二氧化氯

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好东西 学习了~~~

电磁隔膜计量泵 电磁隔膜计量泵是计量泵的一个种类，计量泵是一种可以计量被输送流体的特殊容积式泵。它一般由控制部分、驱动部分、传动部分及过流部分组成，电磁隔膜计量泵区别与其他计量泵的主要是驱动部分。 电磁隔膜计量泵是由电磁铁为驱动，为输送小流量低压力液体而设计的一种计量泵，它以结构简单、易于控制、能耗小、计量准确、调节方便以及价格便宜而在行业内受到欢迎，它的设计原则为“简单方便”，不过它的缺点就是计量流量小（一般90L/h以下），对管路压力要求比较低，这也从某些方面限制了它在工业上的应用。 世界上第一台电磁隔膜计量泵由美国米顿罗公司于1978年设计制造，其后也有几个国外的品牌相继出世，或国产化或国内组装，质量都还比较可靠。1997年，第一台真正拥有自主知识产权的国产电磁隔膜计量泵开始生产，从此打破了该市场一直以来由国外品牌垄断的局面。 电磁隔膜计量泵在质量上主要表现在以下几个方面： 1、材料的选取：由于计量泵输送的一般都是强腐蚀性液体，所以对于直接和被输送液体接触的耐腐材料有很大的要求。其选材分为结构元件材料和密封元件材料，选材的原则是材料的耐腐性能、加工性能等。 2、泵头结构：泵头为被计量流体的过流部分，它的质量好坏一般表现在结构合理性、密封性、耐腐性。 在中国市场有售的电磁隔膜计量泵品牌（此排列为随机顺序）： Milton Roy（米顿罗）-------------------------------美国 Pulsafeeder（帕斯菲达）----------------------------美国 Blue-White（蓝白）----------------------------------美国 Prominent（普罗名特）-----------------------------德国 Alldos（阿尔道茨）----------------------------------德国 Sera（思诺）-------------------------------------------德国 Newdose（纽道斯）----------------------------------中国 Ailipu（爱力浦）--------------------------------------中国 Rdose（阿尔道斯）-----------------------------------中国 Seko（赛高）----------------------------------------意大利 EMEC（爱米克）-----------------------------------意大利 IWAKI（易威奇）-------------------------------------日本 计量泵的分类 计量泵(metering pump)，可以计量所输送液体的机械，也叫定量泵、比例泵。 通常描述为：计量泵是一种可以满足各种严格的工艺流程需要，流量可以在0-100%范围内无级调节，用来输送液体（特别是腐蚀性液体）一种特殊容积泵。 分类一：根据过流部分 一、柱塞、活塞式 二、机械隔膜式 三、液压隔膜式 分类二：根据驱动方式 一、电机驱动 二、电磁驱动 三、气动 分类三：根据工作方式 一、往复式 二、回转式 三、齿轮式 其他的分类方式： 电控型，气控型，保温型，加热型，高黏度型等文字文字 脉动阻尼器 脉动阻尼器是一个承压容器，内中装有一个弹性隔膜，将容器分为上下两个腔体。下腔通过被输送液体，上腔根据使用压力的大小装有惰性气体，一般为使用压力的60%～80%。同时，脉冲阻尼器上腔装有一个压力表，由于压力表和输送液体被隔膜隔离，因此在使用了脉冲阻尼器后，还可用普通压力表代替隔膜压力表，降低设备成本。隔膜脉冲阻尼器安装在加药装置计量泵出口，从计量泵出来的脉动流体进入阻尼器后，由于气体具有可压缩性，脉冲瞬时吸收，系统可获得稳定的液流和压力,减缓管路振动，降低噪声，提高管路的安全性。 如果用不带隔膜的密闭容器代替隔膜脉冲阻尼器，使用一段时间后，空气会被液体逐渐吸收，无法起到脉冲阻尼器的作用，长此以往，会对系统造成不必要的损害。 主要特点： 1、脉冲阻尼器的外壳材质为UPVC或不锈钢，隔膜材质为丁基橡胶或氟橡胶。 2不锈钢充气阀，补气压力一般为系统工作压力的60%～80%。 3.脉冲阻尼器装有压力表，可以显示系统压力。 4.冲阻尼器可以实现3～6%的阻尼缓冲（可以平滑掉94～97%脉冲）。 5.工作温度限于摄氏0～60℃。 6充气工具作为可选件，包括充气管、压力表、充气调节器，与氮气瓶连接接口。 安装要求 1、隔膜脉冲阻尼器应该尽可能的垂直安装在靠近泵出口的位置，如果泵的出口和脉冲阻尼器之间的管路过长，管路可能会产生振动。 2、如果知道了系统参数，如系统压力、马达转速等，隔膜脉冲阻尼器可以使系统振动小于200 mbar。 3、使用没有隔膜的脉冲阻尼器，由于其中的气体会很快被液体吸收，将会起不到对系统的保护作用。 4、使用脉冲阻尼器有可能增大系统阻力。 计量泵附件 以计量泵为主的系统设备中的配套或者辅助设备。 可以有效提高计量泵的计量精度，改善计量泵的工作环境，从而延长计量泵的使用寿命。 常规配置如下： 安全阀--------泄压阀，保护系统及各部分管路中部件和设备的安全。 背压阀---------持压、稳压、背压作用、防止虹吸现象、提供稳定压力 环境，提高计量泵的计量精度。 脉冲缓冲器---------缓冲脉冲、吸收震动能量、输送液体平稳。 搅拌器-----------搅拌、混合、反应、传热等作用。 注射阀----------单向注射、防回流、一定压力的背压作用、提高计量精度。 单向阀---------液体单向流动。 底阀过滤器-------作为吸入管终端的过滤。 Y型过滤器--------进口管路中的杂污、固体颗粒的过滤。 流量计--------直观、方便读取流量。 液位计--------容器内液体位置高度、读取溶液体积。 视镜--------管路、容器内的液体流动状况。 流量标定管-----------准确标定计量泵的流量。 隔膜压力表------------强腐蚀液体的管路系统压力测量和读取。 背压阀 背压阀的名词来源于，Back Pressure Valve。 它代表的意思是说由于阀的功能而形成一定的压力，压力一般可以调节。最常用的系统有，流体计量投加系统、液压控制系统、化学反应条件、物态临界状态控制等。基本可以分为调节和过流两部分。 膜片式脉冲阻尼器说明书 概述 脉动阻尼器又名脉动缓冲器，是消除管路脉动有常用元件，是计量泵必须配备的附件。脉动阻尼器能够平滑由柱塞泵、隔膜泵等容积泵引起的管路脉动和系统的水锤现象。 (一) 主要功能 1、 减小除去水锤对系统的危害。 2、 减小流速波动的峰值。 3、 保护管路、弯头不受压力波动的冲击。 4、 为计量泵创造良好的工作环境并改善泵的工作性能。 5、 允许系统使用更小的管径，降低成本。 6、 和背压阀等配合使用可以使管路的压力波动接近为零。 7、 降低系统的能耗。 (二) 工作原理 根据玻意耳定律（Boyles Law）P1VI=P2V2,通过改过气体的体积来平滑管路脉动。波峰时，气室体积变小，脉动阻尼器吸收多余流量的液体，波谷时，气室体积变大，释放存储的液体，从而过到平滑脉动的效果。 (三) 产品特点 容积大，耐高压，无需充气，结构简单，需竖直安装，气体易流失，单位空积平滑脉动的效果不如膜片式脉动阻尼器。 (四) 肪动阻尼器的使用 空气式脉动阻尼器最高使用压力为：塑料材质为1.0Mpa，金属材质的为10 Mpa，禁止超压使用，以免壳体破例发生危险。塑料材质的脉动阻尼器最高使用温度75℃。最低使用温度5℃，最佳使用温度10～45℃。金属材质的脉动阻尼器使用条件由金属材料的性质及使用压力决定。 在安装过程中，应避免发生碰撞，以防壳体破裂。安装时应在脉动阻尼器周围预留足够的空间，便于脉动阻尼器日后的维护、调整。脉动阻尼器与固定支架间应垫有减震材料，以吸收肪动阻尼器壳体的震动能量，同时防止产生其震。 (五) 选型指南 脉动阻尼器的选型应根据液压管路的波动量来选定，可根据波意耳定律计算得出，对于容积泵，可根据冲程流量来选定。脉动阻尼器的容积越大平滑脉动效果越好。 如果你不能确定系统允许的脉动量，可以参考下表 系统元件或目的 允许最大脉动量（％） 传感器 ±0.5 测量/计量 ±1.0 转子流量计 ±2.5 密封保护 ±5.0 降低能耗 ±7.5 消除水锤现像 ±10 我们可根据用户要求把脉动阻尼器做成UPVC、PP、lCrL8Ni9Ti、碳钢等材质。 (六) 脉动阻尼器的保存 清洗脉动阻尼器内的被输送物的残留物；凉干后避光防潮保存。 (七) 注意事项 1、 安装在离泵距离近的位置平滑脉动的效果会更好。 2、 避免与系统发生共振。 3、 与背压阀配合使用时，脉动阻尼器应安装在泵与背压阀之间，以吸收泵与背压阀间的流量峰值。减缓背压阀的磨损速度。 4、 脉动阻尼器应在室内使用，避免阳光直射，远离火源、热源。室处使用应加防护棚或防护罩。 5、 若管路液体为危险品，应为脉动阻尼器加防护罩，防止壳体破裂后溢出的物料伤害人体或者污染环境。 6、 脉充阻尼器不是传热元件，使用过程中不得对脉动阻尼器加热或冷却。 7、 对脉动阻尼器进行任何维护以前，应停止运转设备释放压力，关闭脉动阻尼器与系统相联的阀门，确认脉动阻屁器内没有压力。维修时注意防止补输送液体伤害人体。 8、 若有疑问，请与我公司联系。 声明 基于公司先前经验，可获得专业信息用户提供的工艺信息，我公司将向用户推存物料接触部件材质，由用户决定材料的选用。本公司不承担由于磨损或腐蚀所造成的损失及损坏部件或产品的保修。

