飲用水二氧化氯消毒技術(shù)
摘要:二氧化氯消毒飲用水技術(shù)具有較強(qiáng)的殺菌能力和殺菌持久性 ,且不產(chǎn)生氯消毒副產(chǎn)物 ,許多發(fā)達(dá)國(guó)家目前已廣泛使用二氧化氯作為水質(zhì)處理劑。介紹二氧化氯消毒技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及特性 ,初步探討其制備方法、 經(jīng)濟(jì)性分析以及使用中存在的問題 ,為我們?cè)谝M(jìn)該技術(shù)過(guò)程中提供部分參考。
關(guān)鍵詞:飲用水 二氧化氯 消毒
1 二氧化氯水消毒技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
水是生命之源。水環(huán)境的污染和水源的短缺已成為當(dāng)前面臨的重要挑戰(zhàn)之一。飲用水水質(zhì)受到了人們前所未有的廣泛關(guān)注 ,可持續(xù)發(fā)展也對(duì)我國(guó)飲用水水質(zhì)發(fā)出了同國(guó)際接軌的熱切呼聲。
在傳統(tǒng)凈水流程中 ,一般采用液氯預(yù)氧化和消毒工藝。自從發(fā)現(xiàn)了氯消毒能導(dǎo)致三鹵甲烷、 鹵乙酸等“ 三致” 化合物的產(chǎn)生以后 ,氯和氯的衍生物消毒所產(chǎn)生的副產(chǎn)物及其危害已越來(lái)越引起人們的擔(dān)憂？刂骑嬘盟械南靖碑a(chǎn)物、 積極尋找替代氯的更安全、 更優(yōu)越的消毒方法和消毒劑 ,已成為供水界的首要任務(wù)之一。二氧化氯由于具有較強(qiáng)的殺菌能力和殺菌持久性 ,且不產(chǎn)生氯消毒的副產(chǎn)物 ,因此受到了水處理行業(yè)的青睞。
二氧化氯具有廣譜殺菌能力 ,是一種較為優(yōu)良的消毒劑 ,它對(duì)水中病原微生物的殺滅作用通常強(qiáng)于氯 ,且其消毒效果基本不受 ph值的影響;同時(shí) ,還可以去除水中的多種有害物質(zhì) (如鐵、 錳、 硫化物、氰化物和亞硝酸鹽等 )。飲用水二氧化氯消毒技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)是在凈化飲用水的過(guò)程中基本不生成有害的鹵代有機(jī)物 ,世界衛(wèi)生組織將其安全性列為AⅠ級(jí) ,美國(guó)將二氧化氯列為可替代氯的消毒劑。
在發(fā)達(dá)國(guó)家 ,二氧化氯在飲用水凈化方面的應(yīng)用已很普遍。目前 ,美國(guó)已經(jīng)有 1 000家左右的自來(lái)水廠使用二氧化氯 ,成為美國(guó)在氯和氯胺之后排第三位的消毒劑。在歐洲 ,使用二氧化氯消毒則更為普遍 ,如在德國(guó)有 70%以上的飲用水廠用二氧化氯作次級(jí)消毒處理。我國(guó)從 20世紀(jì) 90年代以后才開始在一些中、 小型水廠中進(jìn)行了二氧化氯的試驗(yàn)和生產(chǎn)性應(yīng)用。目前在許多水廠已經(jīng)使用 ,在鐵路給水中也逐步成為首選的消毒方式之一 ,與朔黃鐵路交匯的京九鐵路上的衡水、 任丘等站在給水中就采用了二氧化氯消毒。隨著我國(guó)水源水質(zhì)污染的加劇和人們對(duì)水質(zhì)狀況要求的提高 ,二氧化氯凈化飲用水必將擁有更廣泛的市場(chǎng)。
