承接上篇。

25．選擇使用污泥調理劑應考慮的因素有哪些？

⑴調理劑的品種特點

就常用的鋁鹽和鐵鹽無機調理劑而言，使用鋁鹽時的藥劑投加量較大，所形成的絮體密度較小，調理效果較差，在脫水過程中會堵塞濾布。因此，在選用無機調理劑時，盡可能采用鐵鹽；當使用鐵鹽會帶來許多問題時，再考慮采用鋁鹽。無機調理劑與有機調理劑相比，藥劑投加量較大，形成的絮體顆粒細小，但絮體強度較高。因此在利用真空過濾機和板框壓濾機使污泥脫水時，可以考慮采用無機調理劑。與無機調理劑相比，有機調理劑藥劑投加量較小，形成的絮體粗大，但絮體強度較低，比無機調理劑形成的絮體更容易破碎。而且一旦絮體被破壞，不論采用無機調理劑還是有機調理劑，都不易恢復到原來的狀態(tài)。因此在利用離心脫水機和帶式壓濾機使污泥脫水時，可以考慮采用有機調理劑。在采用無機調理劑或有機調理劑中的一種難以達到理想的調理效果時，可以考慮將無機和有機調理劑復配使用，有時能取得更好的調理效果。比如石灰和三氯化鐵聯合使用，不但能起到調節(jié)pH值的作用，而且石灰和污水中的重碳酸鈣生成的碳酸鈣顆粒結構還能增加污泥的孔隙率，促進泥水分離。

⑵污泥性質

不同性質的污泥，選用調理劑的種類和投加量也有很大差異。對有機物含量高的污泥，較為有效的調理劑是陽離子型有機高分子調理劑，而且有機物含量越高，越適宜選用聚合度越高的陽離子型有機高分子調理劑。而對以無機物為主的污泥，則可以考慮采用陰離子型有機高分子調理劑。污泥性質的不同直接影響調理效果：初沉池污泥較易脫水，而浮渣和剩余活性污泥則較難脫水，混合污泥的脫水性能則介于兩者之間。為達到一定的調理效果，所需調理劑的數量存在顯著差異。一般來說，越難脫水的污泥其調理用藥劑量越大，污泥顆粒細小，會導致調理劑消耗量的增加，污泥中的有機物含量和堿度高，也會導致調理劑用量的加大。另外，污泥含固率也影響調理劑的投加量，一般污泥含固率越高，調理劑的投加量越大。

⑶溫度

污泥的溫度直接影響著無機鹽類調理劑的水解作用，溫度低時，水解作用會變慢。如果溫度低于10oC，調理效果會明顯變差，可通過適當延長調理時間的方法改善調理效果。使用有機高分子調理劑時，如果配制藥液的母液或自來水溫度過低或污泥溫度過低，就會由于水的動力粘滯度和高分子調理劑溶液本身的粘度變大而不利于稀釋均勻和調理混合均勻，進而影響污泥調理效果和脫水效果。因此，冬季氣溫較低時，要重視污泥輸送系統的保溫環(huán)節(jié)（從污水處理系統排出的污泥溫度一般不低于15oC），盡量減少污泥輸送過程中熱量的損失。在必要的情況下，可以采取對有機高分子調理劑稀釋罐加熱或適當延長混合溶解時間和加大攪拌強度的方法改善溶解條件。

⑷pH值

污泥的pH值決定無機鹽類調理劑的水解產物形態(tài)，同一種調理劑對不同pH值的污泥的調理效果也大不相同。鋁鹽的水解反應受pH值的影響很大，其凝聚反應的最佳pH值范圍為5～7。當pH值大于8或小于4時，難以形成絮體，也就是說失去了調理的作用。而高鐵鹽調理劑受pH值的影響較小，無論污泥呈酸性還是呈堿性，都能形成水解產物Fe(OH)3絮體，最佳pH值范圍為6～11。亞鐵鹽在pH值為8～10的污泥中，其溶解度較高的水解產物能被氧化成溶解度較低的Fe(OH)3絮體。因此選用無機鹽類調理劑時，首先要考慮脫水污泥的具體pH值，如果pH值偏離其凝聚反應的最佳范圍，最好更換使用另一種調理劑。否則就要考慮在對污泥進行調理之前，投加酸或堿調整污泥的pH值，一般情況下，都不采取這種措施。

pH值對聚合電解質的調理效果也有影響，污泥的pH值影響著調理劑分子的電離、荷電狀況以及分子形狀。陽離子型聚合電解質在低pH值的酸性污泥中的電離度較大，分子形狀趨向舒展；而在高pH值的堿性污泥中電離度較小，分子形狀趨向卷曲。與陽離子型聚合電解質性質相反，陰離子型聚合電解質在低pH值的酸性污泥中的電離度較小，分子形狀趨向卷曲；而在高pH值的堿性污泥中電離度較大，分子形狀趨向舒展。陰陽離子型聚合電解質的情況稍有不同，在等電點時，整個分子呈中性，正負兩種電荷相互吸引，故分子緊密卷曲成團。在等電點兩側，分子上都會有一種電荷過剩，因互相排斥作用而使分子趨向舒展。