尽管二氧化氯消毒对各种大肠菌群、病毒、隐孢子虫等有很好的消毒效果，但是二氧化氯消毒也存在一个明显的缺陷。Nava Narkis(1995)研究表明二氧化氯在作用2h后能有效杀灭大部分指示微生物，但在24h作用之后，有微生物重新生长。出现这种情况主要有2个因素：(1)一些有抵抗力的指示微生物进入悬浮颗粒中而能存活下来；(2)氧化作用使大分子有机物变小分子有机物，能更好的被存活下来的微生物作为营养源加以利用。二氧化氯消毒和氯消毒在分子生物学机理方面存在明显的不同。 张晓煜等(2007)以大肠杆菌为对象，研究二氧化氯杀菌机理。并且采用采用分子生物学技术和电镜观察方法进行了实验室观察。结果表明：用含100 mg／L的二氧化氯消毒液作用10 min，对大肠杆菌的杀灭率达到100％。以10 mg／L与100 mg／L二氧化氯作用后，很快即出现大肠杆菌蛋白质漏出现象，其漏出量随作用时间的延长而增加。100 mg／L的二氧化氯作用后，细菌体内ATP、钙离子、钾离子等均有明显漏出，但对核酸损伤不明显。透射电镜的观察发现，10 mg／L二氧化氯作用60 min，大肠杆菌菌体仍保有较完好的外部形态，胞质仅有轻微的凝集现象；100 mg／L二氧化氯作用后，大肠杆菌细胞壁有显著皱褶，少数菌体胞壁出现破裂。从以上结果可以得到：核酸并不是二氧化氯杀菌时的靶位点，胞内物质的渗漏与细菌致死的联系并不十分明显，二氧化氯的杀菌机理可能在于对细胞质的凝集作用上。

南京水厂消毒工艺的改进方向 黄娴娟 (南京自来水公司。江苏南京210015) 摘要：二氧化氯是一种新型、高效和安全的饮用水消毒剂。阐述了它在水厂消毒应用中的工艺选择、最佳制取方法、设备和运行控制等问题。结合南京水厂的特点提出了二氧化氯一氯气联合消毒的给水消毒工艺。 关键词：饮用水；二氧化氯；二氧化氯一氯气联合消毒工艺

ClO2氧化电位为1.73V，具有强力、广谱、高效的特点，可减少氯化消毒副产物，除藻效果较好。裴海燕等在静态条件下以稳定性CIO2为氧化剂处理高藻水，杀藻效果显著。当反应为 10min，每lmg叶绿素a(ehla)投加20.28mg的clo2即可达到91.1%的去除率。二氧化氯与藻类的反应速度极快，能够有效地控制霉味和鱼腥味等，但其成本高，生产条件要求高卿]。目前也有研究认为CIO2，氧化作用往往不彻底，过程中的小分子有机物更容易生成THMs，其中一些氧化物是已确定的致突变物和已知的致癌物。

南京水厂消毒工艺的改进方向 黄娴娟 (南京自来水公司。江苏南京210015) 摘要：二氧化氯是一种新型、高效和安全的饮用水消毒剂。阐述了它在水厂消毒应用中的工艺选择、最佳制取方法、设备和运行控制等问题。结合南京水厂的特点提出了二氧化氯一氯气联合消毒的给水消毒工艺。 关键词：饮用水；二氧化氯；二氧化氯一氯气联合消毒工艺

无疑DPD是测量CIO2及其它氯类物质的最常采用的分光光度试剂。Chisweli等研究了DPD被CIO2、HOCI、CIO2-和CIO3-氧化后的颜色稳定性，即550nm处测定吸光度值随时间的变化。结果表明： 1、 CIO2迅速地被DPD氧化，并产生一个相当稳定的有色产物。 2、 HCIO虽也能将DPD氧化，但产生有色物质不稳定。 3、 NH2CI的氧化行为与HCIO类似。 4、 CIO2-氧化DPD的速率很慢，而CIO3-与DPD不反应。 另外，将干氨酸加入含CIO2和HCIO的试剂溶液后，在550nm处测定吸光度值随时间的变化与NH2CI的效果相似，甘氨酸的存在看来只减慢了HCIO对DPD的氧化作用，并未有效地掩蔽被分析物的干扰。值得注意的是，pH =6.4时氯胺是一较强的氧化剂。虽然氯胺氧化DPD的速率比HCIO慢，但却扩大了DPD的氧化作用。

