给水处理中二氧化氯与臭氧的应用比较乔勇

乔　勇　张玉先同济大学环境科学与工程学院　(上海　200092)　　介绍了二氧化氯和臭氧在给水处理中的应用,并在其消毒机理、氧化消毒特性及经济性等方面进行了一系列的比较,为现有水厂水处理工艺的改进提供一定的参考。　二氧化氯　臭氧　消毒　饮用水处理　　,。,,,。,,。,(ClO2)(O3)。1　(ClO2)1.1　二氧化氯的应用,DaryH.ClO2。40,,。THMs,。1983,(EPA)0.1mg/l,ClO2。(WHO)A1,。,ClO2;、,。,ClO2,、,,(),,;、。,ClO2、O3Cl2,。1.2　二氧化氯的物理性质(ClO2)(20℃),、,67.45,,-59℃,11℃。ClO2,22℃5,2.9g/l。ClO2。,,ClO2。ClO2,ClO-2ClO-3,。,ClO2,,,、;10%30%。ClO210g/l。ClO2、,,。1.3　二氧化氯的氧化消毒机理,ClO2:　　ClO2+4H++5e=Cl-+2H2OpH≈7,21·水处理标准与质量·　··　2001.08　　ClO2+e=ClO-2　　ClO-2+2H2O+4e=Cl-+4OH-ClO2S2-、SO2-3、NO-2,Fe2+、Mn2+。,,Cl2,ClO2,、,。ClO2、,,、、、、。ClO2,,ClO2,(-SH),,,。、、,,ClO2。,,ClO2,。1.4　二氧化氯的氧化消毒特性ClO2,。(1)ClO2,2.5,、(、)。(2),ClO2pH。。(3)ClO2,,。(4)ClO2,ClO2。(5)ClO2,、。(6)ClO2、、。(7)ClO2,,,40%,。,ClO2,90%。1.5　二氧化氯的制备及经济性比较ClO2、、。。1.5.1　ClO2:(1)　5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2+2H2O(2)　2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2+Cl2+2H2O(3)　2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2(3)ClO2,,,,。NaClO2,,。,ClO2(1)。,,,;NaClO2,ClO280%。,NaClO3H2SO4ClO2,:　2NaClO3+2NaCl+2H2SO4=2ClO2+Cl2+2H2O+2Na2SO4,,　2NaClO2+Cl2=2NaCl+2ClO2ClO270%,30%Cl2。ClO295%。1/2,NaClO2。,,。,NaClO3,22·水处理标准与质量···　2001.08NaClO2,,。1.5.2　NaClClO2,,,,,ClO2、O3、H2O2、Cl2。,,ClO-3ClO2。ClO210%,O3、H2O2,。。ClO2,,。。。ClO2,ClO237%,Cl227%,O315%,H2O210%,11%。O3ClO2Cl2,O3ClO2,,27%Cl2。。,ClO2、ClO2。,10mg/l,0.022/;HClNaClO2ClO20.5mg/l,0.02。,0.350.12(0.5mg/l),。1.6　使用二氧化氯存在的问题ClO2,50%～70%ClO-2ClO-3。ClO-2、ClO-3,,。EPA(ClO2+ClO-2+ClO-3)1.0mg/l,。ClO20.5mg/l。ClO2。Fe2+、Mn2+、、;、,,、、、,。,,。ClO2。ClO2,。ClO2;ClO2,。2　(O3)2.1　臭氧的应用1840Schōnbein。1886Meritenus。1893。1906Nice,。,,;、,,;、;,,;,;,,;,。,、。。2070,、、。70,。。2.2　臭氧的物理性质O3,,。O3,23·水处理标准与质量·　··　2001.082.07V,1.36V,1.50V,,O3。O3O2,,25%,。O310%,。,10,25。0℃,1.371g/l。O3,O2,(O)(OH)。2.80V。20℃,O320。2.3　臭氧的氧化消毒机理O3:,,,、。O3,、(O),、。　O3※O2+(O)　(O)+H2O※2OH、,。pH7,O3,,,。,O3,、、、。,O3,,;、、。,O3,、。2.4　臭氧的氧化消毒特性(1)O3,(O3ClO2Cl2NH2Cl),2,,,,、、。(2)O3pH、,,、O3,。O3,、,O3。(3)O3、、、,,Cl2ClO2。(4)O3,;O3,“”,。(5)O3,,,,。O3,O3,,O3。(6)O3,,()。,O3,,,。(7),,,O3。2.5　臭氧的制备及经济性分析O3、、、。。(O2)O3,O—O。,:　O2=2O:　3O=O3,O3:24·水处理标准与质量···　2001.08　O+O2=O3,O3。,O3,O3O3,,。1O30.836kW·h;O3,4%～6%,O315～20kW·h。O3。,O3、、。(50kg/h)。,50kg/h。O3,1%～3%;10%,O32。,、、O3,O316.0、12.017.3。。5mg/l,O30.06。,O3,,—,。,5～40/,—0.10～0.15/。,,。2.6　使用臭氧存在的问题O3,。O3,。,O3。。,(WHO)O3。,O3;,O3,,,O3O3,O3,、、。,O3,。O3、,。,O3。,。,。,(AOC),。,,,。,O3。,O3,,。,,,O3Cl2ClO2。3　1.ClO2O3,pH,,。2.ClO2O3,;O3。,,、、。3.,、、,ClO2O3。(下转第37页)25·水处理标准与质量·　··　2001.081990　　2001“”,WTO,,,,1990,1990。(2001)18,(2000)240“2001”,1990,;,。,1990,1990。:200189;2002182;2003226;283;7;77;5。。中化化工标准化研究所标准审查部提供(收稿日期2001-06-22)(上接第25页)　　4.O3ClO2,,—ClO2。,,。5.ClO2O3,,。1...,1996,12(5)2...,1997,59(1)3...,1998,64(2)4...,2000,55..———ClO2.,2000,26(4)6...7.M.A..8...,1999,18(10)9.,..,1998,24(12)10..O3.,1997,23(5)11...,1998,312...,2001,213...,1996,12(5)14...,1993,215.,..,1998,64(2)(收稿日期2001-05-19)37·标准制修订动态·　··　2001.08