二氧化氯与耗氧量的关系 Microsoft Word 文档 (2).doc

二氧化氯一、性质：（一）、物理性质：、二氧化氯ClO2摩尔质量为67.453g/mol是在自然界中完全或几乎完全以单体游离原子团整体存在的少数化合物之一。ClO2熔点-59，沸点11。常温下是黄绿色或橘红色气体，ClO2蒸气在外观和味道上酷似氯气，有窒息性臭味，当溶液中ClO2浓度高于30%或空气中大于10%，易发生低水平爆炸，在有机蒸气条件下，这种爆炸可能变得强烈。、二氧化氯不稳定、受热或遇光易分解成氧和氯。、二氧化氯气体易溶于水，其溶解度约是Cl2的5倍，溶解中形成黄绿色的溶液，具有与Cl2近似的辛辣的刺激性气味。（二）、化学性质：、二氧化氯系一强氧化剂，其有效氯是氯气的2.6倍，与很多物质都能发生强烈反应，二氧化氯腐蚀性很强。、二氧化氯能与很多无机和有机污染物发生氧化反应其中包括铁、锰、硫化物、氰化物和含氮化物等无机物以及酚类、有机硫化物、多环芳烃、胺类、不饱和化合物、醇醛和碳水化物以及氨基酸和农药等有机物反应。、在2-30内测定亚硝酸盐和4-甲基酚的阿累尼乌斯图给出了很好的线性关系，每升高1其表现速率常数分别增加4%和7%。二、二氧化氯的消毒机理及特性：1、二氧化氯的杀菌机理二氧化氯分子的电子结构呈不饱和状态，外层共19个电子，具有强烈的氧化作用力，主要是对富有电子或供电子的原子基团（如氨基酸内含巯基的酶和硫化物，氯化物）进行攻击，二氧化氯对细菌的细胞壁有较强的吸附和穿透能力，从而有效破坏细菌内含巯基的酶，可快速控制微生物蛋白质的合成，强行掠夺电子，使之成为失去活性和改变性质的物质，从而达到消毒灭菌和除臭的目的，故二氧化氯对细菌、病毒等有很强的灭活能力。由于细菌、病毒、真菌都是单细胞的低级生物，其酶系分布于膜表面，易受到二氧化氯的攻击而失活。人和动物细胞，酶系藏于细胞器之中而受到保护系统的保护，二氧化氯难以和酶直接接触，即使二氧化氯能透过细胞膜，也很快被细胞内保护系统提供的电子使二氧化氯得到电子而失去氧化功能，从而避免了二氧化氯对酶系的攻击破坏。这里明确地揭示了二氧化氯对微生物的广谱高效杀菌作用，而对人和动物却是安全无害的。氯制剂的氯化作用，即能破坏细胞膜的渗透性，又能抑制细胞体内呼吸酶系，使磷酸转移酶失活。这些作用在微生物和高等动物细胞之间无明显差异，显示了氯化作用在杀菌同时也可对人和动物的健康造成危害。2、二氧化氯对微生物的灭活机理：先进入微生物体内，然后破坏微生物体内的酶和蛋白质以达到灭活微生物的目的，但二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，特别是在低浓度时更加突出。二氧化氯主要通过两种机理灭活微生物，（一）、是二氧化氯与微生物体内的生物分子反应。（二）、是二氧化氯影响微生物的生理功能。三、影响二氧化氯消毒效果的因素：1、水温：与液氯消毒相似，温度越高，二氧化氯的杀菌效力越大。在同等条件下，当体系温度从20降到10时，二氧化氯对隐孢子虫的灭活效率降低了4%。温度低时二氧化氯的消毒能力较差，大约5时要比20时多消毒剂31%35%。2、pH值：适应范围宽。ClO2分解是pH和OH-浓度的函数：当pH值9时 2 ClO2+2 OH-= ClO2-+ClO3-+H2O （岐化反应）3、悬浮物：悬浮物能阻碍二氧化氯直接与细菌等微生物的接触，从而不利于二氧化氯对微生物的灭活。4、二氧化氯投加量与接触时间： 二氧化氯对微生物的灭活效果随其投加量的增高而提高，消毒剂对微生物的总体灭活效果取决于残余消毒剂浓度与接触时间的乘积，因此延长接触时间也有助于提高消毒剂的灭菌效果，但出水余量不可过高，否则易产生异味和提高色度。5、光对二氧化氯的影响： 二氧化氯化学性质不稳定，见光极易分解，以稳定性液体二氧化氯的衰减为例，在二氧化氯初始浓度为1mg/L，衰减时间为20分钟，阳光直射、室内有光、室内无光下的二氧化氯残余率分别为12.12%（实测值）88.55%（实测值）99.85%（计算值）。