的还原剂生产得到二氧化氯,常用的还原剂有二氧化硫、氯离子、甲醇和过氧化氢等,其中氯离子被认为是直接还原剂,其他则为间接还原剂。加拿大斯特林纸浆化学品公司和瑞典Eka化学品公司是目前生产二氧化氯产品的主要公司。斯特林公司与Rapson教授共同开发了ECRO二氧化氯R2R12系列法和ECRO Mathieson法,其高

20、效率和安全经济的生产程序在国际享有盛名。Eka公司开发了一系列以单容器法(single vessel process,SVP法)为基础并结合R系列的二氧化氯组合性工艺,如SVP-LITE法、SVP-HP法、SVP-HPA法、SVP-SCW法、SVP-SCS法、SVP-GLS法、SVP-GAP/S法。2.1氯离子为还原剂 使用含氯离子的盐酸和氯化钠为还原剂生产二氧化氯,反应速度较快,转化率也高,但会产生大量的氯气,每生产1 mol二氧化氯就伴随有0.5 mol的氯气产生,这是该类方法的致命缺点。具体化学反应方程式和反应器类型见表2。 表2中,R3、R3H、R5和R7法是低酸耗过程,R2、R3法副

21、产很多芒硝,R2、R3、R3H、R5和R7法副产氯气。除R6外,其他的R系列都是低投资、高化学品消耗技术。R3法反应原理同R2法,但改进了设备和溶液的循环,转化率提高到97%；R3H法用部分或全部次氯酸或盐酸取代R3中氯化钠,以减少硫酸和硫酸钠的量。R4法通过复分解反应时滤饼转变为氯化钠并将酸循环到发生器。R6法(凯密迪组合工艺)、勒季组合工艺、Chemetics法和R7法都是从清洁生产角度出发的组合集成工艺,主要目的就是减少氯气的产生,并且加以利用。2.2甲醇为还原剂 以甲醇为还原剂的发生方法,尤其是R8法,是工业化生产应用最多的二氧化氯发生技术。但它副产的甲醛、甲酸等有机物给工厂带来二次水

22、污染问题,化学反应方程式及相应的发生技术见表3。 Solvay法的生产设备简单,操作方便。R8法是Solvay法与R3法的结合,它与SVP-LITE的最大区别是反应中酸度的不同。SVP-SCW是将SVP-LITE二氧化氯发生器的酸性芒硝产品洗涤转变为中性芒硝、硫酸和甲醇的水溶液,并将后两者重新返回发生器使用。SVP-GAP/S主要针对SVP-LITE法产生的酸性芒硝,经过滤、洗涤回收氯酸钠后再溶解,经具有吸收树脂填充床的酸净化单元回收硫酸,获得中性芒硝,也适用于其他二氧化氯发生系统。R9法是将R8法排出的盐经电解生产出酸和碱,从而将废物消化,其中硫酸返回发生器重新利用。R10法是将其他工艺产生

23、的副产品酸性芒硝转变成中性芒硝,分离出酸送回发生器。SVP-SCW、SVP-LITE、SVP-GAP/S、R9和R10法的目的是采用电解或物理洗涤酸性芒硝的方法回收硫酸,得到中性芒硝的清洁生产集成过程。2.3过氧化氢为还原剂以过氧化氢为还原剂,氯酸钠在硫酸中还原为二氧化氯,该法产品高纯,过程高效,没有氯气产生,已引起人们的重视,是一种很有前途的工艺。以过氧化氢为还原剂生产二氧化氯有以下优点:产生的盐大量减少；消除有机还原剂;反应速度比甲醇法快;能够用在现有的许多装置上。此外,Edward对比了二氧化硫、甲醇和过氧化氢等还原剂,以同样的氯酸盐制备二氧化氯,发现过氧化氢法能获得最高的产量和效率,氯

24、酸钠的目标转化率达到95%以上,而其他方法一般在70%85%。其主要代表技术有R11法、SVP-HP法、SVP-HPA法、SVP-GLS法,其化学反应方程式为： 2NaClO3+H2O2+H2SO4=2ClO2+O2+Na2SO4+2H2O SVP-HP法采用H2O2为还原剂,副产中性Na2SO4,生产能力提高30%100%。SVP-HPA法与SVP-HP法的区别是,前者常压下反应,后者为负压。SVP-GLS法采用SVP-HP技术,将过程产生的芒硝电解为硫酸和烧碱,硫酸循环回发生器。R12、R13和SVP-SCS法可以使用以上所述的任何还原剂。R12法电解出氯酸和氯酸钠混合液代替氯酸钠原料,减

