二氧化氯發生器基礎知識

二氧化氯發生器基礎知識

二氧化氯的特性

         二氧化氯是一種優良的消毒劑和強氧化劑，又是一種含氯制劑，繼*代消毒劑液氯（含Cl2、次氯酸鹽和漂baifen）、第二代消毒劑優氯劑（二氯異氰尿酸鈉）、第三代消毒劑氯精（三氯異氰尿酸）后，二氧化氯被推崇為第四代消毒劑，是世界衛生組織（WHO）和世界糧農組織（FAO）向全世界推薦的A1級廣普、安全和高效的消毒劑。

二氧化氯的物理性質

         二氧化氯常溫下為黃綠色或橘紅色氣體，帶有一種辛辣氣味，易溶于水，在20℃和30mmHg壓力下，二氧化氯在水中的溶解度為2.9克／升。溶解中形成黃綠色的溶液。在空氣中的體積濃度超過10%時便有爆炸性，但在水溶液中則無危險性。比重為3.09克／升(11℃)，熔點-59.5℃，沸點9.9℃(壓力為731mmHg時的沸點)。在水中能被光分解，與氨不起反應。對人體有刺激，當大氣中二氧化氯含量為14mg／L時，就可使人覺察；45mg／L時，明顯地刺激呼吸道。二氧化氯的揮發性較大，稍一曝氣即從溶液中逸出。溫度升高、曝光或與有機質相接觸，會發生爆炸。因此，在實際應用中，二氧化氯須避光保存，一般情況下，現使用，現制備。 

二氧化氯的化學特性

         二氧化氯是一種有多方面用途又有選擇性的氧化劑,它與各種有機和無機化合物反應，這些反應中許多都能用于包括水溶液和氣態蒸汽在內的水處理和工業廢物處理上。

         二氧化氯屬強氧化劑，其有效氯是氯的2.6倍，可以與包括鐵、錳、硫化物、氰化物和含氮化物等無機物以及酚類，有機硫化物，多環芳烴、胺類、不飽和化物，醇醛和碳水化合物以及氨基酸和農藥等有機物化合物反應。

 二氧化氯的優良性能及其作用

一、二氧化氯的優良性能

         由于二氧化氯具有很強的反應活性和氧化能力，因此在水處理中表現出優良的消毒效果和氧化作用。二氧化氯在飲用水消毒中幾乎不形成氯仿等有機鹵代物，且殺滅細菌、病毒、藻類和浮游動物的效果好于液氯，在水消毒過程中未產生致突變物質，其Ames試驗和小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗均呈現陰性結果；二氧化氯與水中無機物和有機物，尤其是有機物的反應表現以氧化作用為主，而液氯則以氯取代為主，氯氣與水中前驅物質作用形成了顯著數量的氯仿等有機鹵代物。

         二氧化氯具有良好的殺菌效果。按國家衛生部消毒技術規范中規定我們選用金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和枯草芽孢桿菌等純菌種，進行二氧化氯消毒劑鑒定，結果表明，對這些純菌種的滅菌效果隨消毒劑投量的增加而增加，且二氧化氯的效果明顯好于氯氣。證明了二氧化氯對國家規定的消毒劑鑒定菌種的滅菌效果是顯著和高效的。二氧化氯對水中的非致病菌均也有非常好的滅菌效果。例如，二氧化氯對水中無色桿菌屬、假單孢桿菌屬、微感菌屬、鏈霉菌屬、梭狀芽孢桿菌屬、短桿菌屬、芽孢桿菌屬、芽孢放射菌屬、八疊球菌屬、葡萄球菌屬和微球菌屬等非致病菌（屬）均具有有效的殺滅效果。

         二氧化氯對細菌的殺滅效果明顯好于液氯，并可在pH為3－9范圍內有效地殺滅細菌；而液氯只有在近中性條件（pH值為6.5－8.5）下可有效地殺死細菌；相對液氯而言，二氧化氯所需投量較少，殺菌速率快。尤其二氧化氯可殺滅水中異養菌、鐵細菌和硫酸鹽還原菌等，且效果持久。二氧化氯的殺菌效果能持續很長時間，在管網系統中能夠保持一定的殘留。

         二氧化氯對水中病毒例如脊髓灰質炎I型、柯薩奇病毒B3、艾可病毒II、腺病毒7型、單純皰疹病毒I型、流行性腮腺炎病毒、乙肝病毒、呼吸道病毒具有很好的消毒效果；對水中的藻類和浮游生物有很好的失活效果。二氧化氯不僅能殺死微生物，而且能分解殘留的細菌結構，具有殺死孢子和病毒的作用，從而可以有效地控制細菌、藻類以及粘泥。

二、二氧化氯殺滅病毒和病菌的作用

         二氧化氯是一種廣譜型的消毒劑，二氧化氯能在pH值很寬的范圍內能殺滅大腸桿菌、細菌芽孢、配水網中的異養菌、硫酸鹽還原菌及真菌等，其殺滅效果與溫度T有關，是溫度（1/T）的函數，這一優點彌補了因溫度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺點。二氧化氯對孢子的殺滅作用比氯強，對水中的野生菌種、放線菌、孢子體等均有較好的殺滅作用。

三、二氧化氯的滅藻作用

         二氧化氯對藻類的控制主要是因為它對苯環有一定的親和性，能使苯環發生變化而無臭味。葉綠素中的吡咯與苯環非常類似，二氧化氯也同樣能作用于吡咯環。這樣，二氧化氯氧化葉綠素，植物新陳代謝終止，使得蛋白質中的合成中斷。這個反應結果

