二氧化氯与臭氧在水处理中的应用分析

来源：https://www.shuizhifenxi.com/ 作者：余氯检测仪 时间：2019-08-14

　　摘 要：当前随着人们生活水平的不断提高，对于供水方面人们已经将需求从稳定供水转移到对水质方面的要求了。今后对于水处理工作来说，运用二氧化氯和臭氧进行水处理是一种主要的方式。本文对于二者的消毒机制进行介绍，并且对二者的经济效益进行比较。

　　关键词：二氧化氯;臭氧;水处理;应用

　　当前我国给水工作中，最重要的氧化消毒剂就是液氯，但是当前我国水污染情况在近年来已经发生了急剧变化，废水中的有机物含量不断增多，所以已经不适合运用液氯来进行污水处理，继续使用就会在消毒过程中出现履带有机物，这种产物可以导致突变。所以应该寻找一种新的氧化消毒剂来进行污水处理，当前抽样和二氧化氯应用较为广泛，是以后的发展方向，本文针对二者分别进行介绍。

　　1 关于臭氧

　　1.1 臭氧的消毒机理

　　臭氧本身是一种高效的氧化剂，并且不会产生二次污染，在常用氧化剂中关于氧化能力的排名为臭氧最高、二氧化氯次之，液氯再次，氯胺最低，臭氧的氧化能力为液氯的2倍，而消毒能力更可以达到其数百倍之多，可以迅速分解水中的有机物，非常迅速地消灭水中的病原体和藻类等等，去除无机物质，并且对水分进行最高程度的还原。臭氧的消毒作用几乎不会受到原水的pH值和水温的影响，但是其也具有一定程度的选择性，例如很多青霉菌和率霉菌对于臭氧都存在一些抗性，导致需要较长时间才能将其消灭。在饮用水消毒中使用臭氧，水的外观颜色和浑浊程度都会对灭菌效果造成影响，目前来看，无机物和有机物氧化分解上，臭氧将会发生很大的作用。臭氧在去除微生物和藻类等有机物产生的味道具有良好的效果，并且和液氯和二氧化氯相比吗，其具有更好的脱色能力。使用臭氧进行消毒还能对小颗粒电荷的大小和性质进行改变，让带电的小颗粒不断聚集。臭氧的氧化过程中还可以通过其为絮凝作用，提高整个混凝效果。臭氧可以运用较少的剂量就起到较好的消毒效果，并且可以很快地产生作用，不会产生甲烷等有害物质。对于很多顽强病菌的杀灭作用也远远高于液氯，但其问题在于臭氧在水中分解很快，无法在水中长期维持杀毒作用，所以经常会投入一定的液氯或者二氧化氯来进行持续消毒。臭氧可以将水中很多不容易降解的大分子直接化解为小分子，并且发挥其氧化作用，给水中增加溶解氧，方便后续进行生物处理。但是由于其造价稍微昂贵，所以不可能向水中投放过多的臭氧，其氧化效果并不是特别彻底，如果后续处理工序中出现问题，也会导致甲烷等有害物质，这种情况应该尽量避免，因为臭氧也很难将三氯甲烷进行去除。

　　1.2 关于臭氧的制备方式

　　现在制备臭氧主要有以下几种方式，无声放电法、放射法、电解法以及紫外线法。在净水厂的应用中大多采用无声放电法来进行处理。

　　将氧气转化为臭氧首先需要大量的能量进行无声放电，把氧气中的氧分子进行裂解，成为氧原子。在进行裂解之后，再将这些原子合称为臭氧分子。而在整个反应过程中有些臭氧会还原成氧气。上述反应都存在一定程度的可逆性，生成的臭氧也经常会还原成氧气，所以这种制备方式仅仅可以产生一部分臭氧，在这种情况下来说，我们生产处来的臭氧并非是纯臭氧气，而是含有一定浓度臭氧的空气。

