二氧化氯與臭氧在水處理中的應用分析

來源：http://www.tymozhou.com/ 作者：余氯檢測儀 時間：2019-08-14

　　摘 要：當前隨著人們生活水平的不斷提高，對于供水方面人們已經將需求從穩定供水轉移到對水質方面的要求了。今后對于水處理工作來說，運用二氧化氯和臭氧進行水處理是一種主要的方式。本文對于二者的消毒機制進行介紹，并且對二者的經濟效益進行比較。

　　關鍵詞：二氧化氯;臭氧;水處理;應用

　　當前我國給水工作中，最重要的氧化消毒劑就是液氯，但是當前我國水污染情況在近年來已經發生了急劇變化，廢水中的有機物含量不斷增多，所以已經不適合運用液氯來進行污水處理，繼續使用就會在消毒過程中出現履帶有機物，這種產物可以導致突變。所以應該尋找一種新的氧化消毒劑來進行污水處理，當前抽樣和二氧化氯應用較為廣泛，是以后的發展方向，本文針對二者分別進行介紹。

　　1 關于臭氧

　　1.1 臭氧的消毒機理

　　臭氧本身是一種高效的氧化劑，并且不會產生二次污染，在常用氧化劑中關于氧化能力的排名為臭氧最高、二氧化氯次之，液氯再次，氯胺最低，臭氧的氧化能力為液氯的2倍，而消毒能力更可以達到其數百倍之多，可以迅速分解水中的有機物，非常迅速地消滅水中的病原體和藻類等等，去除無機物質，并且對水分進行最高程度的還原。臭氧的消毒作用幾乎不會受到原水的pH值和水溫的影響，但是其也具有一定程度的選擇性，例如很多青霉菌和率霉菌對于臭氧都存在一些抗性，導致需要較長時間才能將其消滅。在飲用水消毒中使用臭氧，水的外觀顏色和渾濁程度都會對滅菌效果造成影響，目前來看，無機物和有機物氧化分解上，臭氧將會發生很大的作用。臭氧在去除微生物和藻類等有機物產生的味道具有良好的效果，并且和液氯和二氧化氯相比嗎，其具有更好的脫色能力。使用臭氧進行消毒還能對小顆粒電荷的大小和性質進行改變，讓帶電的小顆粒不斷聚集。臭氧的氧化過程中還可以通過其為絮凝作用，提高整個混凝效果。臭氧可以運用較少的劑量就起到較好的消毒效果，并且可以很快地產生作用，不會產生甲烷等有害物質。對于很多頑強病菌的殺滅作用也遠遠高于液氯，但其問題在于臭氧在水中分解很快，無法在水中長期維持殺毒作用，所以經常會投入一定的液氯或者二氧化氯來進行持續消毒。臭氧可以將水中很多不容易降解的大分子直接化解為小分子，并且發揮其氧化作用，給水中增加溶解氧，方便后續進行生物處理。但是由于其造價稍微昂貴，所以不可能向水中投放過多的臭氧，其氧化效果并不是特別徹底，如果后續處理工序中出現問題，也會導致甲烷等有害物質，這種情況應該盡量避免，因為臭氧也很難將三氯甲烷進行去除。

　　1.2 關于臭氧的制備方式

　　現在制備臭氧主要有以下幾種方式，無聲放電法、放射法、電解法以及紫外線法。在凈水廠的應用中大多采用無聲放電法來進行處理。

　　將氧氣轉化為臭氧首先需要大量的能量進行無聲放電，把氧氣中的氧分子進行裂解，成為氧原子。在進行裂解之后，再將這些原子合稱為臭氧分子。而在整個反應過程中有些臭氧會還原成氧氣。上述反應都存在一定程度的可逆性，生成的臭氧也經常會還原成氧氣，所以這種制備方式僅僅可以產生一部分臭氧，在這種情況下來說，我們生產處來的臭氧并非是純臭氧氣，而是含有一定濃度臭氧的空氣。

