1、試議二氧化氯與臭氧在水處理中的應(yīng)用摘要:為了滿足人們對水質(zhì)的不斷要求，二氧化氯和臭氧是今后水處理中的主要應(yīng)用方向。本文對二氧化氯和臭氧消毒機(jī)理、氧化消毒特性及經(jīng)濟(jì)性等方面進(jìn)展介紹分析。關(guān)鍵詞:二氧化氯；臭氧；消毒；飲用水處理1二氧化氯l21.1二氧化氯的氧化消毒特性。l2是較強(qiáng)的氧化劑，氧化水中有機(jī)物具有選擇性。l2氧化才能強(qiáng)，其氧化才能是氯的2.5倍，能迅速殺滅水中的病原菌、病毒和藻類包括芽孢、病毒和蠕蟲等。與氯不同，l2消毒性能不受ph值影響。這主要是因?yàn)槁认究看温人釟⒕趸饶敲纯孔陨須⒕?。l2不與氨或氯胺反響，在含氨高的水中也可以發(fā)揮很好的殺菌作用，而使用氯消毒那么會(huì)受到很大影響

2、。l2隨水溫升高滅活才能加大，從而彌補(bǔ)了因水溫升高l2在水中溶解度的下降。l2的剩余量能在管網(wǎng)中持續(xù)很長時(shí)間，故對病毒、細(xì)菌的滅活效果比臭氧和氯更有效。l2具有較強(qiáng)的脫色、去味及除鐵、錳效果。l2消毒只是有選擇的與某些有機(jī)物進(jìn)展氧化反響將起降解為含氧基團(tuán)為主的產(chǎn)物。不產(chǎn)生氯化有機(jī)物，所需投加量小，約為氯投加量的40%不受水中氨氮的影響。因此，采用l2代替氯消毒，可使水中三氯甲烷生成量減少90%。1.2二氧化氯的制備及經(jīng)濟(jì)性比擬。l2的制備方法有化學(xué)反響法、電解食鹽法、離子交換法等。其中化學(xué)法和電解法在消費(fèi)上應(yīng)用較多?；瘜W(xué)法?；瘜W(xué)反響制取l2的方法有：a.鹽酸與亞氯酸鈉反響：5nal2+4hl=

3、5nal+4l2+2h2；b.鹽酸與氯酸鈉反響:nal3+2hl=nal+l2+h2；.液氣混合反響：2nal2+l2=2nal+2l2。目前，一般談到的化學(xué)法制取l2指方法a。這種方法消費(fèi)規(guī)模較小，設(shè)備簡單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，適于水處理中消費(fèi)應(yīng)用;但碰到的問題同樣是nal2價(jià)格昂貴，且該法l2的理論產(chǎn)率只有80%。為此，有公司研制出使用nal2和h2s4反響制取l2的二氧化氯發(fā)生器。電解法。電解nal溶液消費(fèi)l2以食鹽為原料，采用隔膜電解工藝，在陽極室注入飽和食鹽水，陰極室參加自來水，接通電源后使離子定向遷移，從而在陽極室及中性電極周圍產(chǎn)生l2、3、h2、l2等混合氣體。消費(fèi)中可以通過降低

4、電解溫度，控制鹽水流量，增加陽極室l2含量等方法進(jìn)步l2產(chǎn)率。產(chǎn)生的混合氣體l2僅占10%左右，除了3、h22外，大局部是氯氣。這就無法防止液氯消毒的缺點(diǎn)。同時(shí)l2含量也難以準(zhǔn)確計(jì)算，設(shè)備復(fù)雜，易損壞部件價(jià)格昂貴，運(yùn)行維護(hù)困難。但目前國內(nèi)仍多用此法。2臭氧32.1臭氧的氧化消毒特性。3作為高效的無二次污染的氧化劑，是常用氧化劑中氧化才能最強(qiáng)的3l2l2nh2l，其氧化才能是氯的2倍。3消毒受ph值、水溫及水中含氨量影響較小，但也有一定的選擇性。3去除微生物、水草、藻類等有機(jī)物產(chǎn)生的嗅、味，效果良好，脫色才能比l2和l2更為有效和迅速。投加3能改變小粒徑顆粒外表電荷的性質(zhì)和大小，使帶電的小顆粒聚

5、集;同時(shí)3氧化溶解性有機(jī)物的過程中，還存在“徽絮凝作用，對進(jìn)步混凝效果有一定作用。3消毒效果好，劑量小，作用快，不產(chǎn)生三氯甲烷等有害物質(zhì)，同時(shí)還可使水具有較好的感官指標(biāo)。3能將水中不易降解的大分子有機(jī)物氯化分解為小分子有機(jī)物，并向水中充氧使水中溶解氧增加，為后續(xù)處理特別是生物處理提供了更好的條件。但從經(jīng)濟(jì)上考慮，3投加量不可能太高，所以氧化并不徹底，假如后續(xù)工藝處理不當(dāng)，也會(huì)產(chǎn)生三氯甲烷等有害物質(zhì)。在水處理過程中，應(yīng)盡量不要生成新的三氯甲烷物質(zhì)，因?yàn)槿燃淄橐磺倚纬桑?也很難將其氧化去除。2.2臭氧的制備及經(jīng)濟(jì)性分析。消費(fèi)3的方法有無聲放電法、放射法、紫外線法、電解法等。在實(shí)際凈水廠應(yīng)用中都采

6、用無聲放電法。使氧氣2轉(zhuǎn)變3，首先需要有很大的能量將-鍵裂解為氧原子。無聲放電就是利用高速電子來轟擊氧氣，使其分解成氧原子:2=2。離解后的氧原子有些合成臭氧:3=3有些重新合成為氧氣，有些那么和氧氣合成為3:+2=3上述反響都是可逆的，生成的3也會(huì)分解成為氧原子活氧氣。所以，通過放電區(qū)域的氧氣中只有一局部可以變成3，因此消費(fèi)出來的3通常指含一定濃度3的空氣，稱為臭氧化空氣，并非純臭氧氣。根據(jù)目前的技術(shù)程度，3的消費(fèi)原料分為空氣、純氧氣、液氧三種。采用液氧一般適用于中小規(guī)模臭氧量50kg/h。采用變壓吸附法或負(fù)壓吸附法現(xiàn)場制取純氧，適用于臭氧量50kg/h的規(guī)模。利用枯燥空氣制取3獲得的臭氧濃

7、度一般在1%3%；而利用純氧或液氧消費(fèi)的臭氧濃度可達(dá)10%左右，而且空氣制取3的電耗約為另外兩種方法的2倍。3結(jié)論3.1l2和3都是高效的氧化消毒劑，其氧化消毒才能受ph值及水中氨氮的影響均較小，消毒都不會(huì)產(chǎn)生三氯甲烷，是液氯消毒的理想替代產(chǎn)品。3.2l2和3具有更高的穩(wěn)定性，同時(shí)又比氯具有更強(qiáng)的消毒才能;但氧化才能比3差。但用臭氧消毒時(shí)，為了維持管網(wǎng)中的持續(xù)消毒才能，需要采用氯、氯胺、二氧化氯等作為輔助消毒劑。3.3為防止生成三氯甲烷難以去除，在原水腐殖質(zhì)、藻類、酚含量高的水廠，建議使用l2或3進(jìn)展預(yù)處理。3.4水處理中采用3要比采用l2本錢略高，但從水質(zhì)來講，采用臭氧-活性炭工藝要比采用l2好。就經(jīng)濟(jì)程度而言，這兩種改良水質(zhì)的方法都