⑸配制濃度

調理劑的配制濃度不僅影響調理效果，而且影響藥劑消耗量和泥餅產率，其中有機高分子調理劑影響更為顯著。一般來說，有機高分子調理劑配制濃度越低，藥劑消耗量越少，調理效果越好。這是因為有機高分子調理劑配制濃度越低，越容易混合均勻，分子鏈伸展得越好，架橋凝聚作用發(fā)揮得越好，調理效果當然也越好。但配制濃度過高或過低都會降低泥餅產率。而無機高分子調理劑的調理效果幾乎不受配制濃度的影響。經驗和有關研究表明，有機高分子調理劑配制濃度在0.05%～0.1%之間比較合適，三氯化鐵配制濃度10%最佳，而鋁鹽配制濃度在4%～5%最為適宜。

⑹投加順序

當采用不止一種調理劑時，調理劑投加的順序也會影響調理效果。當采用鐵鹽和石灰作調理劑時，一般先投加鐵鹽，再投加石灰，這樣形成的絮體與水較易分離，而且調理劑總的消耗量也較少。當采用無機調理劑和有機高分子調理劑聯合調理污泥時，先投加無機調理劑，再投加有機高分子調理劑，一般可以取得較好的調理效果。

⑺混合反應條件

要想達到最好的調理效果，污泥與調理劑實現完全充分的混合是非常必要的。但值得注意的是，污泥與調理劑混合反應形成絮體后，決不能再被破壞，因為絮體一旦受到破壞就很難恢復到原來的狀態(tài)。經驗表明，針對某種污泥，使用某種調理劑，只有混合反應的強度和時間在一定范圍內，才能取得較好的調理效果，而且調理效果會隨著停留時間的增加而降低。這就是說，經過試驗確定了調理的時間和強度后，必須在實際操作中嚴格遵守執(zhí)行。一方面不能隨意延長或縮短混合反應的時間，另一方面要盡可能快地使調理后的污泥進入脫水機。

26．調理劑的投加量如何確定？

污泥調理的藥劑消耗量沒有固定的標準，根據污泥的品種、消化程度、固體濃度等具體性質的不同，投加量會出現一定的差異。因此，大多是在實驗室或在現場直接試驗確定調理劑的種類及具體投加量。

一般來說，按污泥干固體重量的百分比計，三氯化鐵的投加量為5%～10%，硫酸亞鐵約為10%～15%，消石灰的投加量為20%～40%，聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵約為1%～3%，陽離子型聚丙烯酰胺為0.1%～0.3%。據有關資料介紹，由于常用的聚丙烯酰胺系列有機合成高分子調理劑的價格較為昂貴（有的品種是普通無機調理劑的十幾甚至二十倍以上），雖然其投加量較少，但折合調理每噸污泥的費用，使用有機合成高分子調理劑的成本仍然較高。普遍的做法是優(yōu)選無機調理劑，當無機調理劑作用較差、難以達到理想的調理效果時，再考慮使用有機合成高分子調理劑或將無機和有機調理劑復配使用。

27．使用調理劑的注意事項有哪些？

為了更好地使用調理劑，應注意以下事項：①充分了解和掌握被處理污泥的性質（濃度、成分等），②試驗確定適合于污泥性質和脫水機性質的調理劑種類，③試驗確定調理劑的注入點、反應條件、投加量等，④根據調理劑的性質確定調理劑的溶解、儲存等使用方法。

一般來說，無機調理劑適用于真空過濾脫水和板框壓濾脫水，而有機調理劑則較適用于離心脫水和帶式壓濾脫水。在使用離心脫水機和帶式壓力脫水機時，為了形成不易破碎的粗大絮凝物，一般使用分子量在10萬、甚至100萬以上的陽離子系列高分子調理劑。同時還要注意，由于離心脫水機是在2000～3000G的高離心力下進行固液分離，使用分子量越大的高分子調理劑，越容易形成堅固的絮凝物，越有利于脫水；而對帶式壓濾脫水機來講，分子量過高時，調理劑的部分粘性會殘留在絮凝物上，從而導致濾餅在濾布上的剝離性較差。就陽離子調理劑而言，對于同樣污泥，和離心脫水機相比，帶式壓力脫水機要求調理劑的陽離子度較高、而投加量較少。

一般來說，污泥濃度高時，使用高分子量的調理劑效果較好，而污泥濃度低時，使用分子量較低的調理劑效果較好。

廢水生物處理產生的剩余污泥和回流污泥的性質相同，其主要成分是微生物的絮凝物，一般帶有負電荷，因此為使剩余污泥凝聚，最好使用陽離子的調理劑。當前使用較多的陽離子調理劑是聚丙酰胺的共聚物或氨基甲基化變性物，通過調整陽離子變性條件，可得到不同陽離子度的調理劑。根據陽離子度的不同（可用膠體滴定法測定），陽離子調理劑可分為高、中、低陽離子度調理劑。

