二氧化氯、臭氧是杀菌、消毒、漂白的最佳选择

Posted 2023-01-13 臭氧

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21世纪是生物科学世纪，性能优异的生物制品会不断涌现；同时，性能特异的病菌、病毒也会产生，一场比今日信息技术革命更重大的生物技术革命必将到来。随着社会的进步，杀菌、消毒、漂白业是未来富有生机的产业。
实践证明：二氧化氯、臭氧是优良的杀菌剂、消毒剂和漂白剂，是真正的绿色药物。近年来，二氧化氯、臭氧的生产技术在国内外有了长足的发展。在我国，大力推广应用的时机已经成熟。
1 结构与性能
二氧化氯分子由一个氯原子和两个氧原子组成，共结合19个电子，氧原子以两个配位键与一个氯原子结合，其最外层存在着一个不成对的自由电子，为活泼的自由基，正是这一自由基决定了二氧化氯具有很强的氧化能力，赋予了它杀菌、消毒、漂白的功能。
臭氧分子是以共振结构存在的，故其性质非常活泼，容易产生还原反应，是一种强氧化剂。臭氧易溶于水，溶解度是氧气的13倍。臭氧易和水产生分解反应，受到水中氢氧根离子催化而进行分解.反应过程中产生的OH.及HO2.等自由基皆含未配对电子，因此活性更大，氧化力更强。这就是臭氧杀菌速度比氯及其他杀菌剂快600～3000倍的原因。
2 杀菌能力
二氧化氯、臭氧均是广谱高效杀菌剂，对杀菌能力的评价近年来用达到一定杀灭率时所需的浓度与时间的乘积C.t为指标，其值越低，杀灭效果越好。表1给出了4种常用杀菌剂杀灭不同微生物时C.t的值。浓度单位为mg/L，时间单位为min，杀灭率为99%。
3 消毒净化能力
二氧化氯、臭氧能清除空气中的有害物质，能去除蔬菜、水果、肉类等食物上的农药、化肥残毒，也在于它们具有较强的氧化作用，并且氧化降解后不会产生二次污染。
氧化剂一般都以有效氧含量表示，其值越大，其氧化能力也就越大，常用氧化剂有效氧含量的大小顺序是：O3(447%)>ClO2(263%)>H2O2(209%)>NaClO2(157%)>KMn4(111%)>Cl2(100%)>NaClO(93%)>Na2O2(91%)>Ca(OCl)2(漂白粉80%)。
二氧化氯、臭氧在去除水中有害有机物、无机物具有氯气不可比拟的优越性。氯气和水中的有机物发生的是氯代反应，而二氧化氯、臭氧和水中的有机物发生的是氧化降解反应。氯气和水中的有机物生成的氯代物，例如气味很臭的氯酚，或者是三卤甲烷等致癌、致畸、致突(三致)的有害物质，但经二氧化氯、臭氧氧化的有机物多降解为含氧基因为主的产物。对水中的成分，经二氧化氯、臭氧氧化降解为醌式支链酸，二氧化氯、臭氧还可将致癌物质3.4苯并芘氧化成无致癌性的醌式结构。同时它们的除臭效果非常好。
二氧化氯、臭氧作为强氧化剂，能将工业污水中的少量还原性酸根氧化除去，也可将Fe2+、Mn2+等氧化除去，对酚类及CN-与金属离子形成的结合物也能除去。因此二氧化氯、臭氧可广泛用于含酚、含氰的有机物等工业污水和城市污水的处理。
二氧化氯可降解农药和多环芳烃等难以降解的物质，如在pH=9时可以很快将水中的硫和磷氧化除去。在1min内可将水中的百草枯完全除去；在pH=5-9时，可将水中的有致癌作用的THM氧化除去。
二氧化氯处理城市的污水、工业污水，浓度在400mg/L可将COD降低80%以上，BOD降低60%以上。臭氧浓度在30mg/L可达到上述治污指标。
二氧化氯、臭氧可除去蔬菜、水果、肉类等食物上的农药、化肥残毒，其中以臭氧为优。如表2所示。
4 漂白能力
用二氧化氯、臭氧作为纤维漂白剂，和用漂白粉、次氯酸钠、氯气相比，除了因使用漂白粉、次氯酸钠、氯气而产生的游离氯，致使生成了大量的致癌物二恶英。由此可知，真正造成造纸厂、纺织厂严重污染的是这些工厂的漂洗工段。
二氧化氯、臭氧有高的氧化电位，因为它的氧化电位比附着在纤维上的色素和杂质氧化电位高，而又较纤维本身的氧化电位低。因此当漂白织物的纸浆时，可将纤维素上的色素和杂质氧化，而对其纤维本身无任何伤害。与此相反，氯和含氯的其它无机氧化剂的氧化电位高于纤维素的氧化电位，可以将纤维素的色素和杂质除去，但对纤维本身有较大伤害。因此，织物和纸浆的漂白用二氧化氯、臭氧是发展方向。