二氧化氯和次氯酸鈉的比較?次氯酸鈉的消毒機理本質(zhì)與氯相同,都是水解成次氯酸發(fā)揮作用。故也將其與次氯酸鈣、氯胺、液氯消毒合并成為含氯消毒劑。從下面公式可見,該水解過程可導致待處理水的pH升高。
一般認為次氯酸鈉溶于水中后,水解生成次氯酸和新生態(tài)的氧擴散到帶負電病原體表面,并通過細胞壁進入體內(nèi)破壞蛋白質(zhì)、核酸等,將致病微生物滅活。1g次氯酸鈉的有效氯為0.952g。
NaOCl + H2O =HOCl + Na+ + OH-
在水廠應用的一般為10%有效氯濃度的次氯酸鈉液體,淡黃色,有少量刺激性氣味,清澈透明,易溶于水,比重為1:18,呈現(xiàn)強堿性;見光容易分解,不宜曝曬和久藏。在pH值低于10時會發(fā)生縮合反應生成亞氯酸鹽;然而在pH值大于13時,離子濃度的增加會加速該反應的進行,一般存儲pH范圍通常為11.8-13。
高濃度的次氯酸鈉極易衰減,每天可達到 5% 的衰率,并產(chǎn)生氯酸鹽等副產(chǎn)物,無法長期貯存,需頻繁輸、低溫避光保存。由于次氯酸鈉分解生成氧氣和氯氣,因此包裝容器都要留出氣孔,防止發(fā)生安全事故。
二氧化氯在水中以分子形態(tài)存在,并無次氯酸的生成,因此不能以有效氯來計量。在給水消毒條件下可以直接爭奪微生物或其他有機及無機污染物的電子,生成次氯酸根。陳天朗等認為此過程中也有多種自由基的作用。Ogata等通過研究二氧化氯對6-磷酸葡萄糖脫氫酶的氧化過程證實,二氧化氯對氨基酸的破壞來自于其氧原子,而非氯原子。因此,不會與原水中的有機物發(fā)生氯化反應而生成THMs和HAAs,這是二氧化氯用于水消毒的一個突出優(yōu)勢。
二氧化氯可在pH≤9范圍保持較好的消毒效果,在pH>9和見光條件下可發(fā)生歧化反應,因此需要低溫避光保存。而且二氧化氯難以壓縮,在溶液中濃度高于10%(Wt/V)或空氣中大于10%(V/V)時,易發(fā)生爆炸,因此二氧化氯均采用發(fā)生器現(xiàn)場發(fā)生的方式進行應用。
2.消毒效果
經(jīng)過對現(xiàn)有文獻的查閱,下面列出了氯和二氧化氯對一些水消毒敏感指標的效果對比。從圖中可以看到,二氧化氯對各項病毒、后生動物及有機污染物的處理效果普遍優(yōu)于次氯酸鈉。
3. 處理含藻水
二氧化氯可在pH≤9范圍保持較好的消毒效果,在pH>9和見光條件下可發(fā)生歧化反應,因此需要低溫避光保存。而且二氧化氯難以壓縮,在溶液中濃度高于10%(Wt/V)或空氣中大于10%(V/V)時,易發(fā)生爆炸,因此二氧化氯均采用發(fā)生器現(xiàn)場發(fā)生的方式進行應用。
二氧化氯和次氯酸鈉的比較?除了上表中對藻毒素的去除,二氧化氯優(yōu)于液氯之外,由于二氧化氯以單一分子形態(tài)存在,因此具有良好的穿透性,可以在不損害結構和形態(tài)下進入細胞內(nèi)部,破壞酶與DNA使其失活,這樣可以防止有毒內(nèi)容物流出,而Cl2與NaClO2滅活后的細菌等微生物均表現(xiàn)有明顯損傷。
二氧化氯和次氯酸鈉的比較?隨著水體富營養(yǎng)化的加劇,藻毒素已經(jīng)為夏季地表水源控制的重點指標,從殺菌效果、經(jīng)濟性、安全性進行比較,次氯酸鈉的除藻能力不及高錳酸鉀、硫酸銅和過氧化氫,且作用于藻細胞后會破壞其完整性,致使產(chǎn)生大量的、常規(guī)水處理工藝無法有效去除的胞外溶解性MC-LR,導致飲用水水質(zhì)存在安全隱患。因此應避免在藻類大量暴發(fā)時(藻濃度>6.96×106個/mL)預氧化中使用次氯酸鈉。如采用次氯酸鈉。而二氧化氯對于高濃度含藻水的胞內(nèi)及胞外藻毒素可同時去除,作為預氧化工藝投量為3.0mg/L時即可達到控制住飲用水藻毒素的含量。
二氧化氯和次氯酸鈉的比較?藻類大量繁殖的富營養(yǎng)化水體會產(chǎn)生大量2-甲基異莰醇(2-methylisoborneol,2-MIB),其濃度達到ng/L時,就能引起濃重的土霉味,這也已成為水廠夏季的新挑戰(zhàn)。次氯酸鈉、高錳酸鉀、二氧化氯、過氧化氫四種消毒劑中,二氧化氯對于MIB的降解效果遠高于其他三者,在投量為2~20mg/L范圍內(nèi),其去除率均約為次氯酸鈉的二倍左右。
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