28．脫水劑、調理劑與絮凝劑、助凝劑的關系是什么？

脫水劑是對污泥進行脫水之前投加的藥劑，也就是污泥的調理劑，因此脫水劑和調理劑的意義是一樣的。脫水劑或調理劑的投加量一般都以污泥干固體重量的百分比計。

絮凝劑應用于去除污水中懸浮物，是水處理領域的重要藥劑。絮凝劑的投加量一般以待處理水的單位體積內投加的數量來表示。

脫水劑（調理劑）與絮凝劑、助凝劑的投加量都可以稱為加藥量。同一種藥劑既可以在處理污水時應用為絮凝劑，又可以在剩余污泥處理過程中應用為調理劑或脫水劑。

助凝劑用在水處理領域作為絮凝劑的助劑時被稱為助凝劑，同一種助凝劑在剩余污泥處理時一般不稱助凝劑，而是統稱為調理劑或脫水劑。

使用絮凝劑時，由于水中的懸浮物數量畢竟有限，為了實現絮凝劑與懸浮顆粒的充分接觸，需要配備混合、反應設施，并且都要具有足夠的時間，比如混合需要幾十秒到數分鐘、反應則需要15～30min。而污泥脫水時從投加調理劑到污泥進入脫水機往往只有幾十秒的時間，即只有相當于絮凝劑的混合過程、沒有反應的時間，而且經驗也表明，調理效果會隨著逗留時間的延長而降低。

29．消泡劑的種類有哪些？

消泡劑的效果與發(fā)泡液的種類有關，即有的消泡劑對某些發(fā)泡液效果顯著，而對其它發(fā)泡液效果不明顯，甚至沒有作用。常用的消泡劑按成分不同可分為硅（樹脂）類、表面活性劑類、鏈烷烴類和礦物油類。

⑴硅（樹脂）類：硅樹脂消泡劑又稱乳劑型消泡劑，使用方法是將硅樹脂用乳化劑（表面活性劑）乳化分散在水中后投加到廢水中。二氧化硅細粉是另一種消泡效果較好的硅類消泡劑。

⑵表面活性劑類：此類消泡劑其實是乳化劑，即利用表面活性劑的分散作用，使形成泡沫的物質在水中保持穩(wěn)定的乳化狀態(tài)分散，從而避免生成泡沫。

⑶鏈烷烴類：鏈烷烴類消泡劑是用乳化劑把鏈烷烴蠟或其衍生物乳化分散后制成的消泡劑，其用途與表面活性劑類的乳化型消泡劑類似。

⑷礦物油類：以礦物油為主要消泡成分。為了改善效果，有時混合金屬皂、硅油、二氧化硅等物質一起使用。此外，為使礦物油容易擴散到發(fā)泡液表面，或者使金屬皂等均勻分散在礦物油中，有時還可投加各種表面活性劑。

30．常用pH調整劑有哪些？

將含酸廢水pH值調高時，以堿或堿性氧化物為中和劑，而將堿性廢水pH值調低時則以酸或酸性氧化物做中和劑。調整酸性廢水pH值時經常采用的中和劑有石灰、石灰石、白云石、氫氧化鈉、碳酸鈉等，調整堿性廢水pH值時一般采用硫酸、鹽酸。

在對含酸廢水進行中和時，還可以就近使用一些堿性工業(yè)廢渣，比如化學軟水站排出的碳酸鈣廢渣、有機化工廠或乙炔發(fā)生站排放的電石廢渣（主要成分為氫氧化鈣）、鋼廠或電石廠篩下的廢石灰、熱電廠的爐灰渣和硼酸廠的硼泥等。在對堿性廢水進行處理時，也可以使用煙道氣利用其中的CO2、SO2等酸性氣體對廢水中的堿進行中和。

當廢水的pH值過大或過小時，為減少pH值調整時所需的溶藥池和藥劑池容積及實現pH值調整的自動化控制，可以使用40%NaOH和98%H2SO4分別作為含酸廢水和含堿廢水的pH值調整劑。同時可以避免使用石灰類堿劑所帶來的污泥問題，減少二次污染的機會。

31．消毒劑的選擇應考慮哪些因素？

廢水經一級或二級處理后，水質改善，細菌含量也大幅度減少，但其絕對值仍很可觀，并有存在病原菌的可能。因此，廢水排入水體前應進行消毒處理。

目前，用氯化法消毒能產生有害物質，影響人體健康已廣為人知，這是因為氯與水中有機物作用，同時有氧化和取代作用，氧化作用可以促使去除有機物，而取代作用則是氯與有機物結合，形成了有致突變或致癌活性的鹵化物。美國規(guī)定三鹵甲烷(THMS)的最大濃度為100μg/L，德國、加拿大、日本也分別規(guī)定為25μg/L、350μg/L、100μg/L，我國1985年版《生活飲用水衛(wèi)生標準》中也規(guī)定了氯仿的上限為60μg/L。有鑒于此，廢水消毒一是要控制恰當的投劑量，二是采用其他消毒劑代替，如二氧化氯、臭氧、紫外線輻射等，以減少有害物質的生成。