四、投加量的一般控制：投加量可分为两部分：一部分是为了杀灭细菌除藻类、蚤类、氧化有机物等而消耗的量，这部分和原水水质情况有关，另一部分是剩余量，是为了满足水在管网中有持续杀菌能力，现国标规定出口不低于0.1mg/L，但在夏季应相应提高。在夏季水温高时二氧化氯在水中衰减散失的比较快，但不宜过高如果超过0.5mg/L，水在加热时产生异味（崔福义）并增加出水厂水的色度，增加亚氯酸盐、氯酸盐含量。应多点投加充分发挥二氧化氯在低浓度时灭活性突出的特点。五、二氧化氯投加需注意的其它事项：1、因二氧化氯具有遇光分解的特性，如果沉淀池、滤池的采光条件较好，应在投加二氧化氯时在沉淀池和滤池增加避光设施，否则将会出现以下情况：二氧化氯遇光分解，使二氧化氯不能充发挥作用，并分解产生亚氯酸盐、氯酸盐。 ClO2+ H2O =ClO2-+ClO3+2H+在反应池和沉淀池的过渡段、滤池（恒水位工作）滞水区存在藻、蚤类的二次繁殖问题。（二氧氯因自身分解及遇光分解，滞水区二氧氯浓度很低，藻、蚤类具有趋光性，为二次繁殖提供有利条件。）（夏季在斜板和滤池排水槽及池壁生长藻细胞成层的黏物质，形成一层润滑层，影响感官效果和水质，主要原因也是光。）由于光照强度的不同使沉淀池，滤池出口余ClO2变化较大，必将影响清水池出口余ClO2的稳定性。2、二次投加后的水，在清水池不宜储存时间过长。二氧化氯静态衰减结果表明，二氧化氯浓度降低的大部分（50%-60%）发生在与水接触的10min内，在与水接触10min后的1天内，二氧化氯浓度降低了20%-40%。实际在清水池的衰减速度更快。3、沉淀池和滤池的负荷不易过低，防止二氧化氯自身挥发和分解。六、ClO2的无机副产物的产生主要途径：(1)、在用ClO2净化饮用水时，大约有50%70%参与反应的ClO2转化为ClO2和ClO3并残留在水中。(2)、在光和热的作用下也会产生ClO2和ClO3 。 (3)、ClO2的强氧化性在与水中的某些还原物质反应而形成ClO2。(4)、ClO2在碱性介质中也会发生酸化反应，生成ClO2和ClO3。(5)、化学法产生二氧化氯的过程中，由反应条件的限制可造成不完全反应和非定量投加，将会导制产物中ClO2和ClO3 的增加。七、如何最大限度减少无机副产物量：（1）、若用氯酸盐法，可设法提高反应原料的转换效率，探求反应的最佳浓度、酸度、温度、压力。（2）、要做好水源保护工作，提高二氧化氯应用工序之前处理工艺的效率，最大程度地降低水体与二氧化氯投加量以及有机和无机副产物的生成量。（3）、在二氧化氯应用工艺阶段注意适量投加二氧化氯在满足氧化和消毒要求的情况下，尽量减少二氧化氯的残余量，并且不要使二氧化氯暴露在阳光下而分解，同时注意水体的pH值等条件，充分发挥二氧化氯的氧化能力。八、亚氯酸盐的去除技术：在净水工艺中去除亚氯酸盐的应用技术，基本上都是氧化还原法，还原法包括硫化物，亚铁和活性炭吸附等还原产物为Cl。氧化法有臭氧氧化等氧化产物为氯酸性。九、二氧化氯净化饮用水的优势与不足：主要优点：二氧化氯对病毒的灭活能力比氯气强，特别是对隐孢子虫，贾第虫的灭活效果好。几乎不产生卤代消毒副产物。二氧化氯能氧化去除铁、锰、硫化物等，可以提高混凝效果。可以有效去除由藻类或腐败生物引起的嗅、味、色，有效去除致臭的氯酚类化合物，除臭效果比氯气好。适用的水质范围广，适用pH值范围大。主要不足：净化过程中产生亚氯酸盐和氯酸盐等副产物。发生器优化运行控制有一定的难度，运行不佳时容易导致亚氯酸盐，氯酸盐等进入水体，并由此引起更多副产物问题。制造成本比氯气高。二氧化氯氧化能力强，易分解，必须现场发生，使用不够方便。十、二氧化氯净化副产物的危害： 二氧化氯副产物主要是ClO2- ClO3-，而其中ClO2-的作用最强，但较氯气所产生的副产物小的多。