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化学氧化技术二氧化氯高级氧化技术李静 1003090210 环工0902摘要：通过介绍二氧化氯的性质，二氧化氯的制备，论述了二氧化氯的氧化机理，并分别讨论了二氧化氯高级氧化技术在油田废水，医药废水和印染废水中的研究应用，分析了二氧化氯在废水处理行业中所表现出的优势。一.前言中国面临环境保护的重大压力,高级氧化技术(AOT)是解决环境污染的理想绿色技术,而高级氧化技术是指OH制备以及诱发一系列的攻击污染物及微生物反应,从源头上解决了治理污染过程中再污染的问题。随着工业的发展，高浓度有机有害废水产生量日益增多，采用常规的水处理方法已很难满足其水质要求。而二氧化氯作为一个高效、价格适中、氧化过程中很少有有机卤代物产生的强氧化剂，其高级氧化技术可以将这些高浓度有机化合物直接氧化或者降解成容易生物降解的中间产物，因而在废水处理领域得到越来越广泛的应用。二.二氧化氯高级氧化技术的简介1.二氧化氯的性质二氧化氯红黄色有强烈刺激性臭味气体，11时凝聚成红棕色液体，-59时凝结成橙红色晶体。有类似氯气和硝酸的特殊刺激臭味。液体为红褐色，固体为橙红色。沸点11。相对蒸气密度2.3g/L。遇热水则分解成次氯酸、氯气、氧气，受光也易分解，其溶液于冷暗处相对稳定。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应。对热、震动、撞击和摩擦相当敏感，极易分解发生爆炸。受热和受光照或遇有机物等能促进氧化作用的物质时，能促进分解并易引起爆炸。若用空气、二氧化碳、氮气等惰性气体稀释时，爆炸性则降低。接触后主要引起眼和呼吸道刺激，吸入高浓度可发生肺水肿，能致死，对呼吸道产生严重损伤，高浓度的本品气体，可能对皮肤有刺激性。皮肤接触或摄入本品的高浓度溶液，可能引起强烈刺激和腐蚀，长期接触可导致慢性支气管炎。2. 二氧化氯的制备由于二氧化氯是一种极不稳定的气体,可以分解成氯气和氧气,并放出热,当其分压达到300mmHg时分解速度极快。因此实际应用中多采取现场制备现场使用的方法。根据二氧化氯制取所用的原料和工艺特点,大致可分为:氯酸盐还原法、亚氯酸盐氧化法和电解法。其中在我国应用最广泛的是氯酸盐还原法,化学反应式如下:2NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O。实验室常用氯酸钠(NaClO3)和亚硫酸钠(Na2SO3)用硫酸酸化，加热制备二氧化氯，化学反应方程式为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O3. 二氧化氯的氧化机理二氧化氯是一种很强的氧化剂,它的有效氯是氯气的2.6倍左右,其氧化还原电位E01.5V。二氧化氯分子中有19个价电子,同时还存在一个未成对的价电子。这一个未成对的价电子可以在两个氧原子与氯之间互相靠近吸引及可以随意接近这两个电子并且影响其活性。于是由于这个未成对电子存在,二氧化氯本身就像一个游离基,而游离基本身就是具有很强的氧化性。这些结构决定了二氧化氯具有很强的氧化性。三.二氧化氯高级氧化技术的应用及其优势1.二氧化氯处理油田废水在油田水处理系统中微生物污染十分严重,产生生物膜和粘泥的大量细菌形成粘着物而堵塞油田系统,不仅产油量下降,而且垢下腐蚀严重。采用强氧化性能的ClO2杀生剂,不仅能杀灭微生物,而且能氧化Fe2+、FeS等还原性物质,清除堵塞,具有明显的增产效果。魏宏晓在中原油田水质改性技术的基础上,应用二氧化氯配套技术对油田污水进行预处理,在较低pH条件下即能有效去除污水中的Fe2+,杀灭和控制细菌,实现了减少污泥50%以上,控制腐蚀和结垢、水质长期稳定达标。2. 二氧化氯处理医药废水医院污水中含有许多有害的特殊污染物，如药物、消毒剂、诊断用试剂、洗涤剂，以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒，如蛔虫卵、肝炎病毒、结核杆菌和痢疾杆菌等。因此，在处理医院废水时不仅需要破坏化学物质，还需要进行杀菌消毒。ClO2被认为可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体、细胞芽孢、真菌、分枝杆菌和病毒等; 而且它能有效地破坏水中的微量有机污染物，如苯并芘蒽醌、氯仿、四氯化碳等，在污水处理中不形成显著的有机卤化物; 还能降低水溶液的色度、浊度和异味，其效果是次氯酸钠的5 倍。因此，二氧化氯被认为是无论在杀菌消毒还是在对有机物的破坏方面，都是最好的医院废水的处理剂。张蔚萍等用二氧化氯处理昆明市五七医院废水水样，表明在二氧化氯投量为40 mg /L、接触时间为10 min、pH 值为6 7 时，原水样中92 106 个/L 的粪大肠菌群数，灭活率达99%以上。3. 二氧化氯处理印染废水印染废水是指棉、毛、化纤等纺织品在预处理、染色及印花和后整理过程中所排放的废水。印染废水中含纤维杂质、染料、浆料、助剂等,其色度大,并且COD值高,碱性大,难生化降解,属难处理的工业废水之一。对于不易氧化的水不溶性染料如还原染料、分散染料和涂料等,脱色效果较差。对于废水中的染料如淀粉、海藻酸钠、聚乙烯醇、梭甲基纤维素等去除效果很差。因此通常ClO2氧化法需与混凝、气浮、吸附、过滤和生化法等组合使用才能达到处理标准。目前,利用二氧化氯来处理印染废水已得到一定的进展,尤其在脱色方面去除率高,因而是具有广阔的推广应用前景的。四.结论二氧化氯作为一种强氧化剂,在处理高浓度有机废水中具有常规工艺所没有的优势。一些难降解的有机化合物,能够完全去除的同时还能够进行回收。二氧化氯作为一种价格适中、氧化能力较强、处理效果良好、少有毒处理副产物的氧化剂,在未来的废水处理行业中将会得到更好的应用和发展。参考文献1张蔚萍，胡庆华，陈建中二氧化氯对医院污水的消毒研究J现代农业科技，2007(10) : 201-2022苏玫舒，张继东混凝二氧化氯法对印染废水脱色的研究J工业水处理，2007，27(7) : 81-833魏宏晓，王庆民，姜学明，等二氧