各種消毒劑的優(yōu)缺點和適用條件見表8--2。參考此表，可以初步確定應該使用的消毒劑。

表8--2各種消毒劑的優(yōu)缺點和適用條件

32．消毒劑的種類有哪些？各自的特點是怎樣的？

常用的消毒劑有次氯酸類、二氧化氯、臭氧、紫外線輻射等。次氯酸類消毒劑有液氯、漂白粉、漂粉精、氯片、次氯酸鈉等形態(tài)，主要是通過HOCl起消毒作用。次氯酸類消毒劑的弱點是容易和水中的有機物生成氯代烴，而氯代烴已被確認為是對人體健康極為不利的，同時處理過的水會有一些令人不快的氣味。次氯酸類消毒劑粉塵和放出的氯氣對人的呼吸道、眼睛及皮膚都有強烈的刺激作用，如果不慎濺入眼睛或觸及皮膚，要立即用大量清水沖洗。存放環(huán)境要陰涼、通風和干燥，遠離熱源和火種，不能與有機物、酸類及還原劑共儲混運，運輸過程中要防止雨淋和日光曝曬，裝卸時動作要輕，避免碰撞和滾動。

次氯酸類消毒劑消毒時往往發(fā)生的是取代反應，這也是使用次氯酸類消毒劑會產生氯代烴的根本原因，而臭氧和二氧化氯消毒時發(fā)生的是純氧化反應，因而可以破壞有機物的結構，在殺菌的同時還可以提高廢水的可生化性（BOD5/CODCr值），去除水中的部分CODCr。二氧化氯消毒與臭氧或紫外線消毒相比，前者一次性投資低，運行費用高（大約0.1元/m3）；后者一次性投資高，運行費用低（大約0.02元/m3）。

臭氧消毒和紫外線消毒可以在很短的時間內達到消毒的效果，經過臭氧消毒和紫外線消毒的二沉池出水或回用水細菌總數和總大腸菌群等微生物指標可以達到要求，但他們的缺點是瞬時反應，無法保持效果，抵抗管道內微生物的滋生和繁殖，因此在回用水系統使用這兩種方法消毒時，往往需要在其出水中再投加0.05～0.1mg/L二氧化氯或0.3～0.5mg/L的氯，以保持管網末梢有足夠的余氯量。

33．氯的物化性質是怎樣的？

氯在常壓下是黃綠色氣體，在0oC和一個大氣壓時的密度為3.2mg/mL，即約為空氣的2.5倍重，具有強烈的刺激性。一般采用電解食鹽水溶液的方法制取氯氣，然后將氯氣加壓冷卻制得液氯，液氯極易氣化，沸點是-34.5oC。加壓后的液氯成為黃綠色透明液體，1kg液氯氣化后體積可以變?yōu)?00L。氯性質很活潑，能溶于水，溶解度隨水溫的升高而降低。氯是具有強烈刺激性的窒息氣體，對人的呼吸系統、眼部及皮膚都能產生傷害，空氣中最高允許濃度為1mL/m3。雖不自燃，但可以助燃，在日光下與其他易燃氣體混合時會發(fā)生燃燒和爆炸，可以和大多數物質起反應。

氯是一種強氧化劑，具有殺菌能力強、價格低廉、來源方便的優(yōu)點，是水處理行業(yè)應用歷史最為悠久的消毒劑。氯消毒的機理是依靠水解生成的次氯酸HOCl向微生物的細胞壁內擴散，與細胞的蛋白質反應生成化學穩(wěn)定性極好的N-Cl鍵。另外，氯能氧化微生物的某些活性物質，抑制并殺死微生物。

34．如何防止氯中毒？

雖然空氣中最高允許濃度為1mL/m3，但長期在低于此值的環(huán)境中工作，也會導致慢性中毒，表現為患慢性支氣管炎、慢性胃腸炎、牙齦炎、口腔炎、皮膚搔癢癥等疾病。短時間暴露在高氯環(huán)境中，會導致急性中毒。輕度急性中毒表現為喉干胸悶、脈搏加快等癥狀，重度急性中毒表現為支氣管痙攣和水腫，甚至出現昏迷或休克。為防止出現氯中毒的措施可總結如下：

⑴經常接觸氯氣的工作人員對氯味的敏感程度會有所降低，常常會在聞不到氯味的時候，人就已經受到氯的傷害。因此操作人員的值班室要和加氯間分開設置，并在加氯間安裝監(jiān)測及警報裝置，隨時對其中的氯濃度進行檢測。