高剂量的二氧化氯可能会在人体内产生过量氧化氢，将液体中的单质碘氧化成活性形成，活性碘会与胃肠中的有机营养物结合成碘化有机物，从而干扰碘的吸收代谢并抑制其生理活性，抑制甲状腺素的分泌而导致血清中甲状腺素的降低，引起胎儿脑质增生。当饮食中脂肪和钙的含量较高时，二氧化氯还可使血液中的胆固醇浓度升高和增大血小板个体，增加心血管病。患病率，损害肝、肾和中枢神经系统。消毒副产物亚氯酸有较大的毒理学影响。亚氯酸盐能使红细胞氧化变性成为无色的正铁血红蛋白，引起溶血性贫血，导致生物个体成加速度减慢和幼胎夭折！还能影响肝功能和免疫反应，毒害性腺使含硫基因受抑制，肝产生坏死病变，肾和心肌营养不良。亚氯酸盐被国际癌症研究所确定为致癌物类。氯酸盐属于中等毒性的化合物，会引起肾功能衰竭。（因为氯酸盐被用作除草剂，所以有大量的关于氯酸盐毒性的报道。其症状包括高铁血红蛋白症，无尿，腹部疼痛，肾衰竭。成年人口服剂量为20g氯酸钠，相当于230mg氯酸根/kg体重。） 二氧化氯，氯酸和亚氯酸的综合作用能引起质突变，使精子畸形，血液和尿液化学成分异常。因此有些人认为二氧化氯消毒的危险潜在不亚于加氯。不过上述研究结果都是在较高浓度和较高的摄入剂量下获得的。当浓度低于2 mg/L时，并没有观察到对实验个体有显著的生理影响。另外据研究在低于5 mg/L的浓度时，二氧化氯、氯酸和亚氯酸在生物体的蓄积作用，亚慢性中毒和致突变作用都不明显。所以在采用二氧化氯消毒时，如果严格控制管网中的ClO2、ClO3-、ClO2-的含量，则应当是能保证饮用水安全的。目前根据实验数据，认为安全浓度的界限为10100 mg/L由于二氧化氯在水溶液中消耗较快，世界卫生组织认为设置亚氯酸盐指标限值已能保证毒性安全要求，可不用进一步设置其他毒理准则（新国标0.7 mg/L） 据研究，所生成的亚氯酸盐和氯酸盐的数量还与总有机碳含量有关，当二氧化氯与总机碳的比例低于0.4时水处理效果最佳。所以有人建议在投二氧化氯后采用活性碳或其他还原剂（如亚铁盐）进行后续处理。（一些发达国家严格控制二氧化氯的投加量，USEPA规定饮用水中的二氧化氯、亚氯酸盐、氯酸盐的总量不得超过1mg/L，并推荐二氧化氯的纯度最少大于95%，德国规定饮用水中的亚氯酸盐和氯酸盐相加的总量不能超过2mg/L。）十一、滤后水二氧化氯的衰减规律及亚氯酸盐的生成规律：二氧化氯反应时间延长而减少，反应前期衰减较快，后期衰减平缓，二氧化氯投加量越大，快速衰减所需要时间就越短。投加量3.23mg/L时，二氧化氯基本在1小时内完成快速衰减，之后衰减趋向平缓，而投加量2.04 mg /L的二氧化氯在6小时内都维持着较快的衰减速度。亚氯酸根随反应时间延长而增多，二氧化氯投加量越大，时间内生成亚氯酸根越多，经过24小时后，二氧化氯投加量0.51mg/L 2.04 mg/L 3.24 mg/L时，亚氯酸根的转换率分别为58.3% 72.4%和65.1%。十二、水中二氧化氯及副产物的控制：（1）、二氧化氯在投加量的限制，是为了避免水中二氧化氯及其衍生物对人体健康构成威胁，因此一些国家和组织对二氧化氯投加量和出厂二氧化氯余量及其氯酸盐做出了严格规定。在感官角度上对二氧化氯浓度的要求，通常从感官性能要求，二氧化氯浓度要小于0.4mg/L（味阈）指标值为0.7 mg/L按一般实践中人体的感觉反应，水中二氧化氯的最大浓度在0.42发生器出口的二氧化氯溶液,浓度检测一下,流量记录一下,可以计算出实际产生的CLO2量 Akg/Hr标定一下原料的消耗量,根据放映方程式计算出100%转换率下产生B kg/hr摘要 为了找到一种准确测定二氧化氯及其无机副产物离子的方法，进行了二氧化氯标准溶液的制备，通过亚氯酸钠法制备二氧化氯并对其进行纯化，然后研究探讨了甲酚红分光光度法和五步碘量法在测定单一C102和C102及无机其副产物离子时的使用条件、干扰因素、检出限和精密度等。 