　　1.3 在臭氧使用中存在的问题

　　正常来说，臭氧的投放量不会太大，所以不可能将所有的有机物都处理掉。另外即便投放量足够，也会大致其他物质出现，这就给有机物矿化带来了困难，给臭氧的分解带来阻碍，很多中间产物都无法氧化，例如乙醇、乙酸等等。另外臭氧对于氨氮的去除作用十分有限，氯化物氧化效果较差。

　　臭氧在进行污水处理的时候可能会产生一些不饱和的醛，这是有毒物质，对人体影响很大。如果水中溴离子过多，就会由于其氧化作用而形成溴酸，进而产生消毒副产品。溴离子还可以被氧化成为溴酸盐离子，导致水质的突变，有利于细菌的再度繁殖，所以在运用臭氧进行消毒的时候往往要投入氯气或者氯胺来进行继续消毒。

　　虽然臭氧消毒有以上毒作用，但是正常来说由于其浓度很低，所以不会产生太大的毒性，所以当前来看，臭氧消毒作用比氯气要好一些。

　　2 关于二氧化氯

　　2.1 二氧化氯的消毒机理和优势

　　二氧化氯也存在较强的氧化性，经常作为强氧化剂来使用，但是其氧化作用的发生也具有一定程度的选择性。二氧化氯的氧化能力大约为液氯的2.5倍，对于水中的病原菌和病毒藻类等等具有很好的杀灭作用，和氯气不一样的是pH值不会对其消毒作用造成特别大的影响，其原因是氯气通过次氯酸消毒，而二氧化氯直接通过自身来达到消毒效果。二氧化氯不和氯胺反应，所以即便水中的氯胺含量较高，其杀毒作用也十分明显。虽然随着水温升高，二氧化氯在水中的溶解度会降低，但是其在高水温下会起到更好的杀菌效果。二氧化氯可以在整个供水体系中存在很久，所以持续消毒效果很好，比臭氧和氯气更强。二氧化氯物质具有很好的脱色效果，去味效果也非常突出。二氧化氯消毒作用几乎不会产生甲烷有毒物质。

　　2.2 使用二氧化氯存在的问题

　　二氧化氯加入水中后，会有 50%～70%转变为二氧化氯与三氧化氯。很多实验表明三氧化氯对血红细胞有损害，对碘的吸收代谢有干扰，还会使血液中胆固醇升高。二氧化氯氧化分解有机物具有较强的选择性。它能氧化去除水中的铁、锰氰化物、酚等;能氧化硫醇、仲胺和叔胺，消除水中的不愉快气味，却不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有机物，导致去除不彻底。二氧化氯性质比较活泼，易爆炸，且其本身也有毒性。因此在使用二氧化氯时要十分注意安全。一般在二氧化氯制备系统中应严格控制原料稀释浓度，防止误操作并应建立相应安全措施。二氧化氯储存要低温避光;二氧化氯车间禁用火种， 设良好的通风换气设备。

　　3 结论

　　二氧化氯和臭氧二者都是非常有效果的消毒剂，水质pH值的变化对其氧化消毒能力影响较小，并且水中氨氮的含量也不会对其产生影响，消毒过程中不会导致甲烷的产生，所以都可以对液氯进行替代。

　　相比较起来，二氧化氯具有更高的稳定性和更强的消毒能力，但是氧化能力稍差。如果使用臭氧消毒，则需要在整个供水管网中持续进行消毒，需要将氯胺和二氧化氯作为辅助消毒剂。如果原水中腐殖质较多、藻类和酚的含量也较高，用二氧化氯和臭氧进行处理会起到很好的效果。

　　在水处理工作中，各种方法相比之下，采用臭氧的成本更高，但是运用臭氧和活性炭来进行消毒会得到更好的水质，所以总体上来说，这两种消毒工艺都是很值得大力提倡的，所以应该由各供水厂商来根据自身的实际情况灵活选择。

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