二氧化氯与次氯酸钠联用降低亚氯酸盐生成量应用研究 汪义强 李云放易利翔文汉华陈鹰朱飞林辉越陈锦培黄晓东 摘要为解决净水厂应用二氧化氯(C102)导致的消毒副产物亚氯酸盐(C102－)超标问题，对C102－生成量与C102投加量、接触反应时间及原水pH相关性进行了测定分析，开展了以次氯酸钠(NaCl0)替代ClO2消毒，同时保留ClO2预氧化的模拟试验与生产性试验。结果表明，ClO2-生成量与C102投加量显著相关，反应时间、原水pH对CIO2-生成量影响较小，采用C102预氧化与NaClO消毒联用，不仅确保了水质消毒效果，而且使水中C102-浓度大幅度降低并稳定达标。 关键词二氧化氯次氯酸钠消毒副产物亚氯酸盐 O前言 C102在pH为3～9范围内具有微生物杀灭性能。同时，C102与氯相比在水处理杀藻、除味、脱色、除铁锰方面具有一定优势，其氧化具有高选择性，几乎不与水中有机物作用生成有害卤代物。据报道，20世纪90年代，美国就已有500 ～900家净水厂使用C102，欧洲C102应用则更为普遍。 C102性质不稳定，一般需现场制备，C102制备方法包括氯酸钠法、亚氯酸钠法、电解法。其中，氯酸钠法根据还原剂不同有R1法～R11法十多种工艺。目前国内C102发生器多采用氯酸钠法中的R5法或R11法。R5法又称全盐酸法，使用盐酸作还原剂，特点是在ClO2产生的同时，有约占C102纯度一半的氯气产生。Rll法是近年来开发的氯酸钠一双氧水法，须用双氧水作还原剂并在络合剂作稳定剂的条件下反应，大大提高了C102产率。 C102氧化被还原后，主要副产物是C102-，其次是ClO3-，Korn在1998年的研究表明，用于消毒的C102 70％～80％转化为ClO2-。研究表明，C102-、ClO3-均能氧化血色素，导致高铁血红蛋白和溶血性贫血，对动物血液、生殖产生生物学负面效应，国际癌症研究所已将其列为致癌物。《生活饮用水卫生标准》(GB 5749--2006)已将C102-列为C1O2消毒的必检项目，限值0．7 mg／L，其中全盐酸法C1O2消毒还须检验CIO3-，限值亦为0．7 mg／L。 由于原水水质、运行管理水平及C102不易调控等因素，ClO2投加量不易控制，易造成C102-、C103-等副产物超标，成为C102在净水厂普遍推广应用的重要制约因素。 NaClO作为另一种高效、广谱、安全的消毒剂，其消毒原理是NaCl0水解生成HCl0，HCl0进一步分解产生薪生态氧[o]使细菌体、病毒蛋白质等物质变性，从而杀死细菌等病原微生物，其消毒效果取决于水中HCIO含量。目前，国内除浦东威立雅自来水有限公司陆家嘴分厂(规模10万rn3／d)及北京奥运期间出于安全考虑等情况外，较大规模水厂改用NaClO常态消毒应用的并不多见。 针对采用氯酸钠一双氧水法制备ClOz进行预氧化与消毒工艺的水厂，为解决消毒副产物ClO2-难以控制和易超标问题，开展以NaClO替代ClO2消毒，同时保留C102预氧化，从而减少C102投加量并降低ClO2-生成量的系列试验，探索在保证水质消毒效果前提下大幅削减C102-生成量并使其稳定达标的“ClO2与NaCl0联用”的实用方法。 1试验内容 1．1 C102-生成量与C102投加量、接触反应时间、原水pH相关性试验C102消毒后的主要副产物为C102-，因此通过分析ClO2-生成量与相关影响因素的关系，可为C102-减量的工艺控制提供思路并间接判断C102的消耗与消毒效果。试验方法如下： 第1步：在原水水样中，分别投加0．25～1．50mg／I，的稳定性C102预氧化15 min，然后对水样进行混凝沉淀烧杯搅拌试验，分别取沉淀30 min、60 min、90 min的沉后水上清液，测定其中剩余C102及ClO2-、C103-含量，用以分析C102-生成量与C102投加量、接触时间的相关性。 第2步：与第1步方法相同，试验前先用稀盐酸或稀氢氧化钠溶液将原水pH分别调至6.0～8．0，开展上述相同混凝沉淀烧杯搅拌试验，测定静沉60min沉后水的相关参数，用以分析ClO2-生成量与原水pH变动的相关性。 试验所用原水主要指标：浊度9．18 NTU，pH7．14，水温19．5 oC，NH3一N 0．34 mg／L，CODMn3．86 mg／L，总碱度54 mg／L，藻类4．61×107个／L。 混凝沉淀烧杯搅拌试验程序：投加碱式聚氯化铝后先以250 r／min快搅30 s，再以50 r／min慢搅10 min，在室温下静置沉淀。 1．2 C102消毒与NaCl0消毒对比模拟试验为开展消毒生产性试验确定合适的C102、NaCl0投加比例，并对比两种消毒剂的实际消毒效果，选取水厂滤后水(经C102预氧化)以及投加细菌放大培养液后的滤后水，投加不同量的稳定性C102或NaCIO，磁力搅拌5 min后静置35 min接触消毒，同时测定剩余C102或总余氯、ClO2-、C103-、pH等指标，并进行水样菌落培养与计数测定。 1．3 NaCl0替代C102消毒生产试验 生产试验于2009年6～8月在F水厂进行，主要考察以NaCl0替代C102消毒，同时保留原水ClO2预氧化的条件下，水质消毒效果及消毒副产物ClO2-削减达标情况及出水水质稳定性。 F水厂设计规模15万m3／d，原水来自外部水源的调蓄水库，属Ⅲ类地表水，CODMn季节性超标，最高达6．43 mg／L。据统计，2008年该厂原水平均浊度14．03 NTU，锰含量最高达0．46 mg／L，藻类全年平均3 720万个细胞／L，具有明显的低浊、高藻、有机微污染且水质不稳定特征。制水采用常规工艺，流程为“原水一水力混合池一机械加速澄清池一翻板滤池一清水池一送水泵房一出厂水”，使用的药剂包括碱式聚氯化铝(碱铝)混凝剂(水力混合投加于配水跌水堰)、C102预氧化剂(投加于原水管)及消毒剂(投加于滤后水，出厂水设有补加点)、石灰水pH调节剂(投加于澄清池进水渠)。 F水厂C她现场发生器采用氯酸钠Rll法，使用NaClO3、H2S04(质量分数70％)及H2Q(质量分数50％)--种原料，C102气体纯度大于95％，经水射器混合后投加。水厂ClO2投加量一般为1．0 mg／L，最高1．3 mg／L，其中预氧化及滤后投加比例各占50％。经统计，2009年该厂出厂水、管网水ClO2-最高分别达1．12 mg／L、0．71 mg／L，超过了国标限值。 2试验设备与材料 2．1设备与仪器 ZR3(4)一6混凝试验搅拌器，HACH2100P便携浊度仪，Uvmini一1240、HACH DR型及4 000 U型紫外可见分光光度计，DKK HM一30 G pH计， HACH便携C102测定仪，HACH便携余氯仪，DIONEX ICS一1000离子色谱仪，Agilent 7890A5P75C气相质谱仪，DHP一9082电热恒温培养箱， SRM—LSH—PLCl0000型二氧化氯发生器(Rll法，生产用)等。 2．2主要试剂 碱铝(A1203含量10％)、SRM稳定性C102及活化剂(20 mg／L)、NaCl0(有效氯10％)、稀盐酸(分析纯)、氢氧化钠(分析纯)、细菌放大培养液。 水质指标测定：浊度、pH、余氯指标采用便携仪测定；二氧化氯测定先用压缩氮气吹脱5 min，稳定后采用便携仪器测定；C102、C102-手工用便携仪测定，实验室用离子色谱仪测定，卤代物用气相质谱仪测定。 3试验结果与分析 3．1 ClO2-生成量与影响因素相关性分析 3．1．1与C102投加量、接触反应时间的相关性 在原水水样中，分别投加0．25 mg／L、0．50 mg／L、1．00 mg／L、1．50 mg／L稳定性CIO2预氧化后进行烧杯搅拌试验，测得各沉淀上清液剩余CIO2及CIO2-，结果见表1、图1。 由表1、图1可见：①相同C102投加量，随着接触反应时间的延长，水中ClO2-增加不显著，亚氯酸盐转化率在76％～88％，说明ClO2接触消毒30 min，绝大部分已被消耗并转化；②随着C102投加量的增加，C102-含量增加明显并与其呈现明显的线性相关性。可见，C102-生成量主要与C102投加量有关，而接触反应时间对ClO2-生成量影响较小。 3．1．2与原水pH相关性 通过在原水中加入稀盐酸或氢氧化钠调节原水pH，再分别加入0．50 mg／L、1．00 mg／L、1．50 mg／L稳定性ClO2，经混凝沉淀烧杯搅拌试验后，测定沉后上清液剩余ClO2及C102-，结果见表2、图2。 由表2、图2可见：①沉后水pH随着C102投加量的增大呈明显下降趋势，究其原因，可能与稳定性C102使用时加入的酸活化剂有关；②原水pH 6～8，C102-转化率随原水pH的增加有微弱增加趋势。 可见，C102-生成量在通常的原水pH 6～8范围内，受原水pH影响较小。 3．2滤后水模拟消毒结果及分析 取经过C102预氧化处理的水厂滤后水，加不同量C102或NaCIO在实验室模拟消毒。此外，为加大消毒效果对比，另在滤后水中加细菌培养液增大细菌数量以便作平行对比，结果见表3、图3。 由表3、图3可见：①C102消毒效果比NaCl0的效果好，滤后水加0．2 mg／L C102消毒后细菌未检出，而加NaCl0消毒需大于0．4 mg／L细菌才能未检出，而滤后水加细菌放大培养液后，同等消毒剂投加量情况下，C102消毒后的水样菌落总数比NaClO消毒的水样少，究其原因是因为C102为强氧化剂，比NaCl0水解生成的次氯酸氧化性强的缘故；②与投加C102消毒相反，投加NaCl0消毒后水的pH升高，且NaCIO投加量越大，pH增加值愈大，究其原因是因为NaCl0为强碱弱酸盐，其水解后加大了水中[OH一]使水呈碱性导致pH升高。 3．3 NaCl0替代消毒生产试验结果及分析 参考表2、表3结果，在F水厂使用NaCl0替代C102对滤后水进行消毒的生产性试验，水厂C102预氧化予以保留，投加量根据需要分别按0．5mg／L、0．8 mg／L、1．0 mg／L调控，滤后水投加NaCl0量根据滤后水质、水量，以出厂水总余氯0．60～O．85 mg／L为控制目标，通过自控系统自动调整投加量，正常生产条件下不刻意调节水的pH。 生产性试验检测的水样包括原水、滤前水、滤后水、出厂水、管网沿程点兴益工业城(管网1)、福凤路(管网2)、宝文路(管网3)水样。检测水质指标主要包括：总余氯或剩余C102，消毒副产物C102-、 C103-及细菌总数、总大肠菌群等，其中C102-、C103-用便携仪每天检测1--2次(结果仅供参考，不作为统计依据)，用离子色谱法每周检测一次，其他指标每天检测。此外，对NaCIO消毒产生的卤代副产物采用气相色谱法抽检。表4、表5及图4和图5为生产性试验主要结果。 由表4、表5及图4、图5可见，在F水厂原水及生产工艺条件下，用0．5--1．0 mg／L C102预氧化， 滤后水改用NaClO替代C102消毒，控制出厂水余氯在0．60-O．85 mg／L，生产性试验期间： (1)出厂水、管网水菌落总数指标绝大部分均未检出，出厂水23天次检出且≤8 CFU／mL，管网末梢水仅11天次检出且≤5CUF/mL，平均值均<1 CFU／mL，分别为0．70 CUF／mL、0．23 CUF／mL。 (2)消毒副产物ClO2-、CIO3-及卤代物含量远低于国家标准限值，其中出厂水C102-、CIO3-平均值分别为0．23 mg／L、0．11 mg／L，管网末梢水ClO2-、C103-平均值分别为0．23 mg／L、0．12 mg／L，而该厂单使用ClO2消毒时出厂水C102-最高、最低、平均值分别为1．12 mg／L、0．32 mg／L、0．69 mg／L。使用ClO2预氧化及NaClO消毒联用工艺后，出厂水C102－平均值下降幅度达66．7％。同时，出厂水及管网水C102－指标、卤代物指标亦完全合格并远低于国家标准限值，有效解决了水质C1O2-超标问题。 (3)待滤水、滤后水C103-均未检出，但出厂水、管网水C103-均有少量检出，同时ClO2-含量有所下降，这是因为ClO2-被氧化成ClO3-的缘故。 (4)投加NaCIO消毒后，出厂水pH比滤后水pH高，且在管网内进一步升高0．1-0．2，此现象与实验室模拟结果一致。 表6为F水厂生产性试验前3个月及试验期间ClO2制备原料及NaCl0消耗情况统计及对应药剂成本计算结果。可见，用C102预氧化与消毒，C102制水成本为0．014元／m3；而C102预氧化与NaCIO消毒联用，两种药剂合计制水成本为0．020元／m3，比单独用C102预氧化及消毒增加0．006元／m3。 4结论 (1) C102-生成量与C102投加量直接相关，当原水pH介于6～8情况下，C102转化率随原水pH升高呈微弱增加趋势 (2)模拟试验及F水厂生产性试验表明，采用NaClO替代ClO2消毒，实现ClO2预氧化与NaCIO消毒联用，通过减少ClO2投加量，可在完全满足出厂水、管网水消毒效果的前提下，大幅削减CIO2消毒副产物ClO2-生成量并使其稳定达标。在F水厂生产性试验条件下，出厂水、管网水菌落总数均<1CFU／mL，出厂水及管网水总大肠菌群均未检出。同时，出厂水CIO2-含量平均值0．23 mg／L，比C102预氧化及消毒时的CIO2-含量降低幅度达66．7％，出厂水、管网水各水样CIO2-、ClO3-、卤代物指标完全合格并稳定达标，有效解决了水质ClO2-超标问题。 (3)F水厂生产性试验表明，采用C102预氧化与NaCl0消毒联用，比单独使用C102预氧化与消毒，出厂水及管网水pH升高0．1～0．2，同时，制水成本增加0．006元／m3，为0．020元／m3。 (4)F水厂生产性试验表明，使用液态NaCl0消毒比C102消毒具有水质稳定、药剂储存及投加使用和操作维护管理简便等优点。

因此，以DPD为分光光度试剂测定CIO2时，有3个主要缺点； 1、 各种化合氯类，如NH2CI和氯代氨基乙酸，都能氧化DPD试剂。 2、 由于来自氧化锰和在高浓度CIO2-存在下颜色背景漂移的干扰等诸多问题，就需要增加更多的试剂和步骤，使DPD方法变得更加繁琐。 3、 当游离性有效氯存在时（HCIO），还须有屏蔽步骤，增加了分析环节，导致挥发性强的CIO2的损失。

大致是这样的 1。检测一下发生器出口的溶液中CLO2浓度 A 2.记录一下流量B 得出每小时实际产生多少纯二氧化氯C公斤 3。度量一下每小时消耗NaCLO2量 D，根据方程得出理论E公斤 有了着几个数据计算C/D

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原帖由 mengyan197206 于 2012-5-26 06:11 发表

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1．2二氧化氯除藻国内外研究现状与进展 早在1944年，美国Niagara Fall s水厂便第一个采用二氧化氯预氧化工艺有效控制水中藻类繁殖及酚污染产生的臭味，很多水厂纷纷借鉴其成功经验。瑞士苏黎世Lenng水厂和Moos水厂以 ...

