二氧化氯（ClO2）在饮用水处理中的应用.doc

1 二氧化***( ClO2 )在饮用水处理中的应用摘要: 消毒通常是传统饮用水处理工艺关键一步, 从而保证了水质的安全可靠。加入到水中消毒剂可以从根本上消除或是抑制传播水生疾病的病菌,就目前来说,***气( Cl2 ) 以及次***酸盐( ClO- ) 是给水处理工业当中最常见的消毒剂。由于认识到加***消毒副产品的危害, 现在研究人员越来越多的把目光投向了其他的替代消毒剂。主要从水处理替代消毒剂二氧化***( ClO2 ) 的制造, 氧化方式, 消毒效率以及副产物等方面进行论述。关键词:饮用水处理、消毒、二氧化***( ClO2 )、 PH 值 1 二氧化***( ClO2 )消毒 简介。二氧化***是一种含***的中性化合物, 由于其在化学反应中的单电子转移能力, 二氧化***通常在水消毒的过程中被用作高效率的氧化剂, 氧化还原反应后的产物为亚***酸根离子( ClO2- )。亚***酸盐与亚***酸根离子之间的电离平衡常数相对较小, 这也与次***酸( HOCl )与其共轭碱对之间的电离平衡关系有着很大的不同, 次***酸的电离平衡反应多发生在中性的PH 范围内, 这就决定了在饮用水的应用范围内, 水中的主要成分还是次***酸根离子( ClO- )。根据 Werdehof f 2 和 Singer 的研究, 在使用二氧化***进行给水消毒的过程中,大约有 50% 到 70% 的二氧化***被转化成亚***酸根离子( ClO2- ), 还有 30% 左右的 ClO2 被转化成***酸根离子( ClO3- ) 或***离子( Cl- )。由于其超强的氧化能力, 二氧化***通常被用作初级或是二级消毒剂, 并在对水中的气、味控制; 含***消毒副产品的消除;铁、锰离子的氧化, 颜色调节以及硫化物和酚类物质的去处方面有着广泛的应用。作为一种应用水处理中的替代消毒剂, 二氧化***对于病毒, 细菌等微生物的抑制能力要超出***气和***氨类消毒剂。 二氧化***的制取。因为二氧化***具有较强的膨胀性并且在压力下容易发生爆炸, 因此二氧化***不可以被压缩或是简单的以气态的形式储存。通常的情况下, 二氧化***多数是在现场制取。在给水消毒的应用过程中, 二氧化***可以通过利用亚***酸盐(如 NaClO2 ) 分别与***气( Cl2 )、次***酸( HOCl ) 或是盐酸( HCl )直接反应而生成二氧化***。具体的反应过程如下所列: (1) 直接与盐酸的反应: 反应一般发生在较低的 PH 值范围内,并且反应速率较低。(2 )亚***酸盐与***气的反应:这是在水处理应用中最为常见的制取二氧化***的方式。反应包括了两个阶段:第一, 通过向水中通入过量的***气来生成次***酸( HOCl )和盐酸 3 ( HCl ); 第二, 次***酸与亚***酸钠反应生成二氧化***。为了提高亚***酸盐的使用率,通常需要向水中同入过量的***气, 以生成足够反应的次***酸。在反应中,由于次***酸的生成, 从而降低了水的 PH 值,这将更加有利于反应的正常进行。通过这种方式来制取二氧化***的反应速率要比前一种方式来的快,但比较下面所介绍的第三种方法来说就相对较慢了。(3 )***气直接与亚***酸盐反应:此类反应多发生在中性的 PH 值环境下,而且反应速率相对较快。 通过氧化反应去除水中的铁、锰离子。铁离子( Fe2+ ) 和锰离子( Mn2+ ) 是水中最为常见的两种金属离子, 因此在饮用水处理的过程中, 通常要采用一