二氧化氯及其LX型發生器在水處理上的應用
二氧化氯（ClO2）是一種高效廣譜性飲用水消毒劑，能殺滅水中微生物，氯化溶于己于水中的鐵和錳使之沉淀，不僅其性能優于普通氯消毒劑，而且還可以減少水中的致癌物質。英國進行了用它去除泥炭沼澤水中色度的研究。但由于二氧化氯較復雜，價格較貴，過去未受到重視，此后，國外為避免氯消毒所引起的有害作用而尋找新的消毒劑時，對它的研究和應用日益增多。70年代以來，歐洲和美國有成千上萬個水處理廠使用二氧化氯，較之以前增加了數十倍的二氧化氯消毒水廠。1983年，美國國家環保局推薦二氧化氯以取代液氯用于飲用水的消毒劑，用來限制水中三鹵甲烷的含量。1993年，美國國家環保局又強制造紙廠使用二氧化氯漂白紙槳來限制致癌性物質二氧芑的排放量。
目前二氧化氯在我國的研究及應用還處于起步階段，但二氧化氯替代其他含氯消毒劑已逐步發展成為大勢所趨。二氧化氯以它獨特的高效殺菌消毒、保鮮、除臭、漂白脫色功能在八十年代占據了取代現在含氯消毒劑的主導地位，并廣泛用于生活用水和多種工業廢水處理領域。
1、 自來水消毒
過去乃至現在，氯氣一直廣泛作為飲用水的氧化消毒劑，近幾十年來對水中有機氯致癌物質的生成研究發現，用氯氣處理水常產生三鹵甲烷（THM）致癌物質。而用二氧化氯處理的水，則幾乎不產生這些有害致癌物質。
Lykin等對美國ohio河水用二氧化氯預處理，劑量為3~7mg/L，放置3天。用二氧化氯處理的，余氯量為1．9mg/L，THM的產量只有1．4mg/L，而用氯處理的，余氯量有2．5mg/L，THM含量高達141mg/L。
二氧化氯殺滅大腸桿菌的效果，即使在介質的PH范圍變化較大時，影響也不大。對0．5mg/L以下的含菌介質，PH為6．5時，二氧化氯與氯與氯氣均在60秒內去除99%的大腸桿菌。但當PH值接近8。5時前者比后者消毒速度更為快捷。
2、 游泳池水消毒
目前游泳池所有氯化消毒劑有漂白粉（精）、次氯酸鈉、液氯、二氯異氰尿酸等。使用漂白粉（精）常常使水發揮。影響池水透明度，并刺激游泳者眼睛，并且有效氯成份常常難以保證；使用液氯揮發性大，場館空氣中氯氣濃度高，刺激人體，并且使用不安全；二氯異氰尿酸（又名優氯凈）生產成本較高。作者采用自行研制的“LX型二氧化氯水消毒劑發生器”處理某游泳池水，當余氯達到0。5mg/L時，細菌總數由3。4×103個/ml減少為3個/ml，大腸桿菌由70個/升減到未檢出，完全達到國家規定的游泳池水質標準。
3、 醫院污水及城市生活污水殺菌處理
對醫院污水及城市生活污水處理，二氧化氯明顯優于氯氣；這是由于二氧化氯不與氨氮反應，因此特別適用于污染嚴重的原水處理，并且用量相應要比單用氯氣減少。表1列出了LX型二氧化氯消毒劑發生器處理某醫院污水消毒效果。由表可見，當加氯量為17。5mg/L，余氯達到4。5mg/L時，完全達到醫院污水排放標準。表2列出了二氧化氯作為城市污水處理廠二級處理出水消毒效果。
表1醫院污水消毒效果
|
序號 |
余氯量（mg/L） |
細菌總數（個/ml） |
大腸相菌（個/升） |
|
1 |
0（原水） |
1×103 |
大于2。4×106 |
|
2 |
1．13 |
180 |
大于23800 |
|
3 |
2．30 |
1 |
23800 |
|
4 |
4．50 |
0 |
90 |
|
5 |
5．14 |
0 |
90 |
|
6 |
5．87 |
0 |
90 |
表2 城市污水二級處理出水消毒效果
|
序號 |
投放量（mg/L） |
接觸時間（min） |
大腸桿菌 |
去除率（%） |
|
1 |
0 |
— |
300 |
0 |
|
2 |
2 |