⑵加氯間要靠近加氯點，兩者間距不超過30m。加氯間建筑要堅固防火、耐凍保溫、通風良好、大門外開，并與其他工作間嚴格分開、沒有任何直接連通。由于氯比空氣重，因此當氯氣在室內泄漏后，會將空氣排擠出去，在封閉的室內下部積聚并逐漸向上擴散。所以加氯間的底部必須安裝強制排風設施，進氣孔要設在高處。

⑶加氯間門外要備用檢修工具、防毒面具和搶救器具等，照明和通風設備的開關也要設在室外，在進入加氯間之前，先進行通風。通向加氯間的壓力水管必須保證不間斷供水，并保持水壓穩(wěn)定，同時還要有應對突然停水的措施。加氯間內要設置堿液池，并定時檢驗，保證堿液隨時有效。當發(fā)現氯瓶有嚴重泄漏時，戴好防毒面具，然后將氯瓶迅速移入堿液池中。

⑷當發(fā)現現場有人急性氯中毒后，要設法迅速將中毒者轉移到具有新鮮空氣的地方，對呼吸困難者，應當讓其吸氧，嚴禁進行人工呼吸，可以用2%的碳酸氫鈉溶液為其洗眼、鼻、口等部位，還可以讓其吸入霧化的5%碳酸氫鈉溶液。

35．使用液氯瓶時的注意事項有哪些？

液氯是目前國內外應用最廣的消毒劑，除消毒外還有氧化作用。液氯通常在鋼瓶中貯存和運輸，使用時，液氯轉變成氯氣加入水中。

⑴氯瓶內壓力一般為0.6～0.8MPa，所以不能在太陽下曝曬或靠近爐火或其他高溫熱源，以免氣化時壓力過高發(fā)生爆炸。液氯和干燥的氯氣對銅、鐵和鋼等金屬沒有腐蝕性，但遇水或受潮時，化學活性增強，能腐蝕大多數金屬。因此貯氯鋼瓶必須保持0.05～0.1MPa的余壓，不能全部用空，以免進水。

⑵液氯變成氯氣要吸收熱量，1kg液氯變成1kg氯氣約需要289kJ熱量。在氣溫較低時，氯瓶從空氣中吸收的熱量有限，液氯氣化的數量受到限制時，需要對氯瓶進行加熱。但切不可用明火、蒸汽直接加熱氯瓶，也不宜使氯瓶溫度升高太多或太快，一般可使用15～25oC的溫水連續(xù)淋灑氯瓶的方法對氯瓶加溫。

⑶要經常用10%氨水檢查加氯機與氯瓶的連接處是否泄漏，如果發(fā)現加氯機的氯氣管出現堵塞現象，切不可用水沖洗，可以用鋼絲疏通，再用打氣筒或壓縮空氣將雜物吹掉。

⑷開啟前要檢查氯瓶的放置位置是否正確，一定要保證出口朝上，即放出來的是氯氣而不是液氯。開氯瓶總閥時，要先緩慢開半圈，隨即用10%氨水檢查是否漏氣，一切正常后再逐漸打開。如果閥門難以開啟，不能用榔頭敲擊，也不能長板手硬扳，以防將閥桿擰斷。

使用次氯酸鈉消毒時的注意事項有哪些？

固態(tài)次氯酸鈉NaClO為白色粉末，具有刺激性氣味，在空氣中極不穩(wěn)定，受熱后迅速分解。商品固態(tài)次氯酸鈉的有效氯一般為10%～12%，常用制備方法是液堿氯化法，即在30%以下的氫氧化鈉溶液中通入氯氣進行反應。商品固態(tài)次氯酸鈉使用方便，但消毒效果比氯差，費用也高于氯消毒。

由于次氯酸鈉容易因陽光、溫度的作用而分解，一般用次氯酸鈉發(fā)生器就地制備后立即投加。利用鈦陽極電解食鹽水(沿海地區(qū)可用海水作為鹽溶液)，得到的次氯酸鈉溶液是淡黃色透明液體，含有效氯6g/L～11g/L。一般每生產1kg有效氯，食鹽消耗量約3～4.5kg，耗電量5～10kWh，通常其消耗比使用漂白粉消毒還要低。

次氯酸鈉固體或溶液都不宜久存，而且必須在避光低溫環(huán)境下存放。電解生產次氯酸鈉溶液最好是使用多少，隨時生產多少。氣溫低于30oC時，每天損失有效氯0.1～0.15mg/L，如果氣溫超過30oC，每天損失有效氯可達0.3～0.7mg/L。因此，如果為了具有一定儲備量以備用，一般夏天儲存時間不超過一天，冬天不超過7d。