25、少副产芒硝,副产NaOH。R13法利用R12过程中的氯酸代替氯酸钠作原料,无芒硝生成。SVP-SCS法则选择一定量副产芒硝电解转化为NaOH和硫酸,酸循环回发生器。其他的还有使用含碳材料、硫酸铬和以甲酸、乙酸为代表的有机还原酸为还原剂的方法(见表4),在工业上并没有大规模应用。HJL法采用蔗糖为还原剂,成本低、生产的二氧化氯纯度高,是非常有发展前途的二氧化氯发生工艺。 综上所述,由于价格和反应特点的不同,亚氯酸盐法常用于小型二氧化氯发生器中,因此操作简单,易于控制,产品纯度高;而氯酸盐法生产二氧化氯则普遍用于工业化大规模生产中。目前国内外大多使用氯化钠、甲醇和二氧化硫作为还原剂,氯化钠法发生二

26、氧化氯的产品中氯气含量占整个发生气体的1/3,且产生大量硫酸钠;二氧化硫法由于使用气体二氧化硫同样会使产生的二氧化氯纯度不高,并且同样会有氯气杂质产生。甲醇法虽然不会产生氯气,但由于过程氧化程度的不同,产生的甲醛、甲酸及自身挥发的甲醇都会污染产品,同时发生系统的高酸度会产生大量酸式废盐倍半硫酸钠。自氯酸盐法制备二氧化氯系统问世以来,系统中的酸性芒硝处理和减少产品中的氯气问题一直是个难题。力求降低芒硝产量的努力已取得长足进步,如在R2法基础上发展起来的R3、R3H、R5和SVP法已大大降低了芒硝产量；R8、SVP-LITE、SVP-MeOH等工艺都可进一步降低芒硝和氯气,有些还可不含氯气副产物,

27、相对提高了氯酸钠的利用率。凯密迪组合工艺和勒季组合工艺等综合二氧化氯制备系统几乎无芒硝产品,解决了二氧化氯制备存在的难题。3结语 上面报道的几种方法大多采用末端污染治理的方法,而以过氧化氢为还原剂的二氧化氯发生方法可以从源头上大大降低产品中氯气的含量,减少酸性芒硝的产量。由于以往过氧化氢价格高昂,故影响了该技术的发展。随着过氧化氢制备技术的发展,价格的不断降低,采用过氧化氢法制备二氧化氯的技术已成为该领域中最有前景的研究开发方向。笔者所在的课题组对该过程展开了大量的研究工作,目前中试设计已经完成,中试试验正在进行之中。并且根据该过程反应高纯高效的特点,提出了生产高纯亚氯酸盐和小型二氧化氯发生器

28、的开发技术,将二氧化氯发生技术的国产化推进到工业化和装备化的阶段。国内二氧化氯企业小而分散,目前尚未形成与国外公司相抗衡的大型企业,多是仿制国外技术,而对生产工艺没有重大改进,因此尽快开发出具有自主知识产权特色的二氧化氯发生技术目前企业和科研机构面临的重要问题。此外,二氧化氯的相关标准,如对产品纯度、发生器标准等方面的限制也不明朗,应尽快制定一系列科学合理的规范标准。二氧化氯和液氯在水处理应用领域的对比更新时间：09-9-7 11:49首先，我们来了解液氯和二氧化氯。液氯用于饮用水消毒已有近百年历史。液氯消毒具有余氯的持续消毒作用，试剂价格较低、操作方便，氯气本身有毒，使用时必须注意安全，防止

29、泄漏。饮用水氯消毒产生卤仿已引起国内外学者强烈关注，我国规定氯仿小于60ug/L，我们对全国24个大城市自来水厂的卤仿进行了全面调查和研究，通过这些研究对减少和控制饮用水氯消毒中氯仿的形成具有重要理论意义和实用价值。但是欲彻底控制饮水消毒中氯仿等有机卤代物的形成，则必须用优于液氯的消毒剂替代。自从CLO2作为一种消毒剂用于水处理工艺以来，效果显著。CLO2在水中不水解，在较宽PH值范围内（PH=6-9）是稳定的，它还具有强氧化性，CLO2具有很强的反应活性和氧化能力，如果以CL2的氧化能力为100%；则几种物质的氧化能力强弱次序为CLO2（263）H2O2（209）Naclo2(157)Kmn

