二氧化氯在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用價值

【摘要】二氧化氯是強氧化劑，能夠與多種有機和無機化合物發(fā)生反應(yīng)而將其破壞分解成無毒無害物質(zhì)。二氧化氯制造容易，使用方便，成本低廉，是處理工業(yè)污水、醫(yī)院污水、飲用水；凈化空氣、除臭脫色漂白；降低COD、BOD；消毒滅菌、治理污染保護環(huán)境的理想制劑。

【關(guān)鍵詞】二氧化氯；強氧化性；治理污染

盡管我國多年來在環(huán)保事業(yè)中做了大量工作，取得了很大成績，但當(dāng)前不少地方大氣、水體和固體廢棄物的污染仍未得到很好的治理。2003年全國COD排放量已超過環(huán)保容量61%，工業(yè)廢水、生活污水中有毒有害物質(zhì)種類和數(shù)量在不斷增多，全國水體有機污染已相當(dāng)嚴(yán)重〔1〕。筆者根據(jù)對二氧化氯多年的應(yīng)用研究，認為二氧化氯在治理環(huán)境污染和保護環(huán)境中能起到一定作用。

1　二氧化氯性質(zhì)

二氧化氯分子為O-Cl-O，呈“V”字型結(jié)構(gòu)。該分子的電子結(jié)構(gòu)呈不飽和狀態(tài)，其氧化性能表現(xiàn)在對富電子或供電子的原子或原子團進行攻擊，強行掠奪電子，使之失去活性或性質(zhì)改變。它的氧化活性是氯的215倍〔2〕，因此能與多種無機物、有機物等發(fā)生反應(yīng)，使之成為無毒無害的物質(zhì)。例如，二氧化氯可與鐵、錳、鉛、鎳、鎘、鉻、硫化物、氰化物等反應(yīng)，生成鹽類，也可與眾多有機物例如與萘、蒽、苯酚、腐殖酸、小分子有機酸、苯胺、苯醌、酚、氨基酸、甲醛、二縮醛、胺類、硫醇、硫脲、硝基苯酚等反應(yīng)將其變成無毒無害物質(zhì)〔3〕。

二氧化氯是黃綠色至桔黃色氣體，有類似氯氣般的窒息性氣味，高濃度時有毒�？諝庵袧舛葹�5～17ppm時有明顯的氣味，在此濃度下停留6h可致死。濃度較高時，對人體呼吸器官、眼和中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生危害。刺激性比氯氣大，但不像光氣對人體組織產(chǎn)生變性作用。人們生活、工作空間允許值為≤011ppm(013mg/m3)，短期允許值為013ppm(019mg/m3)。易
溶于水，不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，4℃100g水可溶解2L二氧化氯氣體，但水溶液見光后穩(wěn)定性差，遮光后穩(wěn)定性尚好。氣體二氧化氯用空氣稀釋到<10%和水溶液濃度6～10g/L以下較為安全，超過以上值即可爆炸。在使用濃度范圍內(nèi)，不傷害人體細胞，無毒無害，不致癌，不致畸，不致病，不污染環(huán)境。因此上個世紀(jì)80年代，美國環(huán)保局(EPA)，美國農(nóng)業(yè)部(US2
DA)和美國食品藥物局(FDA)批準(zhǔn)為安全環(huán)保和防疫用藥。所以美國、歐洲、日本等發(fā)達國家和地區(qū)，當(dāng)今把二氧化氯當(dāng)作主要環(huán)保和衛(wèi)生防疫用品使用。

2　二氧化氯制造方法

2.1　化學(xué)反應(yīng)法制造二氧化氯

主要為氧化法和還原法兩類。氧化法是以亞氯酸鹽與鹽酸，過硫酸鹽，有機酸等反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氯。產(chǎn)品純度高，根據(jù)需要可隨時靈活制造，但成本較高。常用方法有Rapson法，CCV法，有機酸法等。