2 二氧化氯的特性
(1)理化特性
二氧化氯常溫下是一種黃綠色到橙色的氣體 ,顏色變化取決于其濃度;有類似于氯氣和臭氧的刺激性氣味;沸點(diǎn)為 11 ℃,溶點(diǎn)為 - 59 ℃, 0 ℃ 時(shí)的蒸氣壓為 6 . 53 ×104Pa,它在水中的溶解度為8 . 3 g/L, pH中性條件下的離解常數(shù)為 1 . 2 ×10- 7,即基本保持在不離解的狀態(tài)。二氧化氯的揮發(fā)性較強(qiáng) ,稍一曝氣即從溶液中逸出。
二氧化氯是一種易于爆炸的氣體。當(dāng)空氣中的二氧化氯含量大于 10%或水溶液含量大于 30%時(shí)都易于發(fā)生爆炸;受熱和受光照或遇有機(jī)物等能促進(jìn)氧化作用的物質(zhì)時(shí) ,也能加速分解并易引起爆炸。
二氧化氯易溶于水 ,溶于堿溶液、 硫酸。溶于水時(shí)易揮發(fā) ,遇熱則分解成次氯酸、 氯氣、 氧氣 ,受光也易分解。
二氧化氯屬?gòu)?qiáng)氧化劑 ,其有效氯是氯氣的2. 6倍 ,與很多物質(zhì)都能發(fā)生劇烈反應(yīng) ,腐蝕性很強(qiáng)。
(2)氧化特性
二氧化氯具有較強(qiáng)的氧化能力,其氧化還原電位 E0= - 1 . 50 V。它的理論氧化能力是氯的 2 . 63倍 ,但比臭氧弱；谄鋸(qiáng)氧化作用 ,它能夠迅速氧化分解細(xì)菌、 病毒、 蛋白質(zhì)中的氨基酸以及許多還原性物質(zhì)。二氧化氯可以與多種無(wú)機(jī)離子和有機(jī)物發(fā)生作用 ,因此 ,二氧化氯在消毒的同時(shí) ,還可以去除水中的多種有害物質(zhì)。
(3)消毒特性
二氧化氯對(duì)微生物的滅活范圍廣、 滅活能力強(qiáng) ,除對(duì)一般的細(xì)菌有殺滅作用外 ,對(duì)大腸桿菌等異養(yǎng)菌 ,鐵細(xì)菌、 硫酸鹽還原菌等自養(yǎng)菌 ,脊髓灰質(zhì)炎病毒、 肝炎病毒、 賈第蟲孢囊等也有很好的殺滅作用 ,并且消毒效果基本不受 pH值的影響 ,不產(chǎn)生抗藥性 ,持續(xù)殺菌能力較氯長(zhǎng) 2倍。另外還有基本不與水中的有機(jī)物作用而產(chǎn)生有害的鹵代有機(jī)物的顯著優(yōu)點(diǎn) ,其消毒中的有機(jī)副產(chǎn)物主要是低分子量的乙酫、 羧酸等 ,并且含量遠(yuǎn)低于臭氧氧化產(chǎn)物。對(duì)還原性陰、 陽(yáng)離子的作用 ,以從有害狀態(tài)轉(zhuǎn)化為無(wú)害狀態(tài)為主。二氧化氯的消毒成本低于臭氧。對(duì)于微污染的自來(lái)水來(lái)說(shuō)使用其作為消毒劑是最值得考慮的。由于細(xì)菌、 病毒、 真菌等都是單細(xì)胞的低級(jí)微生物 ,其酶系分布于細(xì)胞膜表面 ,易于受到二氧化氯攻擊而失活。而人和動(dòng)物細(xì)胞中酶系分布于細(xì)胞質(zhì)中 ,受外部系統(tǒng)的保護(hù) ,二氧化氯難以與基酶接觸 ,故對(duì)人和動(dòng)物的危害較小。同氯相比 ,其在水中的擴(kuò)散速度更快 ,因而在較低濃度時(shí)即可更快速、有效地滅活微生物。
(4)其它特性
二氧化氯還具有除臭、 脫色 ,去除鐵、 錳等特性。
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