30、O4CL2(100)Naocl(93)Na2o2(91),从上可以看出，CLO2作为氧化剂和消毒剂具有明显的优势，二氧化氯消毒是液氯的2.63倍。二氧化氯作为饮用水消毒剂其优点有：（1）CLO2在失活病毒、隐孢子虫和贾第虫方面比CL2更有效；（2）CLO2不形成氯仿等有机卤代物；（3）CLO2杀菌特性几乎不受PH影响，且杀菌效果优于CL2；（4）CLO2可用于控制藻类、腐败植物和酚类化合物产生的嗅和味问题；（5）CLO2氧化铁、锰、硫化物、氰化物、亚硝酸盐以及许多有机物；（6）CLO2在水中的剩余量，将延长或保证管网水中的消毒作用；（7）CLO2不与氨反应，也不与溴化物反应形成溴或溴酸盐；（8

31、）CLO2在减少杀灭斑贻方面是有效的；而用液氯消毒时，有机物高时会产生有机氧化物，尤其在水源有机污染而采用拆点投加时；结合氯消毒时产生氯酚味。下面我们对两者运行成本，设备投资及二氧化氯发生器和加氯机（全套）功能特点、安全性作全面的对比：一、运行成本CL2作为消毒剂，作为水处理用适应在液氯供应方便的地点，运输费用高，而制取CLO2，原料是NaCLO3和HCL，易买、运输方便、费用也较低。现在对10000m3/d给水处理厂作为如下比较见表I消毒剂投加量价格（元）备注CLO210kg水质一样都以最大投加量计从表I可以看出，两种消毒剂处理水价格一样。二、设备投资制取CL2消毒剂所需设备明细：序号名称规

32、格数量价格（元）备注1液氯瓶800L、L2020容重10002个1备1用2单轨吊车2T1套包括轨道等3电瓶车2T4通风设备、磅秤、淋浴器等5加氯机10kg/d真空加氯机5台1备4用6其它若不用电瓶车，费用全套至少87200元，若用电瓶车则为127200元，从设备看，制取CLO2消毒剂的设备投资更低。CLO2发生器占地少，不需要其它防犯措施，而CL2加氯机占地大，还必须配防毒面具等防范措施，费用更多。三、两者设备功能特点以10000m3/d给水处理厂计,CLO2选用QLB-1000型发生器，其功能特点：1、微电脑控制，触摸式面板，数码显示；2、可根据水质、水量、余氯定量投加消毒剂；3、供料系统采

33、用进口名牌计量泵计量准确，稳定可靠；4、自动恒温控制，保持55的反应温度；5、具有缺水、欠压、超温报警保护功能；6、可与水处理抽送设备连锁，实现半自动控制；7、反应系统采用进口耐腐蚀材料制成，使用寿命长；8、原料转化率高；9、设备投资少；维护简单，操作方便。CL2选用10kg/d加氯机5台，4用1备；1、除大多数用户认同操作方便计量校准外；配制相对复杂，易泄漏自动化程度低，管理不便；2、液氯气化成氯气的过程需要监测，如自动计量或用磅秤。四、安全性CLO2发生器组成：它是由供料系统、反应系统、控制系统、加热系统吸热系统、安全系统为一体的；CLO2是在发生器内部完成，CLO2发生器是以氯酸钠和盐酸

34、为原料，采用多级微分和负压曝气新工艺，安全可靠、维护简单、操作方便；而CL2设备从组成看，它是由液氯瓶、蒸发器、加氯机及管路组成，虽然说，组成简单，但定期要更换液氯瓶，这样会带来泄漏等安全隐患，故为什么要配备防毒面具及淋浴器等措施。总之，CLO2和CL2比较，无论从本身的清毒作用，还是从设备投资、功能特点、安全性等CLO2都具有优越性，现在各国各地都把CLO2消毒剂作为水处理首选，这也是根本所在。我公司同其它CLO2发生器生产厂家都在推广此项目，目的只有一个让生命之源更清更蓝。紫外线消毒、臭氧、二氧化氯技术比较更新时间：09-9-7 11:50 目前采用的消毒技术主要有：液氯、 臭氧、二氧化氯

