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1．1二氧化氯在废水处理中的应用
1．1．1二氧化氯的历史回顾
二氧化氯是由英国化学家Humphry Davy于1811年用硫酸将氯酸钾酸化首先发现的，二氧化氯是一种具有很高化学活性的强氧化剂，对环境污染很小，自上个世纪40年代起就逐步在纸浆和纺织品漂白、消毒杀菌及自来水净化、工业废物处理等行业得到应用。世界各国对ClO〈2〉生产工艺和制备方法的研究一直很重视，现已成型的生产工艺有十多种之多。在欧洲和北美市镇当局已广泛地使用亚氯酸钠发生二氧化氯ClO〈2〉，在欧洲有成千家设施使用CIO〈2〉，美国和加拿大也有600家以上水厂使用CIO〈2〉。我国二氧化氯生产企业除华特、普罗名特、海晟等较少企业有一定规模外，大部分相关企业处于开始阶段。在我国受经济能力、环保意识等的影响，ClO〈2〉在各个方面的生产应用普及较低，特别是在纸浆行业主要采用的还是多氯漂白，造成了严重的环境污染。我国应用ClO消毒企业也较少，目前有昆山水厂等几十家水厂。
目前ClO<,2>应用爪闩益增长，主要是因为CIO，已被证明作为一种替代包括从常规的液氯到臭氧O<,3>等其他消毒王艺的消毒剂及漂白剂是可行的和有效的o：：：氧化氯可用于各种场合的消毒、杀菌、灭藻、乳化、漂白、脱色、保鲜及除异味等，如各种场合下的生活、饮用、自来水的消毒：食品、饮料厂、发酵工业的设备、管道、容器的最终灭菌消毒；医院污水的灭菌处理及卫生、临床器械消毒、灭菌、除臭和防腐处理；游泳池循环水的灭菌消毒；面粉与各种食品的漂白剂，造纸、印染行业的漂白药剂等。随着二氧化氯的制造成本的不断下降和产量的不断提高，在各方面的应用会越来越广泛CLI。
1．1．2二氧化氯理化性质
二氧化氯（Chlorine Dioxide）分子式为ClO，摩尔质量67.452g／mol o C1。z常温下是一种黄绿色或橘红色气体，具有类似于氯气和臭氧的刺激性气味；沸点为l l~C，熔点为-59~C，0℃的蒸汽压为6.54X10’Pa；生成热104.6kJ／mol，汽化热27.28kJ／mol，溶解热27.61kJ／mol；其液体密度在一56。C时为1.758g／L，在11℃时为1.62g/L；在20℃、1.01×10<`5>Pa（一个标准大气压）时，它在水中的溶解度为8.3g/L，pH中性条件下的离解常数为1.2×10<`-7>，即基本保持在不离解状态。C10<,2>有两种异构体C100和OC10。它具有很明显的双键特征，几乎全部以游离单体存在，即使在固体形式下也不会形成二聚物。
二氧化氯有很强的反应活性和氧化能力，可与很多物质反应，腐蚀性很强。其氧化能力是单质Cl<,2>的2.6倍，杀菌活性极高，是环氧乙烷的1075倍，但不发生氯代反应。一般认为C10<,2>在空气中浓度低于1.0ml/m<`3>时对人体无害。当空气中的二氧化氯含量大于10％或水溶液含量大于30％时都易于发生爆炸：受热和受光照或遇有机物等能促进氧化作用的物质时，也能加速分解并易于引起爆炸。二氧化氯易溶于水，溶于碱溶液、硫酸。溶于水时易挥发，遇热则分解成次氯酸、氯气、氧气，受光也易分解，二氧化氯在微酸化条件下可抑制它的歧化，从而加强其稳定性。二氧化氯溶液须置于阴凉处，严格密封，于避光的条件下才能稳定。二氧化氯的不稳定性和一定的腐蚀性，使其不便于贮运，为此人们开发出了稳定性二氧化氯，使用简单、携带方便。在实际水处理中，二氧化氯的浓度一般在0.1到5.0mg/1的范围。
1．1．3二氧化氯制备
二氧化氯制备方法主要有化学法和电解法两大类，其中化学法常用的有氯酸盐还原法和亚氯酸氧化法。
（1）化学法
A 氯酸盐还原法
这是目前工业上主要采用的方法，由于所用的还原剂不同，该法又可分为以二氧化硫或其衍生物、氯化钠、盐酸、甲醇或草酸为还原剂的数10种方法。氯酸盐还原法制备成本较低，是目前较为常用的制备方法，其反应方程式如下：
2NaClO<,2>+4HICl→2ClO<,2>+Cl<,2>+2NaCl+2H<,2>O
2NaClO<,2>+Na<,2>SO<,3>+H<,2>SO<,4>→2ClO<,2>+2Na<,2>SO<,4>+H<,2>O
氯酸盐法同亚氯酸盐法相比，降低了ClO<,2>的生产成本，但氯酸盐法的缺点是副产一定量的Cl<,2>，影响ClO<,2>的纯度。