36．使用漂白粉消毒時的注意事項有哪些？

漂白粉CaCl2?Ca(OCl)2?2H2O為白色粉末，有氯的氣味，含有效氯20%～25%。漂白粉易吸潮，性質極不穩(wěn)定，日光照射、受熱均能使其變質而降低有效氯成分。與有機物、易燃液體混合能發(fā)熱自燃，受高熱會發(fā)生爆炸。氯片是用漂粉精3Ca(OCl)2?2Ca(OH)2?2H2O加工成的片劑，含有效氯60%～70%。氯片和漂粉精穩(wěn)定性比漂白粉高，可以在常溫下儲存200d以上不分解。兩者的消毒作用與氯相同，以有效氯計的加氯量、接觸時間等參數可以參照液氯。

使用漂白粉作消毒劑，需配成溶液加注，而且一般需設混合池。每包50kg的漂白粉先加400～500kg水攪拌成10%～15%溶液，再加水調成1%～2%濃度的溶液?；旌铣赝ǔＳ懈舭迨脚c鼓風式兩種。用氯片消毒時，廢水流入特制的氯片消毒器，浸潤溶解氯片，并與之混合，然后再進接觸池。

37．二氧化氯的物化性質是怎樣的？

二氧化氯（ClO2）是一種黃綠色氣體，性質極不穩(wěn)定，與氯一樣的刺激性氣味，毒性比氯要大，相對密度為2.4。二氧化氯在常溫下即能壓縮成液體，并很容易揮發(fā)。二氧化氯很容易爆炸，溫度升高、暴露在光線下或與某些有機物接觸摩擦，都可能發(fā)生爆炸，而且液體二氧化氯比氣體二氧化氯更易爆炸。在空氣中的體積濃度超過10%時或水中二氧化氯濃度超過30%就會發(fā)生爆炸。二氧化氯易溶于水，在水中的溶解度是氯的5倍，但ClO2不和水起化學反應，在水中極易揮發(fā)，在光線照射下容易發(fā)生光化學分解。貯存在敞開容器中的ClO2水溶液，ClO2含量會下降很快。因此，二氧化氯不宜貯存，最好現場制取和使用。

市場上銷售的商品穩(wěn)定二氧化氯溶液，多為無色或略帶黃綠色透明液體，二氧化氯含量一般在2%左右，而且要加入一定量的特制穩(wěn)定劑（如碳酸鈉、硼酸鈉及過氯化物的水溶液或二乙烯三胺五亞甲基膦酸等），但運輸和儲存時仍要注意避開高溫和強光。因此，采用二氧化氯消毒時，最好在現場邊生產邊使用。二氧化氯殺菌后生成無毒物質，對環(huán)境水體沒有污染。

38．使用二氧化氯時的注意事項有哪些？

⑴在水處理中，二氧化氯的投加量一般為0.1～1.5mg/L，具體投加量隨原水性質和投加用途而定。當僅作為消毒劑時，投加范圍是0.1～1.3mg/L；當兼用作除嗅劑時，投加范圍是0.6～1.3mg/L；當兼用作氧化劑去除鐵、錳和有機物時，投加范圍是1～1.5mg/L。

⑵二氧化氯是一種強氧化劑，其輸送和存儲都要使用防腐蝕、抗氧化的惰性材料，要避免與還原劑接觸，以免引起爆炸。

⑶采用現場制備二氧化氯的方法時，要防止二氧化氯在空氣中的積聚濃度過高而引起爆炸，一般要配備收集和中和二氧化氯制取過程中析出或泄漏氣體的措施。

⑷在工作區(qū)和成品儲藏室內，要有通風裝置和監(jiān)測及警報裝置，門外配備防護用品。

⑸穩(wěn)定二氧化氯溶液本身沒有毒性，活化后才能釋放出二氧化氯，因此活化時要控制好反應強度，以免產生的二氧化氯在空氣中的積聚濃度過高而引起爆炸。

⑹二氧化氯溶液要采用深色塑料桶密閉包裝，儲存于陰涼通風處，避免陽光直射和與空氣接觸，運輸時要注意避開高溫和強光環(huán)境，并盡量平穩(wěn)。

39．二氧化氯的制備方法有哪些？

二氧化氯的制備方法有很多種，在水處理行業(yè)中，一般用氯、鹽酸或稀硫酸與亞氯酸鈉或氯酸鈉反應的辦法生產，還有使用次氯酸鈉酸化后與亞氯酸鈉合成二氧化氯的。反應式分別如下：

2NaClO3+2NaCl+2H2SO4→2ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2O

Cl2+2NaClO2→2ClO2+2NaCl

5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O

10NaClO2+5H2SO4→8ClO2+5Na2SO4+4H2O+2HCl

NaClO+2HCl+2NaClO2→2ClO2+3NaCl+H2O

使用氯和亞氯酸鈉合成二氧化氯時，先調制pH﹤2.5的氯水溶液，再和一定量的10%亞氯酸鈉溶液一起進入反應室，在反應室中充分混合和反應，生成二氧化氯。理論上，每10g亞氯酸鈉加3.9g氯，可生成7.5g二氧化氯。為了防止未起反應的亞氯酸鈉被帶入水中，通常要加入比理論值多的過量氯。