35、、紫外线。由于液氯消毒带来的二次污染、以及余氯对人体的刺激使得没有类似问题的其它消毒方法得到应用。其中，臭氧、紫外线和二氧化氯是新兴的最为重要的消毒方法。各种消毒杀菌方法的效果和优缺点的比较如表所示。项目液氯二氧化氯紫外线臭氧需要处理时间1030分钟比液氯稍快最小510分钟对细菌的有效性有有有有对病毒的有效性有一些有一些有一些有设备投资最低比液氯高，比其它方法低许多比臭氧高液氯的5倍运行费用最低比液氯高，比其他方法稍低与臭氧类似比液氯高优点1、价廉2、技术成熟3、有保护性余氯4、有持续杀菌的能力1、价廉2、可现场制造，技术成熟3、有持续杀菌能力杀菌效应快1、除色臭味快2、广谱杀菌消毒，消毒效率

36、是氯消毒的15倍3、无二次污染缺点1、对病毒无效2、其氧化性对人体有害3、有刺激性气味并损害人体皮肤1、对病毒无效2、气态的二氧化氯是剧毒的化合物，对人体有害，且与液氯一样会有致癌的二次污染物的产生1、价格贵2、无持续杀菌能力3、对水的前处理要求高4、穿透力弱1、价格贵2、无持续杀菌能力3、安全要求高适合类型所有类型的污水处理或给水处理1、所有类型的污水处理2、所有类型的给水处理简单空气杀菌、医院废水、饮料生产用水、污水处理排放1、适合所有场合水处理的杀菌和消毒2、空气消毒3、器械表面消毒 通过上表可以看出，在消毒杀菌的有效性方面，臭氧与紫外线差不多，但臭氧的应用范围要比紫外线广泛。在设备投资

37、和运行费用方面，臭氧紫外线二氧化氯液氯。但根据对各种消毒方法的总体评价，臭氧是一种非常好杀菌消毒的方法。二氧化氯产品的选用更新时间：09-9-7 11:12目前市场上二氧化氯产品主要是现场制备二氧化氯水溶液的二氧化氯发生器。二氧化氯发生器分为电解法二氧化氯发生器和化学法二氧化氯发生器。电解法二氧化氯发生器由于其耗电大、运行费用高、二氧化氯含量低、故障率高等缺陷，将逐步被市场淘汰。化学法二氧化氯发生器按其生产工艺不同，主要分为复合型二氧化氯发生器和高纯型二氧化氯发生器。目前国内大多数复合型二氧化氯发生器的规格是以有效氯的产生能力来标注，而高纯型二氧化氯发生器均是以二氧化氯的生产能力来标注，由于1

38、纯二氧化氯=2.63的有效氯故1000的高纯型二氧化氯发生器相当于2630的复合型二氧化氯发生器，许多水厂用户对此不太了解，结果花同样的钱而购买了不同处理能力的二氧化氯发生器设备。以下是对复合型二氧化氯发生器和高纯型二氧化氯发生器两者的性能及特点进行比较，供选用选择产品时参考。反应原理复合型 2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O高纯型 5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O成分及含量复合型 ：二氧化氯（67%）氯气（33%）高纯性：二氧化氯（95%以上）处理效果及余氯从国外资料及国内专家的试验情况来看，复合型发生器的消毒灭菌效果更好，二氧化氯与

39、氯气协同作用可较好地抑制处理后水中三卤甲烷等氯化致癌物的生成。这主要是因为二氧化氯较氯气活泼，可优先于氯气与有机物发生氧化分解反应，然后由氯气来保证处理后水中的余氯，抑制水中微生物的繁殖再生。进行污水的脱色处理时，在相同的有效氯浓度下，复合型发生器明显优于高纯型发生器及水溶液；降低COD时，高纯型发生器及水溶液优于复合型发生器。另外，达到同样的消毒灭菌效果时，复合型发生器可保持水中的余氯值达到现有国家生活饮用水的卫生标准。高纯型二氧化氯发生器保持水中稳定的余氯较困难，因目前尚未有余二氧化氯的国家标准及规范的分析仪器和方法（仅有个别的地方标准）。安全性复合型发生器以氯酸钠为原料，其活性相对稳定，