为了得出不同温度、pH值、初始浓度下二氧化氯及其无机副产物离子的变化规律及二氧化氯的降解动力学方程，研究了不同温度(15, 25, 35, 45)、不同pH值(4.5, 5.5, 6.5, 7.5)条件下不同起始浓度C102溶液中C102, CIO2-, C103-的变化规律，并在室温下进行了模拟水厂运行的动态实验。随着时间的增长，C102溶液中CIO2是呈下降趋势的，在前期下降比较快，后期逐渐变化缓慢;C102-的变化趋势没有呈现明显规律性;C12的变化最初没有呈现规律性，但到后期明显呈增长趋势;C103-则是开始没有测出或者无明显规律，但在后期出现以后一直呈上升趋势。随着温度的升高，CIO2的降解速度变快，C12出现明显增长趋势的点提前，温度越大，C103-越早出现。PH值越大，降解反应的曲线斜率越大，降解反应的速度越快。投药量在0. 51. Omg/I.时，lOh的停留时间比较合理，这样饮用水既能达到国家标准规定的限值，消毒效果好，且副产物离子的量也会相对的少很多。通过动力学分析，得到二氧化氯的降解反应级数为3/2级，二氧化氯降解反应的动力学方程通式为v = kc3/ (mo1L-1/h-1)。反应速度常数随着温度的升高而增大，在相同的温度梯度下，温度越大，反应速度常数k升幅越大。同一温度下，初始反应速度随初始浓度的增加而增大，初始浓度越大，初始反应速度越大。随着温度增加，初始反应速度呈上升趋势。本实验中二氧化氯纯溶液的降解反应活化能在53.477.9kJ/mol ,在常温条件下可以发生自身的降解反应。6总结 通过本课题的研究，对饮用水中C10的分析方法甲酚红分光光度法和五步碘量法进行了验证与探讨，研究了温度分别为15, 25, 35, 45条件下不同初始浓度的C102溶液浓度随时间的变化，考察了pH值分别为4.5, 5.5, 6.5, 7.5时不同浓度的C10溶液浓度随时间的变化，在室温下进行了模拟水厂运行的动态实验。对Cl0的降解规律及降解动力学进行了深入的研究。通过研究，得出了以下结论: (1)通过实验、对比、分析得出，甲酚红分光光度法的重复性、稳定性好，操作相对简便，C10检出限为0.02 mg/L，适用于饮用水中仅含有二氧化氯或C102 C10-C12等的含量较低且能掩蔽时的测定，但水中一些矿物离子对显色会有一定干扰五步碘量法可区别测定水溶液中C102, C10 C103 C12等的含量。原方法可用于常规浓度的二氧化氯溶液的测定，当浓度高于3000mg/L误差较大;改进后方法检出限C102为O.O5mg/L, C102一为0.04mg/L C103为0.23mg/L，精确度良好，可满足于饮用水中CIO2的测定。 (2)随着时间的增长，水中C1O2是呈下降趋势的，在前1014h下降速度快，1014h以后下降逐步变缓;C102的变化没有规律性;C1最初浓度较低且变化没有规律，随着时间的增长呈增长趋势。C103开始没有出现，从1545, C103一的出现点从28h到6h变化;随着温度的升高，C102的降解速度变快，C1出现明显增长趋势的点提前，温度越大，C103一越早出现。初始浓度越大，C10:在初期的降幅越大，C12, C103的增幅越大;pH值越大，C102的降解反应的速度越快。动态模拟实验表明饮用水中C10浓度从本呈线性下降变化。C102浓度越低，同等时间内的降幅越大。 (3)通过动力学实验与计算，得知二氧化氯的降解反应级数为3/2级，二氧化氯降解反应的动力学方程通式为v = kc3/2molL-1/h-1)。反应速度常数随着温度的升高而增大，在相同的温度梯度下，温度越大，反应速度常数k升幅越大。同一温度下，初始反应速度随初始浓度的增加而增大，随着温度增加，初始反应速度呈上升趋势。本实验中二氧化氯纯溶液的降解反应活化能在53.477.9kJ/mol，在常温条件下可以发生自身的降解反应。 (4)本课题的现实意义及应用前景: 确定了饮用水中C102及其无机副产物的变化规律，可以更好的控制二氧化氯的投加量以及控制其反应时间，在确保消毒效果的前提下，使无机副产物的量处在尽可能小的水平上，减少对人们健康的危害。另外，我们可以更好的预测在某个时间饮用水中C10及其无机副产物的含量，从而判断水质是否达标。应用二氧化氯及其无机消毒副产物离子的变化规律及动力学方程能对饮用水二氧化氯消毒的工艺设计、二氧化氯发生技术与装置的改进提供理论指导和参考数据。无论对二氧化氯消毒技术的发展还是保障饮水安全均具有重要的现实意义。光照条件对CIO2 稳定性影响 由于ClO2的分子结构很不稳定，在光照条件下极易分解，主要生成亚氯酸根(CLO2-)和氯酸根(CIO3-)。当有阳光直接照射时，这种反应将会十分强烈，甚至可使Clo2全部歧化生成ClO2和ClO3-、CI一等。 在阳光直接照射45 h后，棕色瓶中ClO2的浓度仅降低542，与此同时白色透明瓶中ClO2已损耗921。可见光照条件是ClO2稳定性的关键因素。保存ClO2溶液时最忌光照，最好用不易氯化腐蚀且又不透光的容器存放，用棕色玻璃瓶贮存也是可行的。实验同时也证实PVC塑料不能用于ClO2贮存，但玻璃钢等耐腐蚀材料制作的容器可用于短期储存。ClO2稳定性与温度有直接关系，存放温度越低稳定性越好。在高温条件下ClO2会产生一定程度的歧化现象，生成大量C1O2-和C1O3-，从而会使部分ClO2损耗掉。分析图中浓度回归曲线可知，10 是影响ClO2稳定性的临界温度，因此在贮存ClO2溶液时尽可能把温度控制在10 以内。结论通过上述一系列实验的结果可知，ClO2是一种极不稳定、易于分解的气体，当以溶解在水中存放时，水中应尽量不含其它可氧化杂质，才有可能使ClO2溶液保持较高纯度。用投放稳定剂的方法来贮存ClO2有很大局限性，经济上也不合理。简单、可行的方法是把纯ClO2溶液贮存在棕色玻璃或玻璃钢等耐腐蚀材料制作的容器中。ClO2溶液pH值应调至6左右，放在温度低于10 的干燥处，严格避光保存，数月后ClO2仍可傣持较高的稳定性。 引用 删除 mengyan1972 / 2010-02-09 11:15:44 由于饮用水水源的污染，水中致病微生物及有机污染物大大增多，同时饮用水标准的不断完善，传统的氯消毒已不能满足要求。二氧化氯用于消毒已有多年历史，其具有高效、广谱的灭菌效果，而且不与有机物发生氯代反应，能与水中酚类反应以去除嗅、味，使得二氧化氯在自来水消毒上有着广泛的应用。但是，二氧化氯在管网中不易保持持续灭菌能力，不能抑制给水管网中微生物重新生长。 顺序消毒技术是指在消毒工艺的操作过程中，改变传统的单一消毒模式，通过两种或者两种以上的消毒剂联用，以达到提高消毒效率、减少消毒副产物等目的的技术。 本研究利用二氧化氯和氯在消毒过程表现出的不同的特性，联用两种消毒剂，以期达到既提高消毒灭菌效率，又能延长水中余氯的持续时间的目标。同时，通过对大肠杆菌的灭活反应，考查二者的协同作用。 本研究采用DPD法滴定水体中二氧化氯和氯的剩余量，采用10倍稀释法及膜滤法检测水体大肠杆菌数，并从水中余氯和对大肠杆菌的对数灭活率两个方面分析消毒过程的效率。研究了二氧化氯氯混合消毒的协同作用，二氧化氯氯不同配比对消毒效果的影响以及二氧化氯、氯不同投加顺序对消毒效果的影响。 研究结果如下： (1)在总投量为3、4、5mg/L的时候，所得到的余氯动力学曲线趋势大体一致。单独二氧化氯消毒的衰减速度最快，基本上在100分钟的时候就消耗完毕了；而混合消毒剂中，能够检测出剩余消毒剂的时间比单独二氧化氯消毒过程延长50分钟以上，其衰减速度相对更加缓慢；而单独二氧化氯消毒的余氯检测时间则非常长，证明其衰减速度比起前二者缓慢。 (2)在总投量为4mg/L的情形下，ClO2与Cl2的配比在5：3的时候可以得到最好的消毒效果，既能在同等条件下达到最快的灭活率，同时也能够保证最大的水中余氯；ClO2与Cl2的配比在1：1次之。