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化學(xué)氧化技術(shù)二氧化氯高級(jí)氧化技術(shù)李靜 1003090210 環(huán)工0902摘要：通過介紹二氧化氯的性質(zhì)，二氧化氯的制備，論述了二氧化氯的氧化機(jī)理，并分別討論了二氧化氯高級(jí)氧化技術(shù)在油田廢水，醫(yī)藥廢水和印染廢水中的研究應(yīng)用，分析了二氧化氯在廢水處理行業(yè)中所表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)。一.前言中國(guó)面臨環(huán)境保護(hù)的重大壓力,高級(jí)氧化技術(shù)(AOT)是解決環(huán)境污染的理想綠色技術(shù),而高級(jí)氧化技術(shù)是指OH制備以及誘發(fā)一系列的攻擊污染物及微生物反應(yīng),從源頭上解決了治理污染過程中再污染的問題。隨著工業(yè)的發(fā)展，高濃度有機(jī)有害廢水產(chǎn)生量日益增多，采用常規(guī)的水處理方法已很難滿足其水質(zhì)要求。而二氧化氯作為一個(gè)高效、價(jià)格適中、氧化過程中很少有有機(jī)鹵代物產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑，其高級(jí)氧化技術(shù)可以將這些高濃度有機(jī)化合物直接氧化或者降解成容易生物降解的中間產(chǎn)物，因而在廢水處理領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。二.二氧化氯高級(jí)氧化技術(shù)的簡(jiǎn)介1.二氧化氯的性質(zhì)二氧化氯紅黃色有強(qiáng)烈刺激性臭味氣體，11時(shí)凝聚成紅棕色液體，-59時(shí)凝結(jié)成橙紅色晶體。有類似氯氣和硝酸的特殊刺激臭味。液體為紅褐色，固體為橙紅色。沸點(diǎn)11。相對(duì)蒸氣密度2.3g/L。遇熱水則分解成次氯酸、氯氣、氧氣，受光也易分解，其溶液于冷暗處相對(duì)穩(wěn)定。二氧化氯能與許多化學(xué)物質(zhì)發(fā)生爆炸性反應(yīng)。對(duì)熱、震動(dòng)、撞擊和摩擦相當(dāng)敏感，極易分解發(fā)生爆炸。受熱和受光照或遇有機(jī)物等能促進(jìn)氧化作用的物質(zhì)時(shí)，能促進(jìn)分解并易引起爆炸。若用空氣、二氧化碳、氮?dú)獾榷栊詺怏w稀釋時(shí)，爆炸性則降低。接觸后主要引起眼和呼吸道刺激，吸入高濃度可發(fā)生肺水腫，能致死，對(duì)呼吸道產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷，高濃度的本品氣體，可能對(duì)皮膚有刺激性。皮膚接觸或攝入本品的高濃度溶液，可能引起強(qiáng)烈刺激和腐蝕，長(zhǎng)期接觸可導(dǎo)致慢性支氣管炎。2. 二氧化氯的制備由于二氧化氯是一種極不穩(wěn)定的氣體,可以分解成氯氣和氧氣,并放出熱,當(dāng)其分壓達(dá)到300mmHg時(shí)分解速度極快。因此實(shí)際應(yīng)用中多采取現(xiàn)場(chǎng)制備現(xiàn)場(chǎng)使用的方法。根據(jù)二氧化氯制取所用的原料和工藝特點(diǎn),大致可分為:氯酸鹽還原法、亞氯酸鹽氧化法和電解法。其中在我國(guó)應(yīng)用最廣泛的是氯酸鹽還原法,化學(xué)反應(yīng)式如下:2NaClO34HCl=2ClO2Cl22NaCl2H2O。實(shí)驗(yàn)室常用氯酸鈉(NaClO3)和亞硫酸鈉(Na2SO3)用硫酸酸化，加熱制備二氧化氯，化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4=2ClO2+2Na2SO4+H2O3. 二氧化氯的氧化機(jī)理二氧化氯是一種很強(qiáng)的氧化劑,它的有效氯是氯氣的2.6倍左右,其氧化還原電位E01.5V。二氧化氯分子中有19個(gè)價(jià)電子,同時(shí)還存在一個(gè)未成對(duì)的價(jià)電子。