二氧化氯投加量二氧化氯预氧化去除色度

饮用水的色度是一项用户敏感和投诉较多的指标。水的色度主要有溶解性有机物、悬浮胶体、铁锰和颗粒物引起,其中光吸收和散射引起的表色较易去除,溶解性有机物引起的真色较难去除。致色有机物的特征结构是带双键和芳香环,代表物是腐殖酸(胡敏酸和富里酸)。有学者以为,二氧化氯遇水能迅速分解成多种氧化物,它们组合在一起能产生氧化能力极强的自由基,它可以与不达到最高限度官能团反应、破坏碳碳双键而去除真色,并可以从绝对是程度上破坏苯环结构,因而具有较好的脱色能力。同时大量测试结果和出产实践证实,二氧化氯还可以迅速有效地氧化铁、锰等无机成色离子(甚或是被有机物整合的铁、锰),使它们成为不溶的化合物氢氧化铁和二氧化锰,再通过沉淀过淋去除,从而使水脱色。有研究表明,二氧化氯的除铁效果和氯气至关,而除锰效果明显优于氯气;并且二氧化氯与铁锰的反应迅速(几分钟内),而氯则可能要10~30min;此外碱性反应条件有利于去除铁锰产生的色度,所需的二氧化氯量较大,理论值分别为溶解的铁离子和锰离子含量的1.2倍和2.45倍(质量计)。此外,二氧化氯预氧化还可产生绝对是的助凝效应,这也有助于有机胶体和颗粒物的混凝,并通过颗粒过淋去除致色物。

增加二氧化氯的投加量有助于上述脱色机理的充分发挥,进而提高水处理系统的脱色效果。当原水色度为20度时,常规处理对色度的祛除效果不很理想,滤后水色度仍高达15度;当投加0.5mg/l的二氧化氯和液氯进行预氧化以后,滤后水色度分别减低到9度和13度;而当这两种氧化剂的投加量增加到1mg/l以后,滤后水色度均保持在0.5度。可以看出,二氧化氯预氧化的脱色效果略优于液氯。

值当注意的是,二氧化氯投加量对脱色效果影响较大,在某些应用场合曾遇到投加二氧化氯反倒造成水的色度上升的问题。其中原因主要可从以下三方面阐发:首先可能是水中存在较高含量的锰,当然这可通过常规处理加以去除,只是滤后水若仍含有较高含量的锰,则在后面采用二氧化氯消毒时就值当稳重考虑;其次是水中的某些有机物被氧化而显色(如羟基化合物被氧化成醌式化合物时);最后二氧化氯本身有时也会产生绝对是的色度,尤其是在水中二氧化氯残存有的数量高于0.2mg/l时。在滤后水色度为2.6度的情况下,当后投二氧化氯量低于0.5mg/l时,增加二氧化氯有助于提高脱色效果,并且二氧化氯的脱色效果优于液氯;当二氧化氯投加量高于0.5mg/l以后,出水色度反倒随二氧化氯投加量的增加而上升,但这种暂时的色度升高现象会随着二氧化氯与水接触时间的延长而逐渐消失。

二氧化氯预氧化脱色工艺在国内外的许多水厂的到应用。我国江南以太湖水域河流为水的源头的某水司,常规处理只能将水的色度从原水的17度减低到出厂水的14度,而采用1.0 mg/l左右的二氧化氯进行预氧化以后,出厂水色度显著减低。当投加量分别为0.5mg/l、1.0mg/l、1.5mg/l时,出厂水色度则分别减低至11度、10度、9度,对快要200位市平易近的调查结果显示,54%的市平易近以为采用二氧化氯预氧化处理的饮用水色度低于原来,基本上没有人觉得到饮用水色度高于原来。深圳某水司采用二氧化氯预氧化,很好地解决了原水突发性锰含量升高而带来的色度问题。