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一、二氧化氯的性質(zhì)
二氧化氯是由漢費(fèi)萊-戴偉先生于1811年發(fā)現(xiàn)的。1843年時(shí)米隆用鹽酸將氯酸鉀酸化獲得了一種黃綠色氣體，并將這一氣體吸收在堿性溶液里獲得了亞氯酸鹽（以及氯酸鹽），而米隆沒(méi)有將這種氣體作為二氧化氯識(shí)別。1811年Garzaralli-Thumlackh鑒別出這種氣體是二氧化氯和氯氣的混合物。
二氧化氯為黃紅色氣體，帶有一種辛辣氣味，在空氣中的體積濃度超過(guò)10%時(shí)便有爆炸性，但在水溶液中則無(wú)危險(xiǎn)性。比重為3.09克/升（11℃），熔點(diǎn)-59.5℃，沸點(diǎn)9.9℃（壓力為731mmHg時(shí)的沸點(diǎn)）。在20℃和30mmHg壓力下，二氧化氯在水中的溶解度為2.9克/升。在水中能被光分解，與氨不起反應(yīng)。對(duì)人體有刺激，當(dāng)大氣中二氧化氯含量為14mg/L時(shí)，就可使人覺(jué)察；45mg/L時(shí)，明顯地刺激呼吸道。二氧化氯的揮發(fā)性較大，稍一曝氣即從溶液中溢出。溫度升高、曝光或與有機(jī)質(zhì)相接觸，會(huì)發(fā)生爆炸。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，二氧化氯須避光保存，一般情況下，現(xiàn)場(chǎng)制備，現(xiàn)場(chǎng)使用。
二、二氧化氯的作用
1、二氧化氯殺滅病菌和病毒的作用
二氧化氯是一種光譜型的消毒劑，它對(duì)水中的病原微生物，包括病毒、細(xì)菌芽孢、配水管網(wǎng)中的異樣菌、硫酸鹽還原菌及真菌等均有很高的殺滅作用。
二氧化氯能在PH值很寬的范圍內(nèi)殺滅大腸桿菌，其殺滅效果與溫度T有關(guān)，是溫度（1/T）的函數(shù)，這一優(yōu)點(diǎn)彌補(bǔ)了因溫度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺點(diǎn)。二氧化氯在水中的擴(kuò)散速度較氯快，所以在低濃度時(shí)較氯更為有效。二氧化氯對(duì)孢子的殺滅作用比氯強(qiáng)，對(duì)水中的放線菌、野生菌種、孢子體等均有較好的殺滅作用。
2、二氧化氯的氧化作用
● 二氧化氯對(duì)錳的氧化
● 二氧化氯對(duì)鐵的氧化
● 二氧化氯對(duì)硫化物的氧化
● 二氧化氯對(duì)氰化物的氧化
● 二氧化氯對(duì)苯酚的氧化
● 二氧化氯對(duì)有機(jī)物的氧化
3、二氧化氯的脫色作用
二氧化氯具有較強(qiáng)的氧化作用，所以，有較好的脫色作用。例如江南太湖系某河流，在初春其原水色度為17度，而傳統(tǒng)的水處理工藝，即反應(yīng)、沉淀、過(guò)濾、液氯消毒只能脫色4度，即達(dá)到14度，而當(dāng)投加二氧化氯時(shí)，則色度有顯著降低，如當(dāng)預(yù)投加二氧化氯0.5mg/L時(shí)，色度可降低至11度；當(dāng)預(yù)投加二氧化氯1.0mg/L，色度可降低10度；當(dāng)預(yù)投加二氧化氯1.5mg/L（或大于1.5mg/L）時(shí)，色度可降低至9度，也即傳統(tǒng)的水處理工藝，其脫色效率只能達(dá)到23.5%，而二氧化氯對(duì)低色度的原水，其脫色效率可以達(dá)到47.0%.
