二氧化氯的性質(zhì)及作用

1、二氧化氯的性質(zhì)及作用二氧化氯的性質(zhì)物性參數(shù)學(xué) 名：二氧化氯英 文 名 稱：Chlorine dioxide分 子 式：ClO2 相對(duì)分子質(zhì)量：67.45（按1989年國(guó)際相對(duì)原子質(zhì)量）沸 點(diǎn)：11.0熔 點(diǎn)：-59.0相 對(duì) 密 度：2.33（空氣=1）* 有 效 氯：2.63(氯氣有效氯=1)有效氯是衡量氯消毒劑氧化能力的標(biāo)志。是指與含氯消毒劑氧化能力相當(dāng)?shù)穆攘浚ǚ侵赶緞┧攘浚Ｎ锢硇再|(zhì)：二氧化氯在常溫、常壓下是一種黃紅色氣體（低濃度黃綠色），在外觀和氣味上與氯氣相似。當(dāng)空氣中ClO2濃度大于10%易于爆炸。受到陽(yáng)光照射、遇高溫物體、接觸有機(jī)物、也可發(fā)生爆炸。若有鐵銹、油脂、以及較多的

2、有機(jī)粒子存在時(shí)，即使在安全體系和濃度（8%12%）下，也會(huì)自發(fā)地分解。二氧化氯具有刺激性氣味，對(duì)人的眼、鼻、喉和呼吸道有較強(qiáng)的侵蝕作用，當(dāng)空氣中ClO2濃度為14mg/L時(shí)，就可使人察覺，45mg/L時(shí)，明顯地刺激呼吸道。二氧化氯在水溶液中較穩(wěn)定，幾乎全部是以單體自由基的形式存在。二氧化氯腐蝕性很強(qiáng)，一般常見金屬、不銹鋼都可腐蝕（指高濃度）?；瘜W(xué)性質(zhì)：強(qiáng)氧化性二氧化氯在酸性條件下具有很強(qiáng)的氧化性： ClO2+4H+5e=Cl-+H2O =+1.511V在中性或堿性條件下： ClO2+e=ClO2- =+0.95V ClO2-+2H2O+4e=Cl-+4OH- =+0.78V 氧化還原反應(yīng)的程度

3、取決于水中還原物質(zhì)的強(qiáng)弱。與無機(jī)物反應(yīng)水中少量的S2-、SO32-、SnO22-、AsO32-、 SbO32-、S2O32-、NO2-和CN-等還原性酸根均可被氧化去除。水中一些還原態(tài)的金屬離子Fe2+、Mn2+、Ni2+等也能被氧化，如：2ClO2+5Mn2+6H2O=5MnO2+12H+2Cl- ClO2+5Fe(HCO3)2+13H2O=5Fe(OH)3+10CO32-+Cl-+21H+8ClO2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-在中性溶液中，碘化鉀、亞硫酸鈉、亞砷酸鈉及氧化鉛，能把二氧化氯還原成亞氯酸鹽。在酸性溶液中（pH

4、=1），氫化硼、碘化物及亞硫酸可將二氧化氯完全還原成氯離子。水溶液中的歧化反應(yīng)二氧化氯水溶液的歧化反應(yīng)進(jìn)行得非常慢。2ClO2+2OH-ClO3-+ClO2-+H2O6ClO2+3H2O5HClO3+HClClO2+Cl2+2H2O2ClO3-+2Cl-+4H+ (酸性溶液) 2ClO2+HOCl+H2O2ClO3-+Cl-+3H+（中性溶液）與有機(jī)物反應(yīng)易于與二氧化氯進(jìn)行反應(yīng)的有機(jī)化合物是指肪烴的叔胺和酚類及芳香胺類。a. 二氧化氯和酚反應(yīng)較快，產(chǎn)物包括：1,4-苯醌；2-氯-1,4-苯醌；2,5-二氯-1,4-苯醌；2,6-二氧化氯-1,4-苯醌；2-氯酚；草酸和順式丁烯二酸。b. 二氧化