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二氧化氯ClO2是一优良的水消毒剂和处理剂。它作为消毒剂、氧化剂、杀生物剂、漂白剂、除臭味剂和清洁剂在相关领域中正在得到普遍应用，ClO2正在被用户接收和认可，具有广阔的市场需求和应用前景。 近年来，国内外先后出台一些相关法规和标准，例如，美国环保局USEPA规定饮用水中ClO2的最大剩余消毒水平MRDL为0?8mg/L,亚氯酸盐ClO-2的最大污染水平MCL为1?0mg/L和最大污染水平目标值MCLG为0?8mg/L，并在推荐的水厂操作指令中要求二氧化氯发生器生产ClO2的纯度要>95%;2005年世界卫生组织WHO《饮用水水质准则》中氯酸盐ClO-3暂定准则为0?7mg/L;2006年我国《生活饮用水卫生标准》中将ClO2列为消毒剂等。 为适应二氧化氯技术发展的要求，配合新法规和标准的实施，根据广大读者的需求，广泛征求意见，编纂了本书。在编纂过程中：①保持了《新型水处理剂——二氧化氯技术及其应用》一书的长处和风格，以维护使用的连贯性；②增加了二氧化氯分析技术相关内容；③编入了近年来一些新技术、新方法和新理论，例如，ClO2对水中微囊藻毒素、隐孢子虫、贾第虫和多环芳烃等的去除效果和特性，以及2006年被USEPA推荐为水厂例行检测的方法——丽丝胺绿B/辣根过氧化酶光度法测定水中ClO2和ClO-2等及其相关理论；④编入了二氧化氯消毒液和固定制剂，并规范了二氧化氯应用中的一些表述和概念；⑤全书统一采用mg/L、μg/L、ng/L和mg/m3、μg/m3等单位，分别表示水和空气中污染物的浓度。 本书是笔者在多年来从事科研、研究生培养和教学的基础上写成的。本书全面系统地介绍和阐述了二氧化氯的物理化学性质、化学原理、优良性能、分析方法、发生技术、消毒及除污染效果和工程应用等方面的基本理论和实践经验，书中的许多内容是笔者公开发表的研究成果，同时对国内外发表的研究内容也作了相应的引用，本书未列出的文献在笔者已经出版的《新型水处理剂——二氧化氯技术及其应用》以及《二氧化氯分析技术》中均可查阅，在本书中未一一列出。本书共分6章，第1章为二氧化氯消毒剂和处理剂，第2章为二氧化氯的化学原理，第3章为二氧化氯的优良性能，第4章为二氧化氯分析技术，第5章为二氧化氯发生技术，第6章为二氧化氯的应用。 笔者愿尽微薄之力，将本书奉献给读者，以促进和推动二氧化氯技术与应用的发展，如读者能从中得到启迪，并在相关领域中取得一定成果，将是笔者的最大欣慰。 在本书出版之时，我要感谢历届的硕士和博士研究生们，因为本书中的许多篇章都凝结了他们的心血和劳动；吴明松博士参与并承担了本书资料的收集、打印和整理工作，本书还得到了李绍峰、冉志霖、刘金泉、范志云、曹向禹、毕新慧、季颖和李娜等博士以及付娇、徐勋、黄戒和黄亦凡等许多同志的帮助，在此一并致谢。 由于笔者水平有限，对书中的缺点和疏漏，敬请读者不吝赐教。 黄君礼 2010年4月 第1章二氧化氯消毒剂和处理剂1 1?1水消毒1 1?1?1水消毒剂1 1?1?2液氯消毒2 1?1?3臭氧消毒3 1?1?4紫外线消毒4 1?1?5氯胺消毒5 1?1?6二氧化氯消毒5 1?2二氧化氯的历史6 1?3二氧化氯化学7 1?3?1二氧化氯的一般化学性质7 1?3?2ClO2与无机物反应8 1?3?3ClO2与有机物反应8 1?4二氧化氯的优良性能9 1?4?1液氯氯化形成CHCl3等有机卤代物9 1?4?2二氧化氯消毒几乎不形成CHCl39 1?4?3二氧化氯具有良好的杀菌效果10 1?4?4二氧化氯对水中病毒、隐孢子虫、贾第虫和藻类等的优良灭活效果10 1?4?5二氧化氯及其消毒水的致突变性11 1?4?6ClO2、ClO-2和ClO-3的一般毒性12 1?4?7二氧化氯对水中无机和有机污染物的去除效果13 1?5二氧化氯发生技术14 1?5?1亚氯酸钠法制备二氧化氯14 1?5?2氯酸盐法制备二氧化氯15 1?6二氧化氯消毒液15 1?6?1所谓“稳定性二氧化氯”溶液的实质15 1?6?2二氧化氯消毒液和固体制剂16 1?7二氧化氯分析技术16 1?7?1水和空气中的二氧化氯16 1?7?2水中ClO2等氯氧化物的常量分析方法18 1?7?3流动注射分析及其联用技术测定水中ClO2、Cl2、ClO-2和ClO-319 1?7?4水中低含量ClO2、ClO-2、ClO-3和BrO-3的测定技术19 1?7?5空气中二氧化氯的测定技术20 1?8二氧化氯正在被认可20 第2章二氧化氯的化学原理22 2?1二氧化氯的物理性质22 2?1?1ClO2的物理性质22 2?1?2二氧化氯的分子结构23 2?1?3ClO2的蒸气压、溶解度和密度24 2?2二氧化氯的化学性质26 2?2?1ClO2与无机物的反应27 2?2?2ClO2与有机化合物的反应32 2?3水中ClO2与无机和有机化合物的反应速率常数44 2?3?1反应速率定律44 2?3?2反应速率常数的测量方法45 2?3?3水中ClO2与无机和有机化合物反应涉及的概念47 2?3?4无机物消耗ClO2的反应速率常数分析50 2?3?5有机化合物消耗ClO2的反应速率常数分析52 2?3?6无机和有机化合物与ClO2的反应小结54 2?4ClO2氧化取代酚的定量构效关系QSAR55 2?4?1定量构效关系QSAR55 2?4?2ClO2氧化取代酚的QSAR研究中的方法57 2?4?3ClO2氧化取代酚的QSAR中的预测变量及其相关性59 2?4?4QSAR应用实例65 2?4?5ClO2与酚类化合物反应的QSAR小结65 2?5ClO2氧化取代酚的QSAR中的其他方法66 2?5?1计算方法66 2?5?2主成分及相关分析67 2?5?324种取代酚的QSAR模型的重新检验68 2?5?4ClO2氧化取代酚反应速率常数的聚类分析69 2?6二氧化氯与苯酚的单电子转移反应理论71 2?6?1计算方法71 2?6?2从头算量化剖析结果71 2?7二氧化氯的光化学反应性能73 2?7?1二氧化氯的热反应性74 2?7?2二氧化氯的光反应性74 第3章二氧化氯的优良性能77 3?1二氧化氯对氯仿形成的影响77 3?1?1测量方法77 3?1?2ClO2对CHCl3形成的影响77 3?1?3ClO2杀菌效果79 3?1?4ClO2对模拟化合物形成CHCl3的影响79 3?1?5二氧化氯的独特性质80 3?2二氧化氯和氯混合消毒剂对氯仿形成的影响82 3?2?1模拟水样和CHCl3测量方法82 3?2?2ClO2/Cl2混合消毒剂对CHCl3生成的影响84 3?2?3低浓度ClO2/Cl2混合消毒剂对CHCl3和ClO-2形成的影响86 3?2?4ClO2、Cl2以及ClO2/Cl2混合消毒剂形成CHCl3的反应历程88 3?3二氧化氯对水中无机污染物的去除效果91 3?3?1工艺流程和投ClO2方式91 3?3?2 ClO2对Fe2+的去除效果91 3?3?3ClO2对Mn2+的去除效果92 3?3?4ClO2对硫化物的去除效果93 3?3?5ClO2对氰化物（CN-）的去除效果94 3?3?6ClO2对不同浓度Fe2+，Mn2+，S2-和CN-的去除效果94 3?3?7ClO2与水中无机还原性离子的反应95 3?4二氧化氯对水中酚类化合物的去除效果96 3?4?1处理工艺和方法96 3?4?2ClO2对苯酚的处理效果及其形成氯代酚的影响97 3?4?3不同投ClO2点对苯酚去除效果的影响98 3?4?4ClO2对其他酚类化合物的去除效果98 3?5二氧化氯对甲硫醇的去除效果100 3?5?1研究方法101 3?5?2二氧化氯对甲硫醇的去除效果102 3?5?3二氧化氯在常规水处理工艺中对甲硫醇的去除效果102 3?5?4小结103 3?6二氧化氯对多环芳烃污染物的去除效果103 3?6?1主要仪器和试剂103 3?6?2ClO2对多环芳烃的去除效果104 3?6?3ClO2和Cl2对蒽和萘的去除效果比较106 3?6?4讨论107 3?6?5小结110 3?7二氧化氯对水中苯胺类污染物的去除效果110 3?7?1主要仪器和方法110 3?7?2二氧化氯对水中苯胺、对甲苯胺和对氯苯胺的去除效果110 3?7?3二氧化氯处理苯胺废水可行性111 3?8ClO2对联苯胺类物质的去除效能111 3?8?1仪器及试剂111 3?8?2pH值对联苯胺和COD去除率的影响111 3?8?3ClO2投量对联苯胺和COD去除率的影响112 3?8?4联苯胺初始浓度对联苯胺和COD去除率的影响113 3?8?5反应时间对联苯胺和COD去除率的影响113 3?8?6小结113 3?9二氧化氯对水中细菌的灭菌效果114 3?9?1研究方法114 3?9?2二氧化氯对细菌的灭菌效果114 3?9?3其他因素对杀菌效果的影响118 3?10二氧化氯对水中病毒、藻类和浮游动物的灭活效果120 3?10?1微生物灭活方法120 3?10?2ClO2对病毒的灭活效果120 3?10?3ClO2对水中藻类和浮游动物的杀灭效果123 3?10?4对病毒灭活机理的探讨124 3?11二氧化氯对乙肝病毒的灭活效果125 3?11?1乙肝病毒灭活判断方法125 3?11?2二氧化氯对乙肝病毒的灭活效果126 3?12二氧化氯对水中流感病毒的消毒效果129 3?12?1灭活病毒方法和步骤129 3?12?2二氧化氯灭活水中流感病毒的效果129 3?13二氧化氯灭活隐孢子虫卵囊131 3?13?1体外脱囊法研究ClO2对隐孢虫卵囊的灭活效果131 3?13?2荧光染色法研究ClO2对水中隐孢子虫卵囊的杀灭效果139 3?14二氧化氯灭活水中贾第鞭毛虫孢囊效果144 3?14?1仪器和试剂144 3?14?2研究方法145 3?14?3二氧化氯灭活贾第虫影响因素145 3?14?4二氧化氯与其他消毒剂灭活贾第虫效果比较147 3?15二氧化氯对水中微囊藻毒素的去除特性148 3?15?1材料与方法148 3?15?2ClO2对低浓度MCs去除效果研究150 3?15?3ClO2去除MCs的动力学151 3?15?4ClO2氧化MC?LR和MC?RR的产物特征152 3?16二氧化氯和液氯消毒饮用水致突变性的比较154 3?16?1水样富集、GC/MS测试和Ames试验方法154 3?16?2二氧化氯和液氯氯化的致突变性155 3?16?3二氧化氯和液氯对水中有机卤代物形成的影响158 3?16?4影响饮用水中致突变作用的因素及机理探讨160 3?16?5 说明几个问题160 3?17饮用水中典型有机卤代物体外致突变性161 3?17?1受试物和Ames试验161 3?17?2 8种有机卤代物的Ames试验结果162 3?17?3 有机卤代物致突变机理探讨162 3?18二氧化氯、亚氯酸盐和氯酸盐水溶液致突变性164 3?18?1菌株、受试物、Ames试验和微核试验方法165 3?18?2ClO2、NaClO2和NaClO3水溶液Ames试验165 3?18?3ClO2、NaClO2和NaClO3水溶液小鼠微核试验168 3?19水中二氧化氯及其副产物的一般毒性170 3?19?1ClO2、ClO-2和ClO-3的毒理学问题170 3?19?2水中ClO2、ClO-2和ClO-3的一般毒性172 第4章二氧化氯分析技术177 4?1二氧化氯分析技术概论177 4?1?1ClO2和Cl2有关的化学反应和分析方法177 4?1?2基本回顾178 4?1?3DPD法和碘量法180 ４?