ClO2与Cl2的配比在1：3由于其灭活效率较低，ClO2与Cl2的配比在3：1虽然在灭活效率上来说与1：1的配比相当，但由于余氯的持续时间较短，所以以上2种配比均不能得到较好的消毒效果。 (3)采用Berenbaum公式计算可得，混合消毒存在明显的协同作用，并且呈现出消毒时间越长(或者灭活率越大)，协同作用越强的趋势。 (4)从两种消毒剂不同的投加顺序分析可得：顺序消毒中，一级消毒为二氧化氯能够维持较长时间的余氯，而一级消毒为氯衰减速度最快，二者混合消毒居中；一级消毒为二氧化氯既可以获得较高的灭活效率，也有利于维持管网余氯，在实际应用中应优先考虑这种消毒方式。 (5)从12min后开始，消毒过程中log(N/No)CrT呈现比较好的线性相关(R20.9455)；并且一级消毒为二氧化氯消毒能获得最好的灭活效果，一级消毒为氯消毒次之，混合消毒的消毒效果最低。采用Berenbaum公式进行分析发现，顺序消毒存在协同作用，以先一级消毒为二氧化氯消毒、二级消毒为氯消毒这种方式最为明显。 引用 删除 mengyan1972 / 2009-12-11 07:04:02 二氧化氯30元1kg(高纯1kg二氧化氯需1.67kg亚氯酸钠1.59kg盐酸) 引用 删除 mengyan1972 / 2009-12-05 09:44:48 4、二氧化氯除藻作用时间对二氧化氯杀灭藻类效果是有影响的，随着作用时间的延长，藻类去除率有所提高，但是不同的时间段增幅是不同的，当反应时间从5min延长到10min时，去除率提高幅度较大;反应时间介于10-20min时.藻类的去除率随着反应时间的延长有所提高，但提高幅度很小;当反应时间超过20min之后，曲线呈平台趋势，去除率几乎稳定不变。原因是当反应时间为10min时，藻类的去除率就已很高，藻类在这lOm in的时间内己经被大部分去除了，所以即使继续延长反应时间，却对去除率的提高幅度不大，表明CIO2的作用速率很快，只要是混合均匀，其作用时相当迅速的，建议C102的作用时间选择为510min。5、二氧化氯除藻时pH值对C102氧化除藻效能有影响。在C102浓度为4mg/L,反应时间为lOm in条件下，pH值由5提高到9时，除藻率由92%下降到71%。由此可以得出，在不同酸碱度介质下C1仇的除藻能力依次为:在酸性条件下中性条件下碱性条件下，但即使在pH=9的碱性条件下，藻类的去除率仍能达到71% ,CIO2仍有较好的除藻效果，所以可以认为CIO2除藻有一个最佳的pH值范围为4-9。导致C102除藻效果随pH值升高而降低的原因是C102氧化能力在酸性条件下强于碱性条件下。下面是C102的电极反应和电极电位:C102 H2O HC10 HCIO 4H + CIOC102 4H+ 5e 二CI +2 H2O(V)1.511一0.0473pH+0.0118logCc102/Cc1-由此可见，在酸性条件下，电极电位会越来越高，氧化能力越来越强;而在碱性条件下，CIO2发生歧化反应，生成亚氯酸，使杀菌能力下降。也就是说，C102的氧化能力与溶液的酸碱性有关，溶液酸性越强，C102的氧化能力越强。酸性条件下C102的除藻效能得到显著提高的另一个原因也与藻类本身的结构有关，对于藻类来说，细胞壁在酸性条件下会变得更加脆弱，有利于氧化剂穿透细胞壁进入细胞内部杀死藻细胞;而在碱性条件下细胞壁则会变更加坚实，不利于氧化剂的氧化除藻。 引用 删除 mengyan1972 / 2009-11-08 08:31:40 二氧化氯在消毒过程中会产生两种无机副产物，即亚氯酸盐(C102)和氯酸盐(C103):C102 + e 二C102一2e 二C103C102的形成和C102的消耗几乎是平行的，在水处理条件下，大约70%参与反应的CIO2立即以C102一和氯化物的形式残留，只有在高pH或有游离次氯酸的存在时才会有C103的生成)。