4、二氧化氯的漂白作用
在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家造紙工業(yè)中早已普遍使用二氧化氯作為漂白劑。與用漂白粉、氯氣相比，不僅提高了白度，防止了纖維強(qiáng)度降低，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，更重要的是排除了因使用漂白粉、氯氣而產(chǎn)生游離氯，致使生成大量致癌物的危害。漂白過(guò)程中還能殺滅微生物，有效地驅(qū)散紙漿中的粘液和無(wú)機(jī)沉淀物，從而消除紙漿中固體塊狀的形成，提高了紙張的質(zhì)量。
5、二氧化氯的滅藻作用
二氧化氯對(duì)藻類的控制主要是因?yàn)樗鼘?duì)苯環(huán)非常類似，二氧化氯也同樣能作用于吡咯環(huán)。這樣，二氧化氯氧化葉綠素，植物新陳代謝終止，使得蛋白質(zhì)的合成中斷。這個(gè)反應(yīng)結(jié)果對(duì)植物的損害在于原生質(zhì)脫水而帶來(lái)高滲的收縮（質(zhì)壁分離），這是個(gè)不可逆的過(guò)程，導(dǎo)致藻類死亡。
6、二氧化氯的除臭作用
臭味往往是硫化物（如硫化銨、硫化氫、二甲基硫化物等）所致，此外氨、乙胺、二甲胺等都能產(chǎn)生臭味。二氧化氯氣體與有臭味的含硫污染物接觸之后，因迅速發(fā)生氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)，從而除去臭氣。因此，穩(wěn)定性二氧化氯原液的稀釋品可用于冰箱、室內(nèi)空氣的除臭、滅菌等。對(duì)口臭、煙臭有潔爽口腔的作用。此外，國(guó)外也有制成用于辦公室、汽車(chē)車(chē)廂等場(chǎng)所的空氣清潔、消毒、除臭的產(chǎn)品。
7、二氧化氯的保鮮作用
據(jù)馬來(lái)西亞報(bào)道，經(jīng)二氧化氯處理的雞肉在5℃以下，可有效地延長(zhǎng)貯藏期。40～60mg/L濃度的二氧化氯水溶液，五分鐘浸漬時(shí)間能有效地控制家禽軀體微生物污染。對(duì)蝦在捕獲后，由于體內(nèi)酪氨酸酶的作用，在48小時(shí)后，蝦頭、腹和尾肢等部位即黑，而引起蝦整體變黑、變質(zhì)。但是使用40mg/L二氧化氯水溶液對(duì)捕獲的對(duì)蝦浸泡10～20分鐘，再用20mg/L二氧化氯水溶液的冰塊保鮮，就能取得滿意的保鮮效果，對(duì)蝦不會(huì)變黑，并在7～10天的貯運(yùn)期間仍保持原有的色、香、味。
國(guó)外將二氧化氯水溶液用于牛奶場(chǎng)的消毒。據(jù)美國(guó)亞利桑拿州DaveSheemway牛奶場(chǎng)的使用結(jié)果，對(duì)奶牛的乳房、擠奶器、牛奶管道及貯罐，用1000mg/L的二氧化氯水溶液進(jìn)行消毒，結(jié)果與用1%碘伏的消毒效果一致。牛奶場(chǎng)的其它工具消毒可采用40～80mg/L的二氧化氯溶液。食品加工設(shè)備、管道、貯罐、混合槽等先用水及洗滌劑洗滌，再用水沖洗干凈，用80mg/L活化的穩(wěn)定性二氧化氯溶液浸泡約30分鐘，用凈水沖洗，即達(dá)到消毒目的。如放置過(guò)夜，則可用10～20mg/L活化的穩(wěn)定性二氧化氯溶液達(dá)到消毒目的。
三、二氧化氯的應(yīng)用范圍
●各種供水系統(tǒng)的消毒、除鐵、除錳、除味、脫色
●高樓供水的二次消毒
●醫(yī)院污水消毒
●市政污水消毒、脫色、除臭
●循環(huán)冷卻水殺菌、滅藻、剝離、粘泥
●游泳池水、景觀用水消毒
●中水回用中的消毒、除臭、脫色
●含氰、含酚廢水的無(wú)害化處理
●印染等行業(yè)污水的脫色漂白處理
●石油注井水的殺菌消毒、除垢
四、二氧化氯與其它幾種消毒產(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、氯氨和紫外線等，應(yīng)用較多的是液氯、臭氧和二氧化氯。目前在我國(guó)液氯仍然是水處理過(guò)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)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(guò)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，今年來(lái)各國(guó)都在研究替代氯氣進(jìn)行消毒的新一代消毒劑。
臭氧是一種優(yōu)良的消毒劑，其殺菌效果好，且一般無(wú)有害副產(chǎn)物生成。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，要和其它消毒方法協(xié)同進(jìn)行。紫外線消毒也是近來(lái)發(fā)展的一種新型消毒方法，它是通過(guò)對(duì)水體進(jìn)行紫外線輻射，將水中的有害菌殺死，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。
二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑和殺菌劑，自從美國(guó)尼壓加拉水長(zhǎng)早期將其作為消毒劑以來(lái)，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，表里對(duì)幾種消毒劑的各項(xiàng)指標(biāo)作了一個(gè)綜合比較，通過(guò)對(duì)比可知，二氧化氯發(fā)生器無(wú)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，二氧化氯必將成為廣泛應(yīng)用的新一代消毒產(chǎn)品。
在水處理中使用二氧化氯，主要有如下優(yōu)勢(shì)：
⑴消毒效果好而且具有持續(xù)消毒、殺菌作用。
⑵消毒效果不受氨的影響。
⑶在堿性條件下，殺菌效果不受影響。
⑷對(duì)病毒具有殺滅作用。
⑸對(duì)換熱管表面的生物膜具有剝離效果。
⑹不會(huì)形成致癌物如鹵代烴。
⑺具有脫色、助凝、除氫、除酚、除臭等多種功能。
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