5、氯與對(duì)苯二酚反應(yīng)時(shí)，很快將其氧化成相應(yīng)的苯醌，不發(fā)生環(huán)上的取代反應(yīng)。c. 二氧化氯和硫的化合物（包括硫胺素、硫代硫胺素、硫醇、有機(jī)二硫化物以及硫脲）發(fā)生反應(yīng)。判斷二氧化氯與其它有機(jī)物反應(yīng)應(yīng)實(shí)驗(yàn)確定。二氧化氯的作用殺菌機(jī)理二氧化氯與細(xì)菌及其它微生物細(xì)胞中蛋白質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使其分解破壞，進(jìn)而控制微生物蛋白質(zhì)合成，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。二氧化氯對(duì)細(xì)菌壁有較強(qiáng)的吸咐的穿透能力（優(yōu)于氯或次氯鈉）。二氧化氯不易使細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性。非氧化性殺菌劑如胺類殺菌劑是NH4-進(jìn)入細(xì)菌組織內(nèi)部，使內(nèi)部組織產(chǎn)生變異，使細(xì)菌組織破壞，從而殺滅。這種方法時(shí)間長(zhǎng)后，細(xì)菌逐漸地適應(yīng)這個(gè)外來基團(tuán)，使其失去殺菌作用，這就是細(xì)菌的抗

6、藥性。應(yīng)用范圍l 各種供水系統(tǒng)的消毒、滅藻、除鐵、除錳、除味l 醫(yī)院污水消毒l 循環(huán)冷卻水殺菌、滅藻、剝離粘泥l(xiāng) 游泳池水、消毒l 中水回用中的消毒、除臭、脫色l 含氰、含酚廢水的無害化處理l 化工廢水脫色、降解CODl 石油注井水的殺菌消毒、除垢l 造紙工業(yè)紙漿漂白l 紡織工業(yè)織物漂白l 食品飲料行業(yè)消毒l 家用消毒劑、除臭劑l 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水體消毒及產(chǎn)品保鮮幾種消毒產(chǎn)品的比較在水處理中常用的消毒劑有液氯、臭氧、二氧化氯、氯胺和紫外線等，應(yīng)用較多的是液氯、臭氧和二氧化氯。常用氯系消毒劑液氯液氯仍然是水處理過程中應(yīng)用最多的消毒劑，這主要是由于它應(yīng)用歷史長(zhǎng)，積累了豐富的運(yùn)行管理數(shù)據(jù)，并且成本低、運(yùn)

7、輸方便、在管網(wǎng)中可保持一定的持續(xù)殺菌效果的原因。但隨著全球環(huán)境污染的加劇，在對(duì)一些遭受污染的水源進(jìn)行處理時(shí)，氯化處理常需投加過量的氯氣，研究證明這往往易生成大量的有機(jī)鹵化物（如三氯甲烷）而造成水體的二次污染。對(duì)人體的健康產(chǎn)生潛在的危害。另外一些中小型水廠或污水處理廠采用氯氣消毒，不僅占地面積大，而且由于管理不善常產(chǎn)生一些人身傷害事故。因此，近年來各國(guó)都在研究替代氯氣的新一代消毒劑。 漂白粉漂白粉是一種比較復(fù)雜的含氯化合物，一般以Ca(OCL)CL代表其分子式，為灰白色粉末，又氯味，在空氣中易吸收水分和CO2，不穩(wěn)定。市場(chǎng)上的漂白粉有效氯含量為28%-35%。市場(chǎng)價(jià)大約在3000元/噸左右。處理

8、醫(yī)院污水消毒成本為3元/噸。 漂粉精屬于較純的次氯酸鈣（俗稱消毒片），為白色粉末。化學(xué)分子式為Ca(OCL)2。性能較穩(wěn)定，市場(chǎng)上的漂粉精有效氯含量為60%-70%。市場(chǎng)價(jià)一般在6000元-7000/噸左右。處理醫(yī)院污水消毒成本為3元/噸。和一定量的填充劑混合，用機(jī)器壓成片狀就是俗稱的氯片。 次氯酸鈉水溶液為黃色透明液體，其分子式為NaOCL。一般為水溶液狀態(tài)，在水中的含量為8%-12%。在現(xiàn)場(chǎng)可用食鹽水電解制備。市場(chǎng)價(jià)4001500元。一般噸水處理成本約為0.81.2元。 二氯（三氯）異氰脲酸鈉二氯異氰脲酸鈉的有效氯為64%，易溶于水。三氯異氰脲酸鈉的有效氯為90%，微溶于水。市場(chǎng)價(jià)格一般在