正是由于C102的消毒过程伴随着C102和C103的生成，因而在评价C102作为饮水消毒剂的安全性时必须同时考虑C102和ClO3的毒性作用。亚氯酸盐是二氧化氯消毒的副产物，亚氯酸盐属于将血红蛋白转化成高铁血红蛋白的化合物，WHO和我国新的标准规定饮用水中的含量不得超过200 u g/L,氯酸盐也是二氧化氯消毒的副产物，为中等毒性的化合物，属于三级危险品，会破坏人体中的甲状腺的功能。这些副产物形成和二氧化氯的消耗几乎是平行的，在水处理条件下，大约70%参与反应的C102立即以亚氯酸根和氯化物的形式残留于水体中，亚氯酸盐在氯气的存在下，又有部分转化成氯酸盐。为了降低并控制副产物，必须调整二氧化氯的投加量，改变二氧化氯的作用目的，改变工艺。CIO2是 CIO2消毒过程中产生的副产物，目前己有有效去除CIO2-.等副产物的方法。例如，应用Fe2在pH为5-7时，5-15s内去除全部CIO2-，转变成为CI-适宜投量为3.0-3.Im g/L Fe2/mgCIO2，反应产物Fe(O H)3不影响絮凝。还有人利用粒状活性炭处理技术，将C102还原为CI，并通过可逆吸附去除CIO3:而且当C102的投量高达2 - 5mg/L时，其出水氯氧类化合物含量也能达到低于1.Om g/L。但实际上C102用于饮用水消毒时用量很少，仅为0.5- 1.5m g/L。因此，副产物C102一和C103 生的量更少，且是能够去除的。 引用 删除 mengyan1972 / 2009-05-19 17:42:39 pH值对二氧化氯预氧化除藻效果的影响强氧化剂的氧化性能一般受pH值的影响。本试验旨在研究pH值的改变对ClO2预氧化强化混凝除藻效果的影响。pH值对CIO2预氧化强化混凝除藻的效果是有影响的，随着pH值的增加，除藻率在不断下降，pH值由5提高到9时，除藻率由89%下降到80%，变化幅度不大。由此可以得出，在不同酸碱度介质条件下CIO2的除藻能力依次为:酸性条件中性条件碱性条件。从图4一5中还可以看出，即使在pH为9的碱性条件下，CIO2仍有较好的除藻效果，除藻率为80%。因此，可以认为，CIO2预氧化强化混凝的除藻效果受pH值的影响不大。导致 ClO2预氧化强化混凝的除藻率随pH值的升高而降低的原因是CIO2在酸性条件下的氧化能力较强。下面是CIO的电极反应和电极电位:C10 2 +HOHCI+ HCIO HCIOH+C10-CIO+ 4 H + +e = C I一 + HOF( V) 二1.511一 0.0473PH + 0.0118IogCIO 2/Cl一由此可见，在酸性条件下，随着pH值的降低，CIO的电极电位升高，氧化能力增强，因此除藻率也升高;而在碱性条件下，ClO2发生歧化反应，生成亚氯酸，氧化能力下降，除藻率也随之降低。也就是说，ClO2的氧化能力与溶液的酸碱性有关，溶液酸性越强，C102的氧化能力越强，其除藻能力也越强。酸性条件下，CIO2的除藻效果显著提高的另一个原因是与藻类本身的结构有关。对一于藻类来说，在酸性条件下，细胞壁会变得更加脆弱，有一利于氧化剂穿透细胞壁进入细胞内部杀死藻细胞，因而除藻率高;而在碱性条件下，细胞壁会变得更加坚实，不利于氧化剂的穿透，因而除藻率低。 引用 删除 mengyan1972 / 2009-05-03 09:49:27 研究结果显示, 随着二氧化氯投加浓度的增大, 接触时间的增加, 输水距离的增加, 亚氯酸盐生成量增加。在耗氧量和二氧化氯浓度一定时, 随着接触时间的增加, 亚氯酸盐的生成量呈增加趋势, 并且在二氧化氯投加后1 min 内即迅速生成亚氯酸盐, 其生成量为接触时间30 min 时生成量的44%, 自10 min 以后, 亚氯酸盐虽有增加, 但增加速度显著减慢。本研究结果显示, 随耗氧量的增大, 亚氯酸盐生成量有一定的增加趋势, 但当耗氧量增大到一定值时, 随耗氧量增大, 亚氯酸盐生成量无显著变化。其原因可能是二氧化氯投加浓度较低, 不能完全氧化水样中的还原性物质, 还需开展进一步研究。