二氧化氯的性质及作用
一、二氧化氯的性质
二氧化氯是由汉费莱-戴伟先生于1811年发现的。1843年时米隆用盐酸将氯酸钾酸化获得了一种黄绿色气体，并将这一气体吸收在碱性溶液里获得了亚氯酸盐（以及氯酸盐），而米隆没有将这种气体作为二氧化氯识别。1811年Garzaralli-Thumlackh鉴别出这种气体是二氧化氯和氯气的混合物。
二氧化氯为黄红色气体，带有一种辛辣气味，在空气中的体积浓度超过10%时便有爆炸性，但在水溶液中则无危险性。比重为3.09克/升（11℃），熔点-59.5℃，沸点9.9℃（压力为731mmHg时的沸点）。在20℃和30mmHg压力下，二氧化氯在水中的溶解度为2.9克/升。在水中能被光分解，与氨不起反应。对人体有刺激，当大气中二氧化氯含量为14mg/L时，就可使人觉察；45mg/L时，明显地刺激呼吸道。二氧化氯的挥发性较大，稍一曝气即从溶液中溢出。温度升高、曝光或与有机质相接触，会发生爆炸。因此，在实际应用中，二氧化氯须避光保存，一般情况下，现场制备，现场使用。 二、二氧化氯的作用
1、二氧化氯杀灭病菌和病毒的作用
二氧化氯是一种光谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢、配水管网中的异样菌、硫酸盐还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。
二氧化氯能在PH值很宽的范围内杀灭大肠杆菌，其杀灭效果与温度T有关，是温度（1/T）的函数，这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。二氧化氯在水中的扩散速度较氯快，所以在低浓度时较氯更为有效。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强，对水中的放线菌、野生菌种、孢子体等均有较好的杀灭作用。
2、二氧化氯的氧化作用 ● 二氧化氯对锰的氧化 ● 二氧化氯对铁的氧化
● 二氧化氯对硫化物的氧化 ● 二氧化氯对氰化物的氧化 ● 二氧化氯对苯酚的氧化 ● 二氧化氯对有机物的氧化 3、二氧化氯的脱色作用
二氧化氯具有较强的氧化作用，所以，有较好的脱色作用。例如江南太湖系某河流，在初春其原水色度为17度，而传统的水处理工艺，即反应、沉淀、过滤、液氯消毒只能脱色4度，即达到14度，而当投加二氧化氯时，则色度有显著降低，如当预投加二氧化氯0.5mg/L时，色度可降低至11度；当预投加二氧化氯1.0mg/L，色度可降低10度；当预投加二氧化氯1.5mg/L（或大于1.5mg/L）时，色度可降低至9度，也即传统的水处理工艺，其脱色效率只能达到23.5%，而二氧化氯对低色度的原水，其脱色效率可以达到47.0%。
4、二氧化氯的漂白作用
在工业发达国家造纸工业中早已普遍使用二氧化氯作为漂白剂。与用漂白粉、氯气相比，不仅提高了白度，防止了纤维强度降低，简化了生产工艺，更重要的是排除了因使用漂白粉、氯气而产生游离氯，致使生成大量致癌物的危害。漂白过程中还能杀灭微生物，有效地驱散纸浆中的粘液和无机沉淀物，从而消除纸浆中固体块状的形成，提高了纸张的质量。
5、二氧化氯的灭藻作用
二氧化氯对藻类的控制主要是因为它对苯环非常类似，二氧化氯也同样能作用于吡咯环。这样，二氧化氯氧化叶绿素，植物新陈代谢终止，使得蛋白质的合成中断。这个反应结果对植物的损害在于原生质脱水而带来高渗的收缩（质壁分离），这是个不可逆的过程，导致藻类死亡。
6、二氧化氯的除臭作用
臭味往往是硫化物（如硫化铵、硫化氢、二甲基硫化物等）所致，此外氨、乙胺、二甲胺等都能产生臭味。二氧化氯气体与有臭味的含硫污染物接触之后，因迅速发生氧化反应，转变为其它物质，从而除去臭气。因此，稳定性二氧化氯原液的稀释品可用于冰箱、室内空气的除臭、灭菌等。对口臭、烟臭有洁爽口腔的作用。此外，国外也有制成用于办公室、汽车车厢等场所的空气清洁、消毒、除臭的产品。