大規(guī)模制造二氧化氯，采用NaClO3還原法，即在酸性條件下，與還原劑反應(yīng)生產(chǎn)二氧化氯。常用還原劑有甲醇，NaCl，糖，過氧化氫等。成本較低，可大規(guī)模或連續(xù)生產(chǎn)二氧化氯。盡管還原法制造二氧化氯的方法有50多種〔4，5〕，但筆者經(jīng)實驗研究認為以炭質(zhì)或糖作為還原劑制造的二氧化氯純度高，生產(chǎn)方便，不受溫度影響，產(chǎn)量亦大�？梢蚤g斷生產(chǎn)，也可以連續(xù)生產(chǎn)。副產(chǎn)品CO2可以稀釋二氧化氯濃度，降低其爆炸的危險性。同時用這種方法制造二氧化氯對設(shè)備要求不高，只要有反應(yīng)容器和鼓風(fēng)機即可生產(chǎn)。制造出的二氧化氯可以直接用于水處理，或用水吸收制成液體二氧化氯或制成穩(wěn)定性二氧化氯。

2.2　二氧化氯發(fā)生器制造二氧化氯

二氧化氯發(fā)生器由真空系統(tǒng)，溫度壓力控制系統(tǒng)，加料器，再沸器，循環(huán)泵，反應(yīng)器，冷卻器，吸收塔，濃度監(jiān)測器等組成。有電解法和化學(xué)法兩種。二氧化氯發(fā)生器國內(nèi)外制造商較多，如Prominent公司，Tetrar2alent公司，國內(nèi)濟南科林沃德環(huán)境科技有限公司，山大華特科技股份有限公司，南京華清水處理工業(yè)設(shè)備廠等。但筆者認為不管何種原理和方法制成的二氧化氯發(fā)生器，應(yīng)以產(chǎn)生高純度二氧化氯(>90%二氧化氯)為前提，來為環(huán)保服務(wù)。

2.3　長效緩釋二氧化氯的制造

長效緩釋二氧化氯是制造二氧化氯的新方法〔6〕。所謂長效緩釋，即連續(xù)幾個月，一年，二年或更長時間比較均勻地自動制造出二氧化氯，供環(huán)保或衛(wèi)生防疫應(yīng)用。緩釋率(mg/h或g/h)根據(jù)需要可自行調(diào)節(jié)。

該項技術(shù)的具體方法：首先由A，B兩組份構(gòu)成，B組份由反應(yīng)器盛裝，A組份單獨包裝，使用時將A組份倒入B組份上，即立刻源源不斷地產(chǎn)生二氧化氯，用于治理污水和處理其它污物等。

3　二氧化氯在環(huán)境保護和治理污染中的應(yīng)用

3.1　污水高效凈化劑

二氧化氯是一種強氧化劑，能夠?qū)⒐�業(yè)廢水中存在的S2-，SO2-2，SnO2-2，AsO2-3，NO-2，CN-等還原性酸根氧化除去，也可將Fe2+，Mn2+，Ni+等金屬離子以及它們與酚類，CN-形成絡(luò)合物除去〔4〕。因此，二氧化氯可廣泛用于含酚，氰，有機物和金屬離子等工業(yè)廢水處理。如焦化廠廢水含酚高，二氧化氯可清除廢水中的酚和其他有毒物質(zhì)。除去酚后，有機氯不存在，故不會生成雙聯(lián)氯酚。二氧化氯對制藥廠含氰和其他有害物質(zhì)的廢水處理，去除率高，成本低，效果好。電鍍、印染、造紙、化肥等企業(yè)排放的污水，造成一些河流的河水嚴(yán)重污染，淮河嚴(yán)重污染就是一例。二氧化氯處理這些企業(yè)排放的污水，是一種切實可行并且成本很低的方法。因為二氧化氯有強氧化性，可以氧化掉污水中的有機、無機有害物質(zhì)，同時能夠脫色、除臭，顯著降低COD、BOD值。二氧化氯對工業(yè)循環(huán)用水，具有高效殺菌、滅藻作用。對設(shè)備器壁上的生物黏泥、污垢有優(yōu)良的剝離和清洗效果。對工業(yè)廢水池中的污水具有除臭和氧化污泥的效果。對醫(yī)院污水具有徹底消毒滅菌和清除其他有機毒物的作用。所以二氧化氯是治理工業(yè)污水等的高效凈化劑。