這一個(gè)未成對(duì)的價(jià)電子可以在兩個(gè)氧原子與氯之間互相靠近吸引及可以隨意接近這兩個(gè)電子并且影響其活性。于是由于這個(gè)未成對(duì)電子存在,二氧化氯本身就像一個(gè)游離基,而游離基本身就是具有很強(qiáng)的氧化性。這些結(jié)構(gòu)決定了二氧化氯具有很強(qiáng)的氧化性。三.二氧化氯高級(jí)氧化技術(shù)的應(yīng)用及其優(yōu)勢(shì)1.二氧化氯處理油田廢水在油田水處理系統(tǒng)中微生物污染十分嚴(yán)重,產(chǎn)生生物膜和粘泥的大量細(xì)菌形成粘著物而堵塞油田系統(tǒng),不僅產(chǎn)油量下降,而且垢下腐蝕嚴(yán)重。采用強(qiáng)氧化性能的ClO2殺生劑,不僅能殺滅微生物,而且能氧化Fe2+、FeS等還原性物質(zhì),清除堵塞,具有明顯的增產(chǎn)效果。魏宏曉在中原油田水質(zhì)改性技術(shù)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用二氧化氯配套技術(shù)對(duì)油田污水進(jìn)行預(yù)處理,在較低pH條件下即能有效去除污水中的Fe2+,殺滅和控制細(xì)菌,實(shí)現(xiàn)了減少污泥50%以上,控制腐蝕和結(jié)垢、水質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。2. 二氧化氯處理醫(yī)藥廢水醫(yī)院污水中含有許多有害的特殊污染物，如藥物、消毒劑、診斷用試劑、洗滌劑，以及大量病原性微生物、寄生蟲卵及各種病毒，如蛔蟲卵、肝炎病毒、結(jié)核桿菌和痢疾桿菌等。因此，在處理醫(yī)院廢水時(shí)不僅需要破壞化學(xué)物質(zhì)，還需要進(jìn)行殺菌消毒。ClO2被認(rèn)為可以殺滅一切微生物，包括細(xì)菌繁殖體、細(xì)胞芽孢、真菌、分枝桿菌和病毒等; 而且它能有效地破壞水中的微量有機(jī)污染物，如苯并芘蒽醌、氯仿、四氯化碳等，在污水處理中不形成顯著的有機(jī)鹵化物; 還能降低水溶液的色度、濁度和異味，其效果是次氯酸鈉的5 倍。因此，二氧化氯被認(rèn)為是無論在殺菌消毒還是在對(duì)有機(jī)物的破壞方面，都是最好的醫(yī)院廢水的處理劑。張蔚萍等用二氧化氯處理昆明市五七醫(yī)院廢水水樣，表明在二氧化氯投量為40 mg /L、接觸時(shí)間為10 min、pH 值為6 7 時(shí)，原水樣中92 106 個(gè)/L 的糞大腸菌群數(shù)，滅活率達(dá)99%以上。3. 二氧化氯處理印染廢水印染廢水是指棉、毛、化纖等紡織品在預(yù)處理、染色及印花和后整理過程中所排放的廢水。印染廢水中含纖維雜質(zhì)、染料、漿料、助劑等,其色度大,并且COD值高,堿性大,難生化降解,屬難處理的工業(yè)廢水之一。對(duì)于不易氧化的水不溶性染料如還原染料、分散染料和涂料等,脫色效果較差。對(duì)于廢水中的染料如淀粉、海藻酸鈉、聚乙烯醇、梭甲基纖維素等去除效果很差。因此通常ClO2氧化法需與混凝、氣浮、吸附、過濾和生化法等組合使用才能達(dá)到處理標(biāo)準(zhǔn)。目前,利用二氧化氯來處理印染廢水已得到一定的進(jìn)展,尤其在脫色方面去除率高,因而是具有廣闊的推廣應(yīng)用前景的。四.結(jié)論二氧化氯作為一種強(qiáng)氧化劑,在處理高濃度有機(jī)廢水中具有常規(guī)工藝所沒有的優(yōu)勢(shì)。一些難降解的有機(jī)化合物,能夠完全去除的同時(shí)還能夠進(jìn)行回收。二氧化氯作為一種價(jià)格適中、氧化能力較強(qiáng)、處理效果良好、少有毒處理副產(chǎn)物的氧化劑,在未來的廢水處理行業(yè)中將會(huì)得到更好的應(yīng)用和發(fā)展。參考文獻(xiàn)1張蔚萍，胡慶華，陳建中二氧化氯對(duì)醫(yī)院污水的消毒研究J現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2007(10) : 201-2022蘇玫舒，張繼東混凝二氧化氯法對(duì)印染廢水脫色的研究J工業(yè)水處理，2007，27(7) : 81-833魏宏曉，王慶民，姜學(xué)明，等二氧