其他方法與上述方法的操作基本類似，為保證反應過程的安全性，酸和氯酸鈉或次氯酸鈉都配成水溶液，也都是要加入過量的酸，以提高氯酸鈉或次氯酸鈉的轉化率。生成的ClO2溶液可按照合適的投加量直接加到水中進行消毒。

國內市場上有許多使用電解法生產二氧化氯的設備，但實際上，這些設備制造的所謂二氧化氯至多是二氧化氯和氯的復合物，不可能徹底解決氯類消毒劑會產生氯代烴的問題，而且已經有使用復合二氧化氯時發(fā)生爆炸的事例。

40．臭氧的物化性質是怎樣的？

人類發(fā)現臭氧已經有一百年的歷史。在距離地球表面15～25公里的高空，因受太陽紫外線照射的緣故，形成了包圍在地球外圍空間的臭氧層，這厚厚的臭氧層正是人類賴以生存的保護傘。

臭氧分子式為O3，是氧的同素異構體，又名三原子氧，因其類似魚腥味的臭味而得名，雷電后的腥臭味即是電擊產生臭氧而使空氣具有的氣味。在常溫常壓下，較低濃度的臭氧是無色氣體，當濃度達到15%時，呈現出淡藍色。臭氧的沸點是-112oC，密度是2.144g/m3，是氧的1.65倍?？扇嘉镌诔粞踔腥紵仍谘鯕庵腥紵用土?，可獲得更高的溫度。

臭氧在水中的溶解度較高，在同樣條件下是純氧的10倍。臭氧分子結構極不穩(wěn)定，容易分解成氧氣，而且臭氧在水中比在空氣中更容易自行分解。臭氧在空氣中的半衰期一般為20～50分鐘，一般隨溫度與濕度的增高而加快。臭氧在水中半衰期約為35分鐘，隨水質與水溫的不同而有所變化。臭氧在水溶液中的穩(wěn)定性受水中所含雜質的影響較大，特別是有金屬離子存在時，臭氧可迅速分解為氧氣。

41．臭氧在水處理中的應用有哪些？

臭氧和氯的氧化還原電位分別是2.07V和1.36V，因此，臭氧的氧化性僅次于羥基自由基?OH和氟，是一種比氯性質更強烈的氧化劑和殺生劑，在水處理中的可以作為氧化劑或消毒劑。

作為消毒劑消毒時，其殺菌和除病毒效果較好，而且接觸時間較短。比如臭氧達到某種消毒效果要求投加量與接觸時間的乘積是5的話，要達到同樣效果，氯的投加量與接觸時間的乘積是1440。臭氧消毒的最大特點是當水中含有有機物時，不會產生氯消毒時容易生成的有機氯化物一類有毒物質。而且由于臭氧的氧化力極強，不但可以殺菌，還可以除去水中的色味等有機物，即同時具有殺菌、除臭、去色、除酚等多種作用。由于其分解快而沒有殘留物質存在，因此特別適用于對微污染地表水為水源的飲用水消毒和污水深度處理出水的消毒。

利用臭氧的強氧化性，可以將污水中的Fe2+、Mn2+等金屬離子氧化到較高或最高氧化態(tài)，再加堿形成更難溶的氫氧化物沉淀從水中除去。當廢水中含有氰化物、硫化物、亞硝酸鹽等有毒還原性無機物時，可以使用臭氧氧化的方法，將其氧化為CO2、N2O、SO42-、NO3-等無毒或毒性較小的物質。

與有機物反應時，臭氧的氧化作用可導致不飽和的有機分子的破裂而發(fā)生臭氧分解。即臭氧分子在極性有機分子原來的雙鍵位置上發(fā)生反應，把其分子分裂為兩個羧酸類分子。臭氧化物的自發(fā)性分裂產生一個羧基化合物和帶有酸性和堿性基團的兩性離子，后者是不穩(wěn)定的，可分解成酸和醛。因此，在廢水處理領域，已開始廣泛利用臭氧的這一性質對一些難以生物降解的有機廢水進行處理，作為二級生物處理的預處理。紫外/臭氧光化學系統能促進臭氧分解產生氧化能力更強的?OH自由基，從而提高臭氧的氧化速率和效率，實現對有機物徹底的礦化處理。比如這樣的系統對含二甲苯廢水進行處理時，可以將二甲苯徹底氧化成無毒的水及二氧化碳。

42．使用臭氧時的注意事項有哪些？

⑴臭氧是一種有毒氣體，對人體眼和呼吸器官有強烈的刺激作用，正常大氣中的臭氧的體積比濃度是(1～4)×10-8m3/m3，當空氣中臭氧體積比濃度達到(1～10)×10-6m3/m3時，就會使人出現頭痛、惡心等癥狀?！豆I(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》GBZ1—2002規(guī)定車間空氣中O3的最高允許濃度為0.3mg/m3。