１?４流动注射分析及其联用技术测定水中ClO2、Cl2、ClO-2和ClO-3181 ４?１?５水中低含量ClO2、ClO-2、ClO-3和BrO-3的测定技术182 4?1?6空气中二氧化氯的测定技术185 4?2改进的碘量法和DPD法测定水中 ＣｌＯ２、Ｃｌ２及其氯氧化物185 4?2?1连续碘量法测定水中ＣｌＯ２、 Ｃｌ２、ＣｌＯ－２和ＣｌＯ－３185 4?2?2改进的DPD法测定水中低含量 ＣｌＯ２、Ｃｌ２和Ｂｒ２190 4?3流动注射分析技术测定水中ClO2及其氯氧化物195 4?3?1流动注射分析技术195 4?3?2FIA?ＵＶ光度法和FIA?鲁米诺化学发光法测定水中微量ClO２197 4?3?3FIA／碘量法／光度法测定水中ClO２、Ｃｌ２及其氯氧化物199 4?3?4FIA／4?氨基安替比林?苯酚光度法测定水中微量ClO２201 4?3?5GD?FIＡ／铬变酸荧光淬灭光度法测定水中低含量ClO2203 4?4选择性测定水中ClO2及氯氧化物的掩蔽剂204 4?4?1草酸、硫代乙酰胺、邻?联甲苯胺和氨基磺酸掩蔽剂205 4?4?2二甲亚砜是Cl2的优良掩蔽剂之一206 4?4?3马来酸、甘氨酸和N?叔丁基邻氨甲酰苯甲酸钠掩蔽剂208 4?4?4氨缓冲液是游离性有效氯最成功的掩蔽剂208 4?4?5小结209 4?5吸收光谱法测定水中低浓度ＣｌＯ２209 4?5?1吸收光谱法和示差光度法209 4?5?2甲酚红和酸性靛蓝示差光度法测定水中低含量ClO2210 ４?５?３氯酚红示差光度法测定水中低含量ＣlO2214 4?5?4丽丝胺绿B光度法测定水中低浓度ClO2217 4?5?5丽丝胺绿B／辣根过氧化酶光度法测定饮用水中ClO2和ClO-2219 4?5?6罗丹明B光度法测定水中低浓度ClO2222 4?5?7罗丹明S荧光光度法测定水中微量ClO2224 4?5?8亚甲蓝萃取光度法测定水中低含量ClO2225 4?6生物化学法和电化学法测定水中ClO2226 4?6?1生物化学法测定水中低浓度ClO2——酶催化活性黄示差光度法226 4?6?2电化学法测定饮用水中微量ClO2227 4?7离子色谱法测定水中ClO2、Cl2及其卤氧化物230 4?7?1碳酸盐为淋洗液的IC法测定水中微量ClO-2、ClO-3和BrO-3230 4?7?2硼酸盐为淋洗液的IC法测定水中微量ＣｌＯ－２、ＣｌＯ－３和ＢｒＯ－３233 4?8非抑制离子色谱法测定空气中ClO２和Cl2240 4?8?1研究方法240 4?8?2空气中ClO2和Cl2的采集和分析测定241 4?8?3离子色谱条件选择和阴离子对测定ＣｌＯ－２和Ｃｌ－的影响242 4?8?4方法的灵敏度243 4?8?5实际应用243 4?8?6小结243 4?9４?ＡＡＰ／ＨＰＬＣ法同时测定水中ＣｌＯ２和ＣｌＯ－244 4?9?1仪器和主要试剂244 4?9?2分析程序244 4?9?3方法的准确度、精密度和检出限245 4?9?4小结245 4?10GC／MS法测定水中痕量ClO2245 4?10?1主要试剂245 4?10?2GC／MS分析245 4?10?3碘和2,6?二烃基苯酚的反应活性246 4?10?4分析测量程序247 4?10?5小结248 4?11纳米银粒?等离子体共振散射法测定水中痕量ＣｌＯ２249 4?11?1仪器和主要试剂249 4?11?2测量条件249 4?11?3分析流程250 4?11?4本方法与其他方法比较251 4?11?5共存离子干扰251 4?11?6小结251 4?12空气中ＣｌＯ２和Ｃｌ２的测定方法251 4?12?1空气中ＣｌＯ２和Ｃｌ２的采样和测量方法252 4?12?2吸收溶剂的选择252 4?12?3测定方法253 4?12?4小结255 第5章二氧化氯发生技术256 5?1亚氯酸钠法制备二氧化氯256 5?1?1氯氧化法256 5?1?2酸化法（Acidification）260 5?1?3过硫酸盐氧化法261 5?1?4亚氯酸钠／电化学法发生ClO2技术261 5?1?5亚氯酸钠/乳酸体系形成ClO2264 5?2氯酸盐法制备二氧化氯268 5?2?1氯酸盐的物理化学性质268 5?2?2氯酸盐法制备ClO2268 5?2?3氯酸盐法发生ClO2的理论基础269 5?2?4氯酸盐法制备ClO2的类型270 5?2?5组合工艺或综合系统发生ClO2273 5?2?6几种生产ClO2的工艺流程274 5?2?7HJL法制备二氧化氯280 5?2?8电解法从HCl制备二氧化氯282 5?2?9电解法制备二氧化氯284 5?3二氧化氯消毒液293 5?3?1NaCO3／H2O2“稳定”的ClO2的型体研究293 5?3?2二氧化氯消毒液和固体制剂301 5?3?3一种不需活化、直接使用的二氧化氯消毒液302 第６章二氧化氯的应用305 6?1二氧化氯在饮用水消毒中的监测要求和控制305 6?1?1ClO2消毒管理一般现状305 6?1?2USEPA饮用水中使用ClO2的20年306 6?1?3二氧化氯在我国应用中需要注意和解决的问题308 6?1?4丹佛再生水厂使用二氧化氯的经验309 6?1?5二氧化氯在宾县水厂的应用317 6?2使用二氧化氯控制三卤甲烷329 6?2?1生产规模处理厂329 6?2?2中间试验工厂330 6?2?3最优化阶段331 6?2?4长期性评价332 6?2?5生产规模的实现333 ６?３二氧化氯和氯：预氧化剂用于饮用水厂杀藻类335 6?3?1藻类及其氧化程序336 6?3?2氯为预氧化剂337 6?3?3二氧化氯为预氧化剂339 6?3?4藻类悬浮液中三卤甲烷的形成340 6?3?5两种氧化剂的效率比较341 6?3?6在兰特水司应用ClO2作预氧化剂的实施341 ６?４二氧化氯对直流式冷却系统的防污塞处理342 6?4?1冷却系统及其存在的问题343 6?4?2生物玷污过程的研究方法346 6?4?3已被生物污染的系统的清除方法347 6?4?4二氧化氯控制生物污染347 ６?５二氧化氯在煤气废水处理中的应用351 6?5?1煤气厂概况351 6?5?2ClO2对煤气废水处理的可行性研究352 ６?６二氧化氯在石油污染地下水治理中的应用355 6?6?1研究区及治理工程概况355 6?6?2二氧化氯去除石油污染物的可行性研究356 6?6?3工程应用357 ６?７二氧化氯处理医院污水357 6?7?1ClO2消毒剂鉴定和研究方法358 6?7?2ClO2对“消毒剂鉴定”规定细菌的灭菌效果358 6?7?3ClO2对医院污水的灭菌效果359 6?7?4ClO2对医院污水中细菌的灭菌效果359 6?7?5ClO2和O3对医院污水中细菌的灭菌效果比较360 6?7?6ClO2对医院污水中有机物的处理效果360 6?7?7影响处理效果的因素362 6?7?8ClO2处理医院污水的工程运行参数及运行费用估算363 ６?８二氧化氯处理印染废水363 6?8?1ClO2处理染料废水的可行性分析364 6?8?2混凝/二氧化氯组合法处理印染废水367 ６?９二氧化氯用于杀灭成熟斑贻贝369 6?9?1贻贝的收集371 6?9?2试验系统371 6?9?3化学分析373 6?9?4统计分析374 6?9?5一次性接触对成熟斑贻贝的杀灭效果374 6?9?6间歇式接触对成熟斑贻贝的杀灭效果375 6?9?7连续式接触对成熟斑贻贝的杀灭效果376 6?9?8ClO2和NaOCl的成本比较379 6?10饮用水ClO2消毒中半挥发性有机副产物的检测379 6?10?1ClO2处理和水样制备380 6?10?22?叔丁基马来酸酐的合成381 6?10?3多光谱分析技术382 6?10?4多光谱鉴定分析383 6?11饮用水消毒中亚氯酸根离子和氯酸根离子的检测389 6?11?1水样及其保存390 6?11?2 ClO－2和ClO－3的测定390 6?11?3ClO－2和ClO－3分析的质量控制及消毒系统数据390 6?11?4饮用水厂消毒系统391 6?11?5各消毒系统中ClO－2和ClO－3分析394 6?12二氧化氯在注水采油中的应用398 6?12?1二氧化氯在注水采油中的应用399 6?12?2ClO2的作用机理探讨400 6?13二氧化氯处理高浓度含氰废水401 6?13?1pH值对二氧化氯除氰效果的影响401 6?13?2二氧化氯处理含氰废水的工程实例402 6?13?3处理结果403 6?14二氧化氯在水产养殖中的应用403 6?14?1ClO2在水产养殖中的作用404 6?14?2ClO2在水产动物疾病防治中的具体应用405 6?15二氧化氯在医疗上的应用406 6?15?1在临床医疗中的应用406 6?15?2防止皮肤组织红肿408 6?15?3ClO2在医院其他方面的应用409 6?16二氧化氯在卫生防疫上的应用409 6?16?1ClO2在野战医院防疫中的应用410 6?16?2ClO2在甲型H1N1感染监护病房室内空气消毒中的应用410 6?16?3ClO2在禽流感流行时的防疫灭疫中的应用411 6?16?4在我国SARS“非典”时的应用412 6?17二氧化氯在农业种植土壤消毒上的应用412 6?17?1植物病害与土壤病菌413 6?17?2杀菌剂的作用及其使用方法413 6?17?3应用实例413 6?17?4小结414 参考文献415 水消毒剂和处理剂——二氧化氯 定 价： ￥85.0元

