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二氧化氯消毒剂除铁中亚氯酸根的产生及理论分析

  据悉,含铁的地下水多以二价铁的方式存在,在将二氧化氯消毒剂用作预氧化剂之时,可把二价铁氧化为三价铁,而后经过滤清理出来。

  二氧化氯是一种强氧化剂,其理论氧化能力为氯气的2.63倍。其氧化过程由两步来完成,步骤一,二氧化氯先转化为亚氯酸根,这个过程速度快,并且受pH值影响小;步骤二,亚氯酸根转化为氯根,这个过程易受水中pH值的影响,通常反应速度慢。因此实践中二氧化氯的氧化大多只停留在步骤一,这通常造成二氧化氯的投加量增加;同时又使副产物亚氯酸根的浓度增加。

  亚氯酸根也具有相当强的氧化性,资料表明,在某一pH值条件下,亚氯酸根可较快将水中二价铁迅速氧化,这说明,如果合理控制二氧化氯除铁过程中的pH值,就可以整体利用二氧化氯/亚氯酸根联合的氧化能力,减少二氧化氯消毒剂的投加量并降低副产物亚氯酸根的产生量。

  有研究按[ClO2]/[Fe2+]为0.242、0.290、0.339、0.387四种投加量进行试验,同时改变其它工况条件下,探讨了通过合理控制水中pH值,使亚氯酸根充分发挥氧化能力,研究ClO2-CIO2-整个控制体系中亚氯酸根浓度的变化和作用。以期得出利用二氧化氯除铁系统的较佳投药量和反应控制的越佳参数,该研究得出:

  1、在pH值较低时,二氧化氯投加量越大越利于铁的清理,生成的亚氯酸根的越多;但当pH值较高时,二氧化氯投加量增加并不能增加铁的清理率,反而增加了亚氯酸根的浓度。二氧化氯投加量对亚氯酸根的生成量有很大的影响,二氧化氯投加量越大,亚氯酸根的生成量越大,要控制水样中剩余亚氯酸根的量,先要控制投加二氧化氯消毒剂的量∶当pH5.8,0.242s[ClO2]/[Fe2+]≤0.387,出水中铁的浓度均可达到小于0.3mg/L饮用水的标准;

  2、水样的初始pH值是影响二氧化氯氧化除铁过程的主要因素。当pH=6.6时,二氧化氯只要达到理论投加量(即[ClO2]/[Fe2+]=0.242),就能将水样中铁的浓度降到标准以下,并且生成亚氯酸根的量基本可以忽略不计。

  3、在二氧化氯消毒剂的投加量既定的条件下∶在pH值较低时,生成的亚氯酸根的浓度随着铁浓度的增加而增加;但当pH值较高时,亚氯酸根则由于氧化性能的发挥,而减少了在水中的累积。因此建议当铁浓度较高时,适当增加pH值,使亚氯酸根能够尽量多与铁反应,在除铁的同时又减少亚氯酸根的残留量。