7、二氧化氯的保鲜作用 据马来西亚报道，经二氧化氯处理的鸡肉在5℃以下，可有效地延长贮藏期。40～60mg/L浓度的二氧化氯水溶液，五分钟浸渍时间能有效地控制家禽躯体微生物污染。对虾在捕获后，由于体内酪氨酸酶的作用，在48小时后，虾头、腹和尾肢等部位即黑，而引起虾整体变黑、变质。但是使用40mg/L二氧化氯水溶液对捕获的对虾浸泡10～20分钟，再用20mg/L二氧化氯水溶液的冰块保鲜，就能取得满意的保鲜效果，对虾不会变黑，并在7～10天的贮运期间仍保持原有的色、香、味。
国外将二氧化氯水溶液用于牛奶场的消毒。据美国亚利桑拿州DaveSheemway牛奶场的使用结果，对奶牛的乳房、挤奶器、牛奶管道及贮罐，用1000mg/L的二氧化氯水溶液进行消毒，结果与用1%碘伏的消毒效果一致。牛奶场的其它工具消毒可采用40～80mg/L的二氧化氯溶液。食品加工设备、管道、贮罐、混合槽等先用水及洗涤剂洗涤，再用水冲洗干净，最后用80mg/L活化的稳定性二氧化氯溶液浸泡约30分钟，用净水冲洗，即达到消毒目的。如放置过夜，则可用10～20mg/L活化的稳定性二氧化氯溶液达到消毒目的。 三、二氧化氯的应用范围
● 各种供水系统的消毒、除铁、除锰、除味、脱色 ● 高楼供水的二次消毒 ● 医院污水消毒
● 市政污水消毒、脱色、除臭
● 循环冷却水杀菌、灭藻、剥离、粘泥 ● 游泳池水、景观用水消毒
● 中水回用中的消毒、除臭、脱色 ● 含氰、含酚废水的无害化处理 ● 印染等行业污水的脱色漂白处理 ● 石油注井水的杀菌消毒、除垢 四、二氧化氯与其它几种消毒产品的比较
在水处理中常用的消毒剂有液氯、臭氧、二氧化氯、氯氨和紫外线等，应用较多的是液氯、臭氧和二氧化氯。目前在我国液氯仍然是水处理过程中应用最多的消毒剂，这主要是由于它应用历史长，积累了丰富的运行管理数据，并且成本低、运输方便、在管网中可保持一定的持续杀菌效果的原因。但随着全球环境污染的加剧，在对一些遭受污染的水源进行处理时，氯化处理常需投加过量的氯气，研究证明这往往易生成大量的有机卤化物（如三氯甲烷）而造成水体的二次污染。对人体的健康产生潜在的危害。另外一些中小型水厂或污水处理厂采用氯气消毒，不仅占地面积大，而且由于管理不善常产生一些人身伤害事故。因此，今年来各国都在研究替代氯气进行消毒的新一代消毒剂。
臭氧是一种优良的消毒剂，其杀菌效果好，且一般无有害副产物生成。但目前臭氧发生装置的产率通常较低，设备昂贵，安装管理复杂，运行费用高，而且臭氧在水中溶解度低，衰减速度快，为保证管网内持续的杀菌作用，必需和其它消毒方法协同进行。紫外线消毒也是近来发展的一种新型消毒方法，它是通过对水体进行紫外线辐射，将水中的有害菌杀死，同时不改变水的物理化学性质，且不产生气味和其它有害的卤代甲烷等副产物，但该方法对消毒前的原水浊度要求较高，且必须保证一定的水流厚度，当水深较大时杀菌效果急剧下降。故现在只在纯净水等小型高标准水处理中应用较广。
二氧化氯是一种强氧化剂和高效杀菌剂，自从美国尼压加拉水长最早将其作为消毒剂以来，在欧洲及美国得到广泛应用，其综合指标远远好于其他消毒剂，表里对几种消毒剂的各项指标作了一个综合比较，通过对比可知，二氧化氯发生器无论在安装、使用还是维护等方面都较其他消毒产品有很高的优越性，随着水源污染的日益加重及人们对水质要求的日益提高，二氧化氯必将成为广泛应用的新一代消毒产品。
在水处理中使用二氧化氯，主要有如下优势： ⑴消毒效果好而且具有持续消毒、杀菌作用。 ⑵消毒效果不受氨的影响。
⑶在碱性条件下，杀菌效果不受影响。 ⑷对病毒具有强力的杀灭作用。
⑸对换热管表面的生物膜具有剥离效果。 ⑹不会形成致癌物如卤代烃。
⑺具有脱色、助凝、除氢、除酚、除臭等多种功能。 各种消毒剂的比较见下表：