本研究表明, 在确保饮水的微生物学安全的前提下, 尽量降低二氧化氯投加浓度, 减少接触时间是十分必要的。 引用 删除 mengyan1972 / 2009-04-04 08:14:37 亚氯酸钠法制备气体二氧化氯的影响因素用亚氯酸钠和盐酸在常温下反应，在实验室成功地制备出了气体二氧化氯，并进一步设计出了生产工艺和生产设备。在大量实验数据的基础上，考察了温度、压力、反应物浓度以及反应时间等因素对其产率和纯度的影响，分析、总结出亚氯酸钠法制备二氧化氯气体的最佳工艺条件。1温度对反应的影响实验研究发现，亚氯酸钠和盐酸在常温度下能够进行反应，温度对反应的影响较大反应温度过高，亚氯酸钠会发生分解反应，爆炸危险性也相应增加。在反应过程中，滴加盐酸的速度会直接影响反应器内的温度，有效地控制滴加盐酸的速度及滴加量，可以把温度控制在19一25之间，这样有利于提高二氧化氯气体的产率和纯度。对于该反应所产生的副产物氯气，可以把反应产生的混合气体，通过实验设备中的亚氯酸钠药柱装置来洗气，可以进一步提高二氧化氯气体的纯度。2反应物浓度对反应的影响亚氯酸钠溶液的浓度和盐酸的浓度对反应的影响很大。在实验初期，通过把浓盐酸直接滴加在亚氯酸钠固体上，反应相当剧烈，极易发生爆炸。在试验的基础上，改用亚氯酸钠溶液和盐酸反应制备二氧化氯气体。由于亚氯酸钠易溶于水，其溶解度如表6所示。实验研究结果表明，盐酸的浓度对反应的影响比较大，浓度增大，反应速度加快，副产物增加且反应不易控制，易发生爆炸事故，最佳的盐酸反应浓度为20%;亚氯酸钠溶液的浓度对反应的影响也比较大，反应最佳浓度为26%。盐酸与亚氯酸钠的最佳配比(摩尔比为:1.2:1)。3压力对反应的影响由于反应物都为溶液，反应压力对反应的初始速率影响不大，但是，在反应过程中，随着不断有二氧化氯气体及副产物氯气的产生，压力对反应的影响加大。实验研究表明，采用一定的负压，有利于二氧化氯气体的回收，并能降低爆炸危险性。所以，一定的负压对于二氧化氯气体的回收及安全生产具有很现实的意义。4检测方法对反应的影响二氧化氯以及各干扰项的分析检测方法有很多种，在具体的分析应用中，可以根据实际应用中的要求，选择一种或多种方法，进行分析检测。在实验过程中，我们采用碘量法和紫外分光光度计对实验结果进行分析和总结。由于，二氧化氯气体遇热、见光易分解，所以，将需要分析的二氧化氯储备液存放在黑暗的冰箱中，在尽可能低的温度下和柔光中，使用或滴定较稀的二氧化氯溶液，减少二氧化氯的损失，提高分析精度。5反应时间对反映的影响由于二氧化氯具有在酸性溶液分解的性质，已反应生成的二氧化氯酸性反应液中停留时间过长可发生歧化反应，二氧化氯特别高浓度的二氧化氯是极为不稳定，它有可能在反映器里发生了歧化反应:2ClO2十H2OClO2一十ClO3十2H十歧化反应的产物C102-会和过量的盐酸迅速反应:5ClO2一十4H Cl4ClO2十5Cl十2H2O3小结二氧化氯气体的生成方法很多，实验研究表明，本文所采用的化学法中的亚氯酸钠法生成二氧化氯气体的生产工艺是简单、易于控制，适于工业化生产条件是研发气体二氧化氯气体发生器理想的工艺。在大量实验的基础上，分析、总结出亚氯酸钠法制备二氧化氯气体的最佳反应温度在1927之间;盐酸反应浓度为20%;亚氯酸钠溶液的反应浓度为26%;盐酸与亚氯酸钠的最佳配比(摩尔比)为:1.2:1。 引用 删除 mengyan1972 / 2008-12-16 08:52:59 二氧化氯消毒引起的色度升高 色度升高现象是二氧化氯消毒中常出现的问题。理论上导致色度升高有多种可能性，但最为常见的原因是锰的影响。二氧化氯能迅速将水中的二价锰氧化成四价锰，形成不溶性的二氧化锰黄褐色胶体而使水的色度升高。锰对二氧化氯消毒的干扰并不是通常意义上所说的锰含量偏高引起的，实际上即使投加二氧化氯前锰的含量己经很低，甚至低于一般标准方法的最低检测浓度时就己经使水的色度上升到令