⑵臭氧極不穩(wěn)定，在常溫常壓下容易自行分解成為氧氣并放出熱量。在空氣中，臭氧的分解速度與溫度和其濃度有關，溫度越高，分解越快，濃度越高，分解越快。臭氧在水中的分解速度比在空氣中的分解速度要快得多，水中的羥離子對其分解有強烈的催化作用，所以pH值越高，臭氧分解越快。因此不能貯存和運輸，必須在使用現場制備。

⑶臭氧具有強烈的腐蝕性，除鉑、金、銥、氟以外，臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素反應。因此凡與其接觸的容器、管道、擴散器均要采用不繡鋼、陶瓷、聚氯乙烯塑料等耐腐蝕材料或作防腐處理。

⑷臭氧在水中的溶解度只有10mg/L，因此通入污水中的臭氧往往不能被全部利用。為了提高臭氧的利用率，接觸反應池最好建成水深5～6m的深水池，或建成封閉的多格串聯式接觸池，并設置管式或板式微孔擴散器散布臭氧。

43．臭氧的制備方法有哪些？

臭氧的制備方法有化學法、電解法、紫外線法、輻照法和無聲放電法等。水處理中應用的多是無聲放電法，其生產臭氧的原理是在兩平行高壓電極之間隔以一層介電體(又稱誘電體，通常是特種玻璃材料)并保持一定的放電間隙；通入15000～17500V高壓交流電后，在放電間隙形成均勻的藍紫色電暈放電，經過凈化和干燥的空氣或氧氣通過放電間隙，氧分子受高能電子激發(fā)獲得能量，并相互發(fā)生碰撞聚合形成臭氧分子。生產1kg臭氧耗電約20～30kW。

臭氧由臭氧發(fā)生器制取，一般以空氣或氧氣為原料，空氣中含有的蒸氣和灰塵都會形成弧電損壞電極和降低臭氧產量，所以進入臭氧發(fā)生器的空氣必須預先經過凈化和干燥。利用氧氣作為制造臭氧的原料時，并不是純氧效果最好，一般氧氣濃度在92%～99%臭氧產率最高，這可能是因為其中的雜質起到了催化劑的作用。利用氧氣為原料的臭氧發(fā)生器，國外單機發(fā)生量已可達250kg/h，這為大規(guī)模利用臭氧消毒打下了良好的基礎。

為了提高臭氧的溶水效果，一般使用水深較大（5～6m）的接觸池，而且應使臭氧以微氣泡形式，在水中迅速混合和擴散。常用臭氧加注方法有靜態(tài)混合器、文丘里管和微孔曝氣等形式，這一過程要在接觸池內完成，接觸時間通常只要數分鐘，結合不同的水質，臭氧的投加量一般為1～5mg/L之間。為此，臭氧氧化工藝主要包括空氣凈化干燥裝置、臭氧發(fā)生器以及水-臭氧的接觸池。

44．廢水處理中常用的氧化劑和還原劑有哪些？

從理論上說，氧化還原電位不同的兩種物質都可以相對地成為氧化劑或還原劑，但在廢水處理實踐中能夠使用的氧化劑或還原劑必須滿足以下要求：

①對廢水中希望去除的污染物質有良好的氧化或還原作用

②反應后生成的物質應當無害以避免二次污染

③價格便宜、來源可靠

④能在常溫下快速反應、不需要加熱

⑤反應時所需的pH值最好在中性，不能太高或太低。

在廢水處理中常用的氧化劑有：

①在接受電子后還原變成帶負電荷離子的中性原子，如O2、Cl2、O3等；

②帶正電荷的原子，接受電子后還原成帶負電荷的離子，比如在堿性條件下，漂白粉、次氯酸鈉等藥劑中的次氯酸根OCl-中的CL+和二氧化氯中的Cl4+接受電子還原成Cl-；

③帶高價正電荷的原子在接受電子后還原成帶低價正電荷的原子，例如三氯化鐵中的Fe3+和高錳酸鉀中的Mn7+在接受電子后還原成Fe2+和Mn2+。

在廢水處理中常用的還原劑有：

①在給出電子后被氧化成帶正電荷的中性原子，例如鐵屑、鋅粉等；

②帶負電荷的原子在給出電子后被氧化成帶正電荷的原子，例如硼氫化鈉中的硼元素為負5價，在堿性條件下可以將汞離子還原成金屬汞，同時自身被氧化成正三價。

③金屬或非金屬的帶正電的原子，在給出電子后被氧化成帶有更高正電荷的原子。例如硫酸亞鐵、氯化亞鐵中的二價鐵離子Fe2+在給出一個電子后被氧化成三價鐵離子Fe3+；二氧化硫SO2和亞硫酸鹽SO32-中的四價硫在給出兩個電子后，被氧化成六價硫，形成SO42-。