3.2　生活用水凈化劑

用液氯處理飲用水已有100多年的歷史。1974年從液氯處理的飲用水中檢出了因液氯的氯化作用而生成的三鹵甲烷和其他氯化合物，認為這些物質(zhì)具有致癌作用。因此，液氯、次氯酸鈉、漂白粉等氯制劑不宜用于飲用水消毒已得到公認。取而代之的二氧化氯是理想的飲水處理劑。二氧化氯消毒滅菌滅藻，防腐除臭，消除異味效果好。不在飲水中產(chǎn)生三鹵甲烷等致癌物質(zhì)，特別適用于含腐殖質(zhì)多的江、河、湖泊水質(zhì)的凈化。所以，二氧化氯通過了美國的FDA規(guī)定指標(biāo)，WHO(世界衛(wèi)生組織)向全世界推薦使用二氧化氯作為飲水處理劑。

3.3　畜禽，水產(chǎn)養(yǎng)殖及其加工廠凈化劑

畜禽養(yǎng)殖場一般均以集群飼養(yǎng)共處一舍為飼養(yǎng)管理方法。畜禽排泄的糞便、畜禽的體味等，使得畜禽圈舍臭不可聞，污染十分嚴(yán)重。這種環(huán)境極易孽生細菌，霉菌等多種人畜共患的致病菌。畜禽圈舍排出物是污染周圍環(huán)境的主要污染源。筆者用100ppm的二氧化氯水溶液噴灑圈舍地面和糞池，同時用50ppm二氧化氯向圈舍空間噴霧，臭味立即消除，空氣立刻清新。

經(jīng)過這樣處理的36h內(nèi)，圈舍內(nèi)保持無臭味，36h后，臭味開始逐漸回升，至100h后，圈舍又完全恢復(fù)到臭不可聞的地步。由此可見，間隔兩天用二氧化氯噴灑(霧)一次對凈化畜禽圈舍，消毒滅菌，防止畜禽之間及人與畜禽之間疾病傳播，具有重要意義。二氧化氯對畜禽加工廠的空氣凈化，設(shè)備工具，貯藏室等處的消毒，畜禽肉類的保鮮，是最理想的制劑。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，二氧化氯能減少水中致病微生物的數(shù)量，不損害浮游生物，同時還有增氧，改善水質(zhì)，除臭，防霉，凈化水體的功能，是防治養(yǎng)殖水體污染的首選藥劑。

3.4　空氣、設(shè)備等凈化劑

通過噴霧或熏蒸方法，對空間環(huán)境、工廠容器、工具、設(shè)備、冷庫、管道、家庭用具、居室裝修散發(fā)出來的甲醛、餐廳、賓館、公交車輛、公共場所、織物等進行消毒滅菌、除臭、除異味、清除甲醛等，是凈化環(huán)境、設(shè)備的理想制劑，也是很好的空氣清新劑。

3.5　二氧化氯在環(huán)保中的其他用途

二氧化氯可以清除殘留農(nóng)藥、殺蟲劑和殘留激素。在漂白紙漿時可杜絕氯氣漂白產(chǎn)生的二惡英污染。二氧化氯稀釋液可代替農(nóng)藥用于防治蔬菜、水果、水稻、小麥等農(nóng)作物病害，起到了綠色農(nóng)藥的作用。在冶煉金屬中，利用二氧化氯能有效地清除冶煉過程中產(chǎn)生的H2S氣體，保護空氣不受H2S污染。

4　結(jié)論

二氧化氯制造容易。成本低廉，使用方便。利用二氧化氯的強氧化特性，可治理污染保護環(huán)境，造福于民，值得環(huán)保部門高度重視。

參考文獻
1　孫賢波，陳琳玲，張峰等.生化處理水有機污染物特性及深度處理研究〔C〕.第一屆環(huán)境污染防治應(yīng)用技術(shù)交流會，杭州：《環(huán)境污染與防治》雜志社，2005：8～14.
2　周少奇，楊志泉，丁偉能.二氧化氯的應(yīng)用研究〔J〕.環(huán)境技術(shù)，2002，(6)：21～24.
3　方賢達.氯的含氧化合物生產(chǎn)與應(yīng)用〔M〕.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：126～1291
4　王洪記.國內(nèi)外二氧化氯開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀〔J〕.江蘇化工，2000，28(10)：11～14.
5　王驕凌，郭國清.二氧化氯生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用進展〔J〕.上�；�工，2001，26(3.4)：39～40.
6　鄭進勝.便攜式自動液體二氧化氯消毒劑發(fā)生器的研制和應(yīng)用〔J〕.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2005，26(11)：75.作者: 鄭進勝 來源：谷騰水網(wǎng)