9、一萬(wàn)元左右臭氧臭氧是一種優(yōu)良的消毒劑，其殺菌效果好，且有害副產(chǎn)物少。但目前臭氧發(fā)生裝置的產(chǎn)率通常較低，設(shè)備昂貴，安裝管理復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高，而且臭氧在水中溶解度低，衰減速度快，為保證管網(wǎng)內(nèi)持續(xù)的殺菌作用，必需和其它消毒方法協(xié)同進(jìn)行。紫外線紫外線消毒也是近來發(fā)展的一種新型消毒方法，它是通過燈管發(fā)出的紫外光對(duì)水體進(jìn)行紫外線輻射，將水中的有害菌殺死。一般采用組合式燈管，在管道中進(jìn)行消毒。同時(shí)不改變水的物理化學(xué)性質(zhì)，且不產(chǎn)生氣味和其它有害的鹵代甲烷等副產(chǎn)物，但該方法對(duì)消毒前的原水濁度要求較高，且必須保證一定的水流厚度，當(dāng)水深較大時(shí)殺菌效果急劇下降。故現(xiàn)在只在純凈水等小型高標(biāo)準(zhǔn)水處理中應(yīng)用較廣。紫外線消毒

10、，一般也可滿足殺菌要求，但缺點(diǎn)也十分明顯。 一是：紫外光對(duì)污水的穿透能力較差，加上燈管易掛贓物，形成阻光膜，影響殺菌效果，因此要經(jīng)常清理燈管。二是：紫外線屬于物理殺菌，不能改變水中有毒有害物質(zhì)的化學(xué)成分，而且沒有余氯，缺乏持續(xù)殺菌能力。三是：燈管要定期更換。二氧化氯二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑和高效殺菌劑，自從美國(guó)尼亞加拉水廠最早將其作為消毒劑以來，在歐洲及美國(guó)得到廣泛應(yīng)用，其綜合指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于其他消毒劑，表1對(duì)幾種消毒劑的各項(xiàng)指標(biāo)作了一個(gè)綜合比較，通過對(duì)比可知，二氧化氯發(fā)生器無論在安裝、使用還是維護(hù)等方面都較其他消毒產(chǎn)品有很高的優(yōu)越性，隨著水源污染的日益加重及人們對(duì)水質(zhì)要求的日益提高，二氧化氯必將成

11、為廣泛應(yīng)用的新一代消毒產(chǎn)品。與純二氧化氯發(fā)生器相比，復(fù)合二氧化氯發(fā)生器使用安全可靠，原料采用氯酸鈉，在使用當(dāng)中比純二氧化氯生產(chǎn)原料亞氯酸鈉要安全得多。亞氯酸鈉屬?gòu)?qiáng)氧化劑，性質(zhì)活潑，容易爆炸或燃燒，水溶液濃度超過30%也容易發(fā)生爆炸，貯存和運(yùn)輸要求嚴(yán)格，包裝需用金屬桶，以防靜電，使用時(shí)要輕拿輕放，不能與皮膚直接接觸，國(guó)內(nèi)曾發(fā)生過多次亞氯酸鈉爆炸事故，因此相對(duì)較危險(xiǎn)。復(fù)合二氧化氯在水中殘留亞氯酸根量少。采用亞氯酸鈉為原料的純二氧化氯發(fā)生器在飲用水處理中水中亞氯酸根殘留量較高，由于亞氯酸根對(duì)人體紅血球有損害作用， 生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范規(guī)定亞氯酸根須小于0.2mg/L。二氧化氯同氯氣混合使用時(shí)，具有協(xié)同消毒作用，二氧化氯較氯氣活潑，優(yōu)先于氯氣與有機(jī)物發(fā)生氧化分解反應(yīng)，可有效抑制處理后水中三鹵甲烷等氯化致癌物的生成。因此，在保證三鹵甲烷等有機(jī)氯化物不超標(biāo)的前提下，優(yōu)先推薦使用復(fù)合二氧化氯。各種消毒劑的比較見下表：幾種常用消毒方式的比較項(xiàng) 目液 氯臭 氧紫外線二氧化氯消毒效果較好很好一般很好除臭去味無作用好無作用好PH的影響很大小，不等無小水中的溶解度高低無很高THMs的形成極明顯當(dāng)溴存在時(shí)有無無水中的停留時(shí)間長(zhǎng)短短長(zhǎng)殺菌速度