0．5 |
100 |
66 |
|
3 |
2 |
1 |
78 |
74 |
|
4 |
2 |
5 |
150 |
50 |
|
5 |
5 |
0．5 |
0 |
100 |
|
6 |
5 |
1 |
0 |
100 |
|
7 |
5 |
5 |
0 |
100 |
4、 電鍍含氰廢水處理
二氧化氯能在不同的PH值條件下將氰化物氧化成氰酸鹽或二氧化碳及氮氣。作者采用LX型二氧化氯水消毒劑發生器處理某含氰廢水（含CH—20mg/L），調節溶液PH值為9，其處理效果如表3所示。由此可見，當有效氯；CN—為8。0時，才能達到排放標準。可見，二氧化氯比次氯酸鈉具有更強的氧化性。
5、 工業冷卻水循環系統殺菌除藻處理
表3二氧化氯處理廢水效果
|
序號 |
有效氯：CN—（倍數） |
剩余CN—（mg/L） |
余氯量（mg/L） |
|
1 |
1．6 |
超標 |
/ |
|
2 |
2．0 |
超標 |
/ |
|
3 |
3．0 |
超標 |
/ |
|
4 |
4．0 |
超標 |
/ |
|
5 |
5．0 |
0．01 |
4．86 |
|
6 |
6．0 |
0．00 |
/ |
工礦企業在生產中要循環使用冷卻水，為了控制循環水質，減緩換熱設備的腐蝕和結垢，防止微生物，藻類的繁殖，延長使用壽命，提高換熱效應，常需加入水質穩定劑和殺菌滅藻劑。二氧化氯在工業冷卻水循環系統中可做為一種新的殺菌滅藻劑應用，并顯示出其突出優點。如美國西海岸的一個化工廠冷卻塔，原每天加入氯氣所需能量207kw·h，后改用二氧化氯代替大部分氯氣所需能量僅為63kw·h，凈節約能量144kw·h。又如國外某日產1257噸合成氨廠，冷卻循環水量為114T/min，每日投加544kg氯氣，再輔以非氧化性殺生劑沖擊投加；投氯后水中含菌數1。5×104~6。0×104個/毫升，之后改為每日投加11kg二氧化氯,每日投加時間為4h，水樣中細菌數低于10個/毫升。
6、 紙槳及纖維的漂白
二氧化氯具有優越的漂白性能，能徹底除去色素和雜質，本身性能柔和，不損傷纖維，迄今為止，用于紙漿和紡織工業纖維漂白還未發現有其它漂白劑可與之婫美。采用二氧化氯漂白紙漿可以限制致癌性物質二氧芑的排放量。
7、 污染水的除臭、脫色
惡臭是難聞的臭味，能夠刺激人的嗅覺器官。迄今人的嗅覺即能感覺到的惡臭物質有4000多種，惡臭在化學上大致可分為硫系物質和氮系物質兩類。二氧化氯除去廢水中的硫化物質須調節PH值5~9之間，平均5。2份重量的二氧化氯可把1份量的硫化物迅速氧化成硫酸根。二氧化氯可與氮系惡臭化合物進行脫氫反應、氧化反應、酸橋結合等復雜反應。例如，氨氧化變成無臭的氮和水而進行脫臭。
2NH3+3[O]→N2+3H2O
8、 處理含酚廢水
對水中殘存有機物的氧化，二氧化氯要比氯優越，二氧化氯以氧化反應為主，而氯氣次親電取代為主。經二氧化氯氧化的在機物多降解為含氧基因（羧酸）為主的產物，無氯代有機物出現。在PH＞10時，平均3。3份重量的二氧化氯可把1份重量的苯酚氧化成低分子量的非芳香羧酸類化合物。
除此之外，二氧化氯還用于自來水等的去鐵除錳：
2CIO2+5Mn2-1+6H2O=5MnO2↓+H1+2CL—
CLO2+5Fe（HCO3）2+3H2O=5Fe（OII）4↓10CO2+CL—+H+
另外，二氧化氯還可以應用于餐具、醫療器具消毒，食品、乳品及礦泉水等飲料器具和管道消毒，賓館、餐廳及高層居民樓給水二次消毒，水果、蔬菜保鮮及冷藏庫進行滅菌、除臭，造紙、紡織印染廢水處理等。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