　　1.3 在臭氧使用中存在的問題

　　正常來說，臭氧的投放量不會太大，所以不可能將所有的有機物都處理掉。另外即便投放量足夠，也會大致其他物質出現，這就給有機物礦化帶來了困難，給臭氧的分解帶來阻礙，很多中間產物都無法氧化，例如乙醇、乙酸等等。另外臭氧對于氨氮的去除作用十分有限，氯化物氧化效果較差。

　　臭氧在進行污水處理的時候可能會產生一些不飽和的醛，這是有毒物質，對人體影響很大。如果水中溴離子過多，就會由于其氧化作用而形成溴酸，進而產生消毒副產品。溴離子還可以被氧化成為溴酸鹽離子，導致水質的突變，有利于細菌的再度繁殖，所以在運用臭氧進行消毒的時候往往要投入氯氣或者氯胺來進行繼續消毒。

　　雖然臭氧消毒有以上毒作用，但是正常來說由于其濃度很低，所以不會產生太大的毒性，所以當前來看，臭氧消毒作用比氯氣要好一些。

　　2 關于二氧化氯

　　2.1 二氧化氯的消毒機理和優勢

　　二氧化氯也存在較強的氧化性，經常作為強氧化劑來使用，但是其氧化作用的發生也具有一定程度的選擇性。二氧化氯的氧化能力大約為液氯的2.5倍，對于水中的病原菌和病毒藻類等等具有很好的殺滅作用，和氯氣不一樣的是pH值不會對其消毒作用造成特別大的影響，其原因是氯氣通過次氯酸消毒，而二氧化氯直接通過自身來達到消毒效果。二氧化氯不和氯胺反應，所以即便水中的氯胺含量較高，其殺毒作用也十分明顯。雖然隨著水溫升高，二氧化氯在水中的溶解度會降低，但是其在高水溫下會起到更好的殺菌效果。二氧化氯可以在整個供水體系中存在很久，所以持續消毒效果很好，比臭氧和氯氣更強。二氧化氯物質具有很好的脫色效果，去味效果也非常突出。二氧化氯消毒作用幾乎不會產生甲烷有毒物質。

　　2.2 使用二氧化氯存在的問題

　　二氧化氯加入水中后，會有 50%～70%轉變為二氧化氯與三氧化氯。很多實驗表明三氧化氯對血紅細胞有損害，對碘的吸收代謝有干擾，還會使血液中膽固醇升高。二氧化氯氧化分解有機物具有較強的選擇性。它能氧化去除水中的鐵、錳氰化物、酚等;能氧化硫醇、仲胺和叔胺，消除水中的不愉快氣味，卻不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有機物，導致去除不徹底。二氧化氯性質比較活潑，易爆炸，且其本身也有毒性。因此在使用二氧化氯時要十分注意安全。一般在二氧化氯制備系統中應嚴格控制原料稀釋濃度，防止誤操作并應建立相應安全措施。二氧化氯儲存要低溫避光;二氧化氯車間禁用火種， 設良好的通風換氣設備。

　　3 結論

　　二氧化氯和臭氧二者都是非常有效果的消毒劑，水質pH值的變化對其氧化消毒能力影響較小，并且水中氨氮的含量也不會對其產生影響，消毒過程中不會導致甲烷的產生，所以都可以對液氯進行替代。

　　相比較起來，二氧化氯具有更高的穩定性和更強的消毒能力，但是氧化能力稍差。如果使用臭氧消毒，則需要在整個供水管網中持續進行消毒，需要將氯胺和二氧化氯作為輔助消毒劑。如果原水中腐殖質較多、藻類和酚的含量也較高，用二氧化氯和臭氧進行處理會起到很好的效果。

　　在水處理工作中，各種方法相比之下，采用臭氧的成本更高，但是運用臭氧和活性炭來進行消毒會得到更好的水質，所以總體上來說，這兩種消毒工藝都是很值得大力提倡的，所以應該由各供水廠商來根據自身的實際情況靈活選擇。

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