原帖由 mengyan197206 于 2012-1-21 08:32 发表

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二氧化氯预氧化除锰及氧化副产物亚氯酸盐的去除研究 1．1研究背景 我国水资源短缺，人均资源量2220m3,为世界人均的l／4，全国有333个城市缺水，其中严重缺水108个。尤其是北方地区，几乎所有城市都缺水，高峰季节只能满足需水量的65％---70％。另外地下水过量开采，也造成了环境地质问题日益突出。 水资源短缺，但我国的水源污染问题却十分严重。2007年中国环境状况公报显示，包括七大水系在内的197条河流407个断面中，I一III类、Ⅳ～V类和劣V类水质断面比例分别为49．9％、26。5％和23．6％。其中黄河、淮河为中度污染，辽河、海河为重度污染。另外28个国控重点湖库中，满足II类水质的2个，占7．1％；III类的6个，占21．4％；IV类的4个，占14．3％；V类的5个，占17．9％；劣V类的11个，占39．3％。因此，进行饮用水源的保护，确保饮用水质和量的问题是摆在全社会面前的紧迫问题。 在污染原水方面，尤其是地下水，铁锰超标非常普遍。我国含铁、锰地下水占地下水总量的20％，已开采的含铁锰较高的地下水源主要分布在东北三江平原_带、两广地区及长江中游一带。平均含铁量超过国家生活饮用水卫生标准十几倍。，国内大部分地下水资源的铁、锰含量都较高；锰的含量多数在1．5 mg／L以下，少数超过3．0 mg／L，最高在6"-9 mg／L左右14J。另外一些地下水在干旱期进入湖泊、水库也造成了部分地下水超标，同时很多的废矿水铁锰含量更是严重超标。这一切都为我国水资源的利用造成了障碍，去除铁锰势在必行。 人体长期摄入过量铁锰，可致慢性中毒，诱发地方病。当水中的铁含量大于0．3mg／L时，水会变浑，超过l mg／L水具有铁腥味；当锰含量大于0．3 mg／L时，水会产生异味。水中含有过量的铁和锰时，沈涤的衣物上会生成铁色锈斑；锅炉用水中，可生成水垢和罐泥；冷却用水中，铁、锰能附着于加热的管壁上，降低管壁的传热性能；纺织工业中，在纺织品上留下锈色斑点，与染料结合，使色调不鲜艳；造纸工业中，水中的铁和锰能选择性地吸附于纤维素之间，使纸浆颜色变黄。按照我国《生活饮用水水质卫生规范》规定：铁9．5的较高水平，需投加碱(如石灰)以提高水中pH值，使工艺流程更加复杂，处理后的水pH值太高，需要酸化后才能正常使用，进一步增加了管理难度及运行费用。自然氧化法去除铁锰反应过程中氧化和沉淀两过程要求水在反应沉淀池中停留相当长的时间。该工艺系统复杂，设备庞大，投资多，且去除铁锰效果不甚理想。 含铁锰地下水曝气后经滤池过滤，能使高价铁、锰的氢氧化物逐渐附着在滤料的表面上，形成铁质和锰质的滤膜，使滤料成为黑色或暗色的“熟砂”。这种自然形成的熟砂具有接触催化作用，能大大加快氧化速度。这种在熟砂接触催化作用下进行的氧化除铁除锰的过程，称为曝气接触氧化法。李圭白院士多年研究指出：锰质活性滤膜的除锰过程是一个自催化反应，接触催化剂为Fe(OH)3、Mn02。所用填料既可以起到催化氧化的作用，又可以作为滤料，起到分离沉淀物的作用。而混合氧化工艺多是滤池单独设置，所起催化氧化作用甚微。 生物氧化法除铁的原理是这样的，铁细菌具有一种特殊的生物酸，能在水中二价铁被空气氧化的过程中起催化作用，二价铁被氧化后在经过滤层时便被截留而去除。对与除锰，则是微生物利用水中的溶解氧氧化锰获得能量，不断繁殖并附着在滤料表面，同时二氧化锰也沉积下来，与微生物一起形成锰质活性滤膜。生物除锰的工艺流程与接触氧化除锰工艺相同，曝气后直接过滤，流程简单，构筑物少，停留时间短。该法在低溶解氧和低含铁量的情况下去除效果良好。此生物法技术还不够成熟，工程应用性还不足。 除此以上三种之外还有多种除铁除锰技术：碱化除锰、光化学氧化除锰、高压脉冲放电等离子体水处理技术、膜分离技术、离子交换法以及各种技术的组合应用。由于氧气的氧化能力有限，DO超过3mg／L时，增加溶解氧并不能增强锰的去除率，同时氧化除锰时，pH要求9．5以上；接触氧化法受滤料的限制，冲洗强度较难把握，处理效果也不稳定；生物法处理能力弱，对于高含铁锰水效果不明显，且调整期太长，影响生产，另外该工艺还不够完善，严重制约了工程应用；离子交换法中对水在进入离子交换器前含铁量有一定的限制；碱化除锰法处理水中的pH值太高，需要酸化后才能供生活之用。使用强氧化剂可以提高锰的去除率并减少反应时问，弥补了以上除锰技术的不足。 外加氧化剂除铁除锰技术常用的氧化剂有氯气、臭氧、高锰酸钾、高铁酸钾、二氧化氯等。 (1)臭氧氧化 臭氧氧化的特点是氧化性强、反应速度快，在较低的pH=6．5和无催化剂的条件下也能使二价锰完全氧化，臭氧可以氧化多种化合物，且有消耗量小，速度快，不产生污泥等优点。方程式： 2Mn2++503+3H20=2MnO(OH)2+202+4＋ (1．1) 但应控制臭氧量，因为投量过大并不能提高去除率，且可能将锰离子过度氧化为Mn04。： 2Mn2++503+3H20=2Mn04－+502+6H+ (1．2) 由于Mn04-易穿过滤池，进入输水管线。Mn04-可在管网中被还原为Mn02，从而使水呈现黄褐色，影响出水水质。另外与臭氧基建成本较高，增加了运行成本和工作量，限制了其使用，多于其他氧化剂联合应用。研究结果显示，由于在水中的氧化还原反应较为复杂，单纯采用臭氧氧化方法不能十分有效地去除水中的锰，提高水的碱度也不能使去除率进一步提高。 (2)高锰酸钾氧化 高锰酸钾比氧和氯具有更强的氧化性，能在中性和弱酸性下氧化锰离子，反应式如下： 2Mn2++2KMn04+2H20=5Mn02+2K++4+ (1．3) 该反应速度快，一般在数分钟内完成。KMn04化学氧化法去除铁锰可利用曝气+KMn04化学氧化+沉淀+过滤工艺去除。这是美国八十年代介绍的工艺技术。一般情况下，采用高锰酸钾预氧化所需的量少于理论量(1．9mg／LMn2+)。该反应也受温度影响，但程度远小于氯与锰反应的影响。从安全性和经济角度上讲该法相对具有优势。 胶体态的铁、锰被有机物包裹，和溶解态铁、锰形成了高稳定性铁、锰，常规给水处理工艺对其难于去除，但是，PPC(高锰酸盐)预氧化对河水中的有机物、铁、锰均有较好的去除效果。这是因为：高锰酸盐将水中的溶解态铁氧化成容易沉淀的氢氧化物和氧化物，而本身则生成了锰的中间价态物质，这些新生态物质具有较大的比表面积，容易与水中的脱稳胶体结合并形成大而密实的矾花；铁化合物胶体稳定性的增加是由于大分子天然有机物在其表面形成了有机保护层所致，而高锰酸盐预氧化可破坏有机物保护层，从而促进混凝，进一步降低水中的铁含量。 高锰酸钾氧化法脱除铁锰的缺点：一方面高锰酸钾给体系引人杂质离子和新的离子，如果工艺条件控制不适当，就使得锰含量比原来陡然增高，不能达到脱除杂质的效果；另一方面，氧化法脱除铁锰的过程中，脱除效率取决于氧化剂的氧化能力、溶液pH值及浓度，铁锰氢氧化物沉淀在中性和碱性条件下最稳定，而高锰酸钾的标准电极电位随着溶液pH的增加而变小，在强酸条件下具有更强的氧化能力，所以很难既保持氧化剂的强氧化性，又达到沉淀物的最稳定性，故而高锰酸钾并不是理想的氧化剂。 陈宇研究高锰酸钾对洞庭湖区地下水除锰的实验发现：单级过滤很难同时完成除铁除锰的功能，采用一级除铁、二级除锰的两级过滤形式方可达到好的效果。不过袁德玉对上海石化水厂进行研究后发现：投加高锰酸钾降低地表水中锰含量的方法，可以在不改变原有生产工艺的条件下达到对微污染水多种处理的目的，同时能减少工艺中混凝剂量，降低生产成本。可能具体处理效果如何还与水质有着很大的关系。虽然该方法除锰效果较好，但是由于工艺流程复杂，难于调试运行，成本高等缺点，不适合我国大中型水厂，不能代表除铁除锰技术的主流发展方向。 (3)高铁酸钾 高铁酸盐预氧化能够显著提高锰的去除效果，锰的去除率随高铁酸盐投量的增加而升高。保证良好的混凝效果有利于高铁酸盐除锰。高铁酸盐与二价锰的反应速度较快，短时问的内，高铁酸盐即能使锰浓度下降。有研究者认为，温度和pH是影响去除的重要因素，碱性条件有利于锰的氧化。 刘伟IlJ发现高铁酸盐在整个pH=3．10范围内都具有较强的氧化性，反应式： 2K2Fe04+Mn2++20H-+2HO-=2Fe(OH)3+3Mn02 (1．4) 虽然高铁酸盐对混凝及去除铁锰有较好的效果，但高铁酸盐预处理会向水中引入了一定量的铁，虽然生成的三价铁可经混凝去除，但当投量增大到一般用量的2倍时，或水中腐殖酸浓度高时，沉后水的铁浓度将升高。 有研究比较PPC、过氧化氢和二氧化氯三种预处理氧化剂的处理效果综合比较后认为：高锰酸盐复合药剂比过氧化氢有更好的除锰效果12睨81。过氧化氢对铁、锰有一定的去除作用，在投量为4--6 mg／L时，铁锰去除率分别为66．7％、41．7％，增加的制水成本为0．12元／t；采用PPC预处理，在投量为0．20---0．45 mg／L时，对铁、锰的去除率分别达75％、95％，增加的制水成本为0．007元／t，投量大于0．6mg／L时，水的色度有上升的趋势；采用二氧化氯预处理，在投量为1．5 mg／L时，对铁、锰去除率分别为75％、79％，此时亚氯酸盐有超标趋势。但伴随着新饮用水标准的出台，亚氯酸盐有0．2mg／L，变为0．7 mg／L，同时很多文献都指出亚氯酸盐也具有氧化作用，进一步氧化为Cl-，故值得进一步研究。 不同预氧化剂除锰各有利弊，且效果差别大。