40、储存运输要求不十分严格，包装仅为一般的塑料编制袋。高纯型二氧化氯发生器以亚氯酸钠作为原料。亚氯酸钠属于强氧化剂，性质活泼，遇碰撞或摩擦容易爆炸，水溶液浓度超过30%也容易发生爆炸，贮存和运输要求严格，包装需用金属桶，以防静电，使用时要轻拿轻放，不能与皮肤直接接触。运行费用以同样生产1克有效氯，运行费用分别是：复合型的费用是0.004元；纯发生器的费用是0.016元。以日供水量为5万吨的地表水厂为例，按每吨水投加2克有效氯计，选用复合型发生器、高纯型发生器两类产品，年运行原料费用计算及对比如下：复合型：50000m3/d365d/y2g/m30.004元/g=146,000元高纯型：50000m

41、3/d365d/y2g/m30.016元/g=584,000元通过以上的分析比较可以看出，两者运行费用的区别较大，因此在选用时应根据实际情况慎重考虑产品的可靠性、安全性及经济情况，以达到较好的使用效果和效益。二氧化氯的性质及杀菌消毒机理更新时间：08-7-17 11:35一、二氧化氯的性质 二氧化氯是由汉费莱戴维先生于1811年发现到的。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。 二氧化氯为黄红色

42、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。比重为3.09克/升(11(压力为731mmHg时的沸点)。在20和30mmHg压力下，二氧化氯在水中的溶解度为2.9克/升。在水中能被光分解，与氨不起反应。对人体有刺激，当大气中二氧化氯含量为14mg/L时，就可使人觉察；45mg/L时，明显地刺激呼吸道。二氧化氯的挥发性较大，稍一曝气即从溶液中逸出。温度升高、曝光或与有机质相接触，会发生爆炸。因此，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、二氧化氯的作用1、二氧化氯杀灭病菌和病毒的作用 二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中

43、的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢、配水管网中的异养菌、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。二氧化氯在水中的扩散速度较氯快，所以在低浓度时较氯更为有效。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2.1 二氧化氯对锰的氧化 二氧化氯能够把二价锰氧化成四价锰，使之形成不溶于水的二氧化锰(MnO2)，即： 2ClO2+5Mn2+6H2O=5MnO2+12H+2Cl- 通过氧化，二氧

44、化氯对锰的去除率为69%81%，而氯对锰的去除率仅为25%，一般二氧化氯的投加量为5.0mg/L。2.2 二氧化氯对铁的氧化 二氧化氯同样也能够把二价的铁氧化成三价的铁，形成氢氧化铁沉淀，即： ClO2+5Fe(HCO3)2+13H2O=5Fe(OH)3+10CO32-+Cl-+21H+ 通过氧化，二氧化氯对铁的去除率为78%95%，而氯对铁的去除率仅为50%左右，一般二氧化氯的投加量为2.0mg/L。2.3 二氧化氯对硫化物的氧化 二氧化氯在pH值59的区间内，很快将硫化物(S2-)氧化成硫酸盐(SO42-)，即： 8ClO2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+ 当二氧化氯的

45、投加量为3.0mg/L时，硫的去除率为81%。2.4 二氧化氯对氰化物的氧化 二氧化氯可以将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即： 2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl- 当氰化物的浓度为3.0mg/L，二氧化氯的投加量为5.0mg/L，其氰化物的去除率一般都大于85%。2.5 二氧化氯对苯酚的氧化 二氧化氯对苯酚的氧化去除效果随着二氧化氯投加量的增加而提高(它对苯酚的去除率明显优于液氯)。当源水中苯酚浓度为2.0mg/L加5mg/L 二氧化氯时，苯酚的去除率一般大于85%。传统的氯消毒随着液氯投加量的增加，氯代酚的量随之增加，而投加二氧化氯时，则基本上不形成氯代酚。2.6 二氧化氯对有机物的氧化 二氧化氯对有机物的的氧化降解，与氯所不同的最大特点是，它不会生成有机氯代物。二氧化氯可以控制三卤甲烷(THM)的形成，减少总有机卤的生成。众所周知，三卤甲烷的前驱物质通常有以下3类：一类是天然大分子有机物，如腐殖酸、灰黄霉酸等；另一类是小分子有机物，如酸类化合物、苯胺、苯醌、氨基酸等多种有机物；第三类是藻类及代谢产物。 我们知道，黄腐酸是腐殖质的主要组成物质，腐殖质里黄腐酸(FA)的含量高达90%。通过研究和试验表明，二氧化氯与黄腐酸几乎不生成氯仿，而液氯与黄腐酸反应，则会生成大量氯仿。而且，氯仿的生成量随着液氯的投加量和水中腐殖