         對植物的損害在于原生質脫水而帶來高滲的收縮（質壁分離），這是個不可逆的過程，導致藻類死亡。

四、二氧化氯的漂白、脫色作用

         二氧化氯作為一種具有強氧化性和氧化過程中很少有有機鹵代物產生的氧化劑,在造紙、紙漿工業的漂白等行業已經廣泛使用。使用ClO2作為漂白劑，與其他漂baifen和氯氣相比，ClO2可以提高白度，防止纖維強度降低，簡化生產工藝，避免產生游離氯而生成大量致癌物的危害。ClO2在漂白過程中還能殺滅微生物，有效地驅散紙漿中的粘液和無機沉積物，從而消除紙漿中固體塊狀的形成，提高紙張的質量。 

         利用二氧化氯的氧化作用，在適當條件下，ClO2有很好的脫色作用。例如ClO2江蘇天倫染織實業公司及靖江市第三紡織廠，運用混凝/ ClO2   組合法處理印染廢水，處理后的水質pH分別從11-14降到7，12降到7；色度分別從1000降到50，600降到5，去除率達到95％和99.2％。其他指標如COD、BOD5、SS、S2-均降低且達到國家行業排放標準。

五、二氧化氯的除臭作用

         ClO2可以與硫化物發生氧化反應，而臭味往往是硫化物（如硫化銨、硫化氫、二甲基硫化物等）所致。ClO2氣體與有臭味的含硫污染物接觸之后，迅速發生氧化反應，轉變為其它物質，從而除去臭氣。因此，將ClO2制成穩定性溶液可用于冰箱、室內空氣的除臭、滅菌等，口腔醫療上也用其消除口臭和煙臭。

六、二氧化氯的保鮮作用

         據有關報道，經40～60mg/L濃度的二氧化氯水溶液浸漬五分鐘處理的禽肉類能有效地控制家禽軀體微生物污染，在5℃以下，可有效地延長儲藏期。海洋捕撈業運用二氧化氯水溶液處理捕獲的對蝦，先使用40mg/L二氧化氯水溶液浸泡10-20分鐘，再用20mg/L二氧化氯的冰塊保鮮，對蝦不會變黑.二氧化氯消毒殺菌的同時，不會使生物蛋白質變性而喪失已有的營養成分和價值，對水生物細胞無影響。

七、二氧化氯的氧化作用

         1、二氧化氯對錳的氧化 

         二氧化氯能夠把二價錳氧化成四價錳，使之形成不溶于水的二氧化錳(Mn02)，即：

         2CIO2+5Mn2++6H2O=5MnO2+12H++2Cl-

         2、二氧化氯對鐵的氧化 

         二氧化氯同樣也能夠把二價的鐵氧化成三價的鐵，形成氫氧化鐵沉淀，即：

         ClO2+5Fe(HC03)2+13H2O=5Fe(0H)3+10C032-+Cl-+21H＋

         3、二氧化氯對硫化物的氧化 

         二氧化氯在pH值5～9的區間內，很快將硫化物(S2-)氧化成硫酸鹽(Sa2-)，即：

         8C1O2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+

         4、二氧化氯對氰化物的氧化 

         二氧化氯可以將氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：

         2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2C1-

         當氰化物的濃度為3.Omg／L，二氧化氯的投加量為5.Omg／L，其氰化物的去除率一般都大于85％。

         5、二氧化氯對苯酚的氧化 

         二氧化氯對苯酚的氧化去除效果隨著二氧化氯投加量的增加而提高(它對苯酚的去除率明顯優于液氯)。當源水中苯酚濃度為2.Omg／L，加5mg／L二氧化氯時，苯酚的去除率一般大于85％。傳統的氯消毒隨著液氯投加量的增加，氯代酚的量隨之增加，而投加二氧化氯時，則基本上不形成氯代酚。

         6、二氧化氯對有機物的氧化 

          二氧化氯對有機物的氧化降解，與氯所不同的zui大特點是，它不會生成有機氯代物。二氧化氯可以控制三鹵甲烷(THM)的形成，減少總有機鹵的生成。眾所周知，三鹵甲烷的前驅物質通常有以下3類：一類是天然大分子有機物，如腐殖酸、灰黃霉酸等；另一類是小分子有機物，如酸類化合物、苯胺、苯醌、氨基酸等多種有機物；第三類是藻類及代謝產物。

        我們知道，黃腐酸是腐殖質的主要組成物質，腐殖質里黃腐酸(FA)的含量高達90％。通過研究和試驗表明，二氧化氯與黃腐酸幾乎不生成氯仿，而液氯與黃腐酸反應，則會生成大量氯仿。而且，氯仿的生成量隨著液氯的投加量和水中腐殖質含量的增加而增加。間苯二酚是黃腐酸中zui多、zui基本的部分，一般用它代表黃腐酸來說明二氧化氯和氯的作用機理。

        二氧化氯與間苯二酚的反應的zui后產物是有機酸、水和二氧化碳，通過反應，二氧化氯則被還原成氯離子。由此可見，二氧化氯與黃腐酸等有機物的反應是以氧化還原反應為主，沒有氯代物生成。液氯與黃腐酸的作用機理主要表現在液氯與間苯二酚的反應過程：

        由此可見，液氯與水中黃腐酸等有機物發生反應是以親電取代反應為主，反應結果生成大量的氯仿和有機氯代物等有害物質。因此，二氧化氯對酚類化合物都有比較好的去除效果。例如當二氧化氯的投加量為5.0㎎/L時，它對間苯二酚、簡苯三酚的去除率都在90%以上；而當氯的投加量和二氧化氯相同時，它的去除率只有60%左右。二氧化氯對間甲酚的去除率為50%；而氯對它的去除率只有30%左右。

        因為二氧化氯與酚類化合物所產生的是“氧化還原反應”，所以不會形成氯代酚；而氯與酚類化合物所產生的是“取代反應”，所以會形成氯代酚。