共同具有的除锰特性是都明显受投加量、温度、pH、投加点、有机物的影响。液氯价格低廉，但存在投加量大和pH值调整过程复杂等不足。理论上完鳓lmg／LMn2+，需1．3mg／L的氯，但实际远远大于此投加量；另一方面pH需高于8．5以上，增加了制水成本；液氯的除锰效能不及二氧化氯，且反应速度慢。二氧化氯的除锰效能不仅比液氯高，也优于臭氧和高锰酸钾，而过氧化氢的除锰效果很差。二氧化氯与其他氧化剂(如高锰酸钾)联合应用的效果最佳，并可延长滤池使用周期。因此研究二氧化氯的预氧化除铁除锰十分必要。 强氧化剂除锰法工艺流程有很多，如下例是较为典型的一种： 另外很多自来水厂，都是采用传统的处理工艺：混凝+沉淀+过滤+消毒。所以为节省投资可不新建除铁锰构筑物，可采用预氧化工艺，管道加氯或加二氧化氯等氧化剂，将二价铁氧化成Fe(OH)3，二价锰被氧化成Mn02，然后经已有的混凝等传统工艺而去除。 本论文的实验流程正是采用流程之二，该法适合于处理水量大的自来水厂，与常规给水处理工艺能够完美结合。 1．3二氧化氯的理化性质及制备方法 尽管1811年汉弗莱•戴维就发现了二氧化氯，但是关于C102的研究仍在进行。尤其是进20年来，C102应用同益增长，C102已被认为是，在未来将是替代液氯和臭氧的有效可行的消毒剂。 C102为奇电分子，电子对呈平面三角形排布无，明显的二聚倾向。分子内有1个 离域的大7c键。O与C1的两个双键问夹角为 ，且距离相等，既 既Cl02以AB2的等距结构存在。C102分子的电子结构呈不饱和状态，但在水中却不以二聚或多聚状态存在，这对C102迅速扩散是有利的。 C102分子量67．46，属于单体游离基形式存在的化合物。熔点为－59℃，沸点是11℃，临界点为153℃。低于．40℃下，液体C102为深红色，C102蒸汽与氯气在外观和味道上酷似。C102气体是黄绿色，有刺激性气味。C102气体易溶于水，溶解度随温度升高略有下降，室温下溶解度为氯的5倍。其溶液为黄绿色的，在水中不水解，也不聚合，在pH=2～9范围内以一种溶解的气体形式存在，有一定的挥发性。 C102对光敏感，见光分解，一般来说，C102在大气中见光分解的主要产物是CIO+O，而在水溶液中遇光分解的主要产物是HCl03和HCl。因此实际中C102，应蔽光保存，一般情况现制备现使用。 C102是强氧化剂，特殊的分子结构决定了C102具有强氧化性。二氧化氯分子中具有19个价电子，有一个未成对价电子。价电子可以在氯与两个氧原子之间游移，它本身就像一个游离基。C102中的C1以正四价态存在，其活性为氯的2．5倍，C102的有效氯含量为263％。 在酸性条件下，C102有很强的氧化性。氧化还原 ，且受水溶液中pH值的影响，每增加一个pH单位， 增加O．062V。一些常用氧化剂在水体中的氧化还原电位(v)大小次序依次为：03(2．07)，C102(1．511)，KMn04(1．51)，C12(1．36)，OCI－(0．89)，C102－(O．77)。有这些数据不难看出二氧化氯在氧化和消毒方面具有着很好的优势。 氧化还原反应的程度取决于两者之间的电位差，水中S-、S032-、S2032-、N02-、Sn2-、As032。、Sb032-、CN-等还原性酸根物可被氧化去除。还原态的金属离子，如Fe2+、Mn2+、Ni2+等也可以被氧化，此外，C102还可以将以有机键合形式存在的Fe2+、Mn2+氧化，对于水中的稳定性铁锰有良好的去除作用。 C102不与NH3和氯胺作用，因此经氯胺消毒过的饮用水，可用C102进一步消毒。 C102处理水质安全性高。C12以亲电取代为主，而C102以氧化反应为主，经氧化的有机物多降解为含氧基团(羧酸)为主的产物，无氯代产物出现。如对水中的酚，经C12处理后，都产生臭味很大的氯酚，而C102则可将其氧化成醌式支链酸。C102的强氧化性还表现在它对稠环化合物的氧化降解上。 C102还可以氧化灰黄霉素、腐植酸，其降解产物不以氯仿出现，这是传统氯消毒所不能实现的。 二氧化氯的制备方法有化学法和电解法两类，电解法电耗大，C102含量低、已逐渐被化学法取代。化学制备方法根据应用领域的不同又可以分为工业制备与商业制备两种。工业制各常采用的方法有Mathieson法，R1、R2、R3、心、R5、＆、R7、R8法和甲醇法等；商业制备通常采用发生器现场制备二氧化氯，常用的工艺是NaCl02法和NaCl03法。 NaCl02法： 1 5NaCl02+4HCl—+4C102+5NaCl+2H20 (1．5) 该法副反应少、C102纯度高，达95％以上，但由于亚氯酸钠价格昂贵，造成了此法生产的C102成本高，一般在0．04元／g C102以上，较少采用。NaCl03法：： 2NaCl03+5HCl—2C102+C12+2NaCl+2H20。(1．6) 该法生产的C102纯度较低，大约60—70％，市售发生器的C102产率一般在50--60％，成本大约O．02元／gCl02。 1．4二氧化氯预氧化技术 二氧化氯预氧化技术，不仅具有去除铁锰的作用，对于饮用水处理还有着许多功能，下面简要介绍之。 (1)二氧化氯预氧化除藻 二氧化氯除藻机理之一是直接杀灭藻类；之二是部分氧化分解藻类使其脱稳，削弱藻类对混凝沉淀过滤工艺的影响，从而通过后续常规处理工艺去除藻类。除藻有很多化学药剂，预氯化所需投加量大，同时又产生较多的氯化副产物，有时还带来难闻的酚臭；高锰酸钾及其复合药剂的除藻效果较为理想，但出水锰的再污染问题限制了其使用。 二氧化氯除藻的优势在于对藻类具有良好的去除效果，并且在较低的浓度下即可获得较好的去除效果；同时又不产生显著量的有害有机副产物；该技术在小分子中间有机物的生成方面又明显优于预臭氧氧化；除藻的同时选择性与水中有机污染物反应。 二氧化氯投加量低于1．0mg／L时，除藻效率随投加量的增加而升高，高于此值时变化不明显。二氧化氯的经济投加量需根据原水藻类等污染状况而定，一般投加量为2．0mg／L。 (2)二氧化氯预氧化除臭 目前常用的除臭方法有物理吸附法、化学氧化、生物氧化。生物氧化法占地面积大、构筑物复杂，投资高；物理吸附法以粉末活性炭为代表，但投加不方便；粒状活性炭一般用于滤池后，基建投资高；化学氧化法以二氧化氯为代表，应用也逐渐增多。 二氧化氯除臭主要表现在对酚类和硫化物的氧化上。二氧化氯用于除臭时投加量一般为O．6～1．3mg／L。在pH为7左右时，酚的反应迅速彻底，所有酚都反应完全。 (3)二氧化氯预氧化除锰 锰在水中常以二价离子等还原态存在，并且当水中的锰与有机物络合时，常规处理工艺难除锰。二氧化氯能够将有效水中的锰离子和被有机物螯合的Mn2+，氧化为二氧化锰，通过混凝沉淀从水中去除。一般中性碱性较利于Mn2+的氧化。 二氧化氯投加量对锰的去除有重要影响，投加量往往存在一个最佳投加量，一般为锰含量的2-4倍，据水质而定不必完全去除。 (4)二氧化氯预氧化去除有机物 在水中有机物含量少的情况下，二氧化氯预氧化一般也只是转化有机物，并非彻底氧化，对有机物的去除能力并不强。原水CODM。高于6 mg／L时，投加二氧化氯2～3 mg／L，对CODM。的去除率一般低于10％。尽管去除率不高，但消耗大量二氧化氯，其原因可能是氧化彻底，而表现为CODMn去除率不高。 二氧化氯氧化有机物对于水质安全性较好，二氧化氯在氧化过程中具有高选择性，它与有机物主要发生氧化反应，而非取代反应，故而产生的三氯甲烷、卤乙酸量几乎可忽略不计。另外二氧化氯投加量不受水中氨氮的影响，对于氨氮含量高的原水可有效减少其投加量。 (5)二氧化氯预氧化除色度 有溶解性有机物引起的真色较难去除，致色有机物的特征结构是带双键和芳香环，代表物是腐殖酸。二氧化氯能破坏其炭炭双键而去除真色。同时二氧化氯还可以去除铁锰等无机成色离子，从而使水脱色。 在某些应用场合也会遇到二氧化氯反而造成色度上升的问题。杨涛等就在研究低温污染原水时发现随着二氧化氯投加量的增大，氧化塔的出水色度反而提高，不过但经混凝沉淀、过滤后，色度的去除效果明显改善。其原因可能是二氧化氯本身颜色所至。 王春娥等经过二氧化氯处理黄河水的研究发现：与预氯化相比，二氧化氯预氧化+混凝沉淀系统对藻类的去除率提高了30-40％，使嗅和味的阈值降低了10--20，但CODMn和氨氮的去除率不明显。黄君礼等对二氧化氯去除无机物的研究发现： C102对Fe2+，Mn2+，S2-和CN－等的去除效率随其投量增大而增加，且Cl02去除效果好于液氯，后投C102去除效果好于中间投和预投的效果，且可节省试剂。 研究表明，一般有效作用时间不超过30min。最佳预氧化条件往往以原水质而定，综合以上应用得出投加量一般在O．5 mg／L～3．0 mg／L，接触时间15--30min。但是尽管二氧化氯不会生成三氯甲烷，但可能存在非挥发性有机卤化物(NPOX)的生成情况。 研究发现若二氧化氯控制在1 mg／L，则THMs和NPOX的生成量几乎没有。不过被消耗的50％'～70％二氧化氯将以亚氯酸盐的形式存在，而《生活饮用水水质卫生规范》又对其有限值，所以要想应用二氧化氯并的较好的效果必须采取相应措施控制或减少亚氯酸盐的生成。 二氧化氯预氧化的主要特点如下： ①与有机物反应具有高度选择性，基本不于有机腐殖质发生氯化反应，生成的可吸附有机卤化物和三氯甲烷类物质几乎可忽略不计； ②有效控制藻类等水生植物； ③有效破坏水体中的微量有机污染物，如酚类、苯并芘、蒽醌、氯仿、四氯化碳等； ④有效氧化某些无机化合物，如Mn2+、Fe2+、S2－、CN－等； ⑤脱色除臭，尤其是酚类引起的臭； ⑥不与氨反应，一般不能氧化溴离子； ⑦促进胶体和藻类脱稳，使絮状体有更好的沉降性能。 二氧化氯预氧化技术，虽然对于微污染源水来说是很好的预处理技术，但是加入超过lmg／L的二氧化氯，就可能带来出水亚氯酸根超标的问题，这不仅限制了二氧化氯的投加量，也对处理的水质安全性造成了威胁。所以需开发安全经济的亚氯酸根去除技术。 1．5二氧化氯副产物的控制与去除技术 二氧化氯在消毒和预氧化过程中，多数转换为亚氯酸根。二氧化氯和亚氯酸盐由于具有较强的氧化性，在一定条件下他们很容易被较强的还原剂还原而生成氯离子。在净化工艺中去除二氧化氯和亚氯酸盐的应用技术，多数是利用了这个原理。以下是各种去除方法： (1)S02－S032－还原法 该方法是在预氧化之后通入过量的二氧化硫，除去残留的二氧化氯和产生的亚氯酸根。最后在氯化消毒阶段通入一定量的氯气以除去水中过量的二氧化硫，并使水体保持一定的余氯。s02－S032-还原法去除C102－反应式如下： 2S032－+C102－＝2SO42－+C1－ (1．7) 此法虽然能显著的去处水中的亚氯酸盐，但在水中溶解氧存在的情况下，二氧化硫能将亚氯酸盐转化为副产物氯酸盐，所以该方法有着很大的弊端。 (2)活性炭吸附 活性炭吸附去除二氧化氯消毒副产物主要通过活性碳多空的固体表面接触吸附和氧化还原反应来完成。先吸附，等饱和后还原，产物为氯离子。颗粒活性炭和粉末活性炭都可到到效果，但粉末活性炭需要量较大。随pH的升高活性炭的吸附性能急剧下降，去除效果与之相同。同时该方法费用较高，且该方法会增加氯酸盐含量。 (2)亚铁还原法 该方法产物为Cl－和Fe3+，且速度快。被认为是最有应用前景的。反应式为： C102－+4Fe2++1OH20＝4Fe(OH)3(s)+C1－+8H十 (1．8) C102去除速度和程度受水体DO、DOC和pH值影响。当pH>7，DOC和DO较高时，Fe2+会很快被氧化成氢氧化铁沉淀，但Fe2+耗量大，因为DO将其氧化。有助于絮凝的完成。 美国德克萨斯州某市的水处理厂，采用2．5mg／L的二氧化氯预氧化，后投加6--7mg／L的氯化亚铁，结果出水厂的总氧化剂量(C102+C103－)小于0．2 mgrL，可见其可应用性。 (4)氧化法 用二氧化氯预氧化，然后用臭氧消毒，臭氧可将亚氯酸根氧化，但会增加氯酸根量。另外采用二氧化氯与氯协同消毒也可以减少亚氯酸根的生成，不过也会增加氯酸根的量。 由以上亚氯酸根去除技术可以发现，S02－S032－还原法引入了新的离子，且新离子较难去除；活性炭吸附法，虽然安全，但效率低；氧化法将亚氯酸根氧化为氯酸根，氯酸根也是可疑致癌物，受限制。亚铁还原法是最有前途的，该技术不但不生成氯酸根，而且加入的亚铁经氧化后也可经沉淀去除，经济高效。 1．6本论文主要研究内容及意义 本论文是对二氧化氯在水处理技术方面，关于二氧化氯预氧化除铁锰技术的研究，主要研究内容有： (1)各种因素对二氧化氯预氧化去除铁锰效果的研究主要研究因素有pH、温度、预氧化时间、二氧化氯投加量、Mn2+含量等。找出最佳实验条件，为后续研究做准备，也为工程应用提供可行性依据。在以上各项研究进行的同时，研究二氧化氯的第二步氧化实际反应过程。 (2)次氯酸钠和二氧化氯复合投加的除锰效果通过研究次氯酸钠的除锰效果及影响因素，来推测液氯的除锰效果及影响因素；通过研究次氯酸钠和二氧化氯复合投加的除锰效果及影响因素，来推测通过氯酸法之二氧化氯的发生液来进行预氧化除锰的可行性及影响因素。 (3)亚铁去除亚氯酸根的的研究通过投加硫酸亚铁来去除二氧化氯预氧化除锰过 程产生的副产物亚氯酸根。研究的影响因素有亚铁投加点、原水pH、预氧化时间、 亚铁投加量。 2005年全国水利厅局长会议透露，全国农村有3亿多人饮水不安全，很多地方都不得不饮用未经处理的铁锰超标地下水。供水处理工程不完备是广大农村饮用水安全差的重要原因之一。在一些小乡镇水厂由于资金和技术水平的限制，大多数在设计时就没有考虑消毒和去除铁锰的问题。所以经济、高效的处理水技术对于我国农村饮用水问题的解决至关重要。在处理水量小的情况下，二氧化氯相对于传统的氯水处理剂，更加高效且经济。 同时有报道1显示二氧化氯的除锰效能不仅比液氯高，也优于臭氧和高锰酸钾，而且在处理饮用水时，不产生具有致癌作用的三氯甲烷等副产物，安全性比液氯高。所以二氧化氯预氧化技术将会在水源铁锰超标的小乡镇水厂中有着较强的应用性。但是，二氧化氯去除自来水中铁锰的技术还处于研究阶段，对于工程应用还缺乏直接的理论指导和参考数据，因此开展二氧化氯的预氧化除铁除锰技术研究十分必要。 二氧化氯具有很强的氧化能力，能够将溶解性的二价锰氧化成不溶性的Mn02，从而将其去除。 在二氧化氯预氧化+常规给水处理的模拟实验过程中得出如下结论：二氧化氯投加量是影响除锰效果的重要因素，在原水含还原性物质较少的情况下，p(CI02)／p(Mn2+)=P2时，即可将Mn2+浓度降到0．1mg／L以下；C102与Mn2+主要进行第一步氧化反应，造成CI02-农度接近C102投加量浓度，影响水质安全和技术的应用性；在CI02投加量与Mn2+含量比例不变的情况下，原水Mn2+浓度越高，锰的去除率越高；在pH=4．5．8．5时，原水pH升高有利于C102氧化除锰效果的提高，实验得到的最佳pH范围为7．5--一8．5；预氧化时间对锰的去除效果影响不大，但C102和混凝剂一起投加时，去除效果相对较差，建议预氧化时间为10min温度对二氧化氯预氧化除锰效果影响不大，该技术适合于较难处理的低温原水。 通过次氯酸钠和二氧化氯复合除锰实验中发现：次氯酸钠氧化性远比二氧化氯低，反应缓慢，去除效果受预氧化时间影响较大，预氧化时间30min时，去除lmg／L的Mn2+约消耗29mg／L的次氯酸钠，投加过量的次氯酸钠可能会造成出水余氯超标；pH对次氯酸钠的除锰效果有重要影响，在pH=7．2--9．1，锰的去除率随pH的升高而明显提高；当二氧化氯投加量不变时，次氯酸钠和二氧化氯的投加顺序以及次氯酸钠的投加量都对亚氯酸根得生成量影响甚微。次氯酸钠和二氧化氯复合投加时，两者的除锰作用互不影响，其去除率接近两者单独投加之和；对于处理初始锰浓度为1．0mg／L的原水，投加lmg／L的二氧化氯和10mg／L的次氯酸钠可使锰浓度降到0．1mg／L以下，达到出水标准。 在二氧化氯预氧化+亚铁投加除亚氯酸根+常规给水处理的模拟实验过程中得出如下结论：两种亚铁投加方式(混凝剂前投加亚铁和亚铁与混凝剂一起投加)的锰的去除效果和亚氯酸根去除率基本一致，建议亚铁与混凝剂一起投加，操作方便而且经济；亚铁投加对锰的去除率有一定影响，但影响不大。处理工艺条件影响与只投加二氧化氯有一定不同，当pH=6．1～9．1，除锰率随pH的升高而升高，出水亚氯酸根浓度也随pH的升高而升高；亚铁还原法去除亚氯酸根效果好，反应迅速，出水亚氯酸根浓度受预氧化时间影响较小。去除lmg／L的亚氯酸根，约需要3．34mg／L的亚铁，与理论值基本一致，且出水亚铁浓度为0；考虑到亚铁对锰的去除效果稍有影响，建议：(原水锰浓度)：(C102投加量)：(硫酸亚铁投加量)=1：3：26。这样可保证经二氧化氯预氧化后，出水锰浓度既能低于0.lmg／L，又能使得副产物亚氯酸根低于O.7 mg／L。处理1吨初始锰浓度为lmg／L的原水，大约增加的成本为0．06元。 在二氧化氯预氧化+常规给水处理工艺的模拟实验(第三章)中发现，预氧化时间对锰的去除效果影响甚小，出水锰浓度基本不随预氧化时间的改变而变化；但是当二氧化氯预氧化+投加亚铁还原亚氯酸根+常规给水处理工艺的模拟实验(第五章)过程中却发现，在预氧化时间小于30min时，锰的去除率是伴随着预氧化时间的增大而升高的，明显受预氧化时间的影响。两个模拟实验过程的不同，在于第二个模拟实验投加了亚铁。但是，是由于二氧化氯的第一步氧化反应并不迅速，投加亚铁时消耗了二氧化氯，还是由于第二步氧化反应在亚氯酸根浓度高时也有一定程度进行，投加亚铁减少了亚氯酸根造成了第二步不能反应，从而锰去除率降低。如果原因是前者，则第三章的实验现象则只能解释为，混凝并不影响二氧化氯与二价锰的氧化反应。若原因为后者，又与两个模拟实验出水的亚氯酸浓度基本不随预氧化时间而变化相矛盾，且与第三章的实验现象(出水亚氯酸根浓度与二氧化氯的投加量相一致)相矛盾。这就要求我们需对二氧化氯与锰的氧化反应机理进一步研究，本实验本想通过研究其反应动力学，研究其反应速率及反应程度，但是当用硫代硫酸钠去除过量的二氧化氯以阻止其反应进行时，发现当采用甲醛肟测定锰时，生成不明黄色物质，影响测定。希望有志者继续深入研究。 通过研究亚铁的两种投加方式(混凝前10min投加亚铁，亚铁和混凝剂一起投加)发现，两种投加方式对亚氯酸根和锰的去除效果基本一致。所以采用亚铁和混凝剂一起投加的方式。同时我们也知道，亚铁经氧化后可以作为絮凝剂增加混凝效果。我们可否生产适合于该工艺(二氧化氯预氧化+投加亚铁还原亚氯酸根+常规给水处理工艺)的水处理剂。该水处理剂可以用硫酸亚铁和PAC(聚合氯化铝)或者和PFS(聚合硫酸铁)等其他混凝剂以一定比例组合。这样既保证投加方便，又可以减少混凝剂的投加量。同时PAC和PFS多为酸性，当用这种新水处理剂投加时，也避免了亚铁易在碱性环境下被水中的溶解氧而氧化，造成浪费。期待这种新水处理药剂的产生。

原帖由 mengyan197206 于 2012-5-11 06:02 发表

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