摘要:介紹了二氧化氯水處理原理和特點,并就消毒的效果、使用范圍、建設(shè)費用、用地等方面與液氯、臭氧、紫外線作了比較,說明二氧化氯是一種新型高效多功能的水處理消毒劑。

關(guān)鍵詞:水處理;二氧化氯;消毒

二氧化氯作為一種新型高效多功能水處理消毒劑,已在國內(nèi)外許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。二氧化氯在城市水質(zhì)處理上顯示出很強(qiáng)的優(yōu)勢，對印染廢水的脫色、含氰含酚廢水的處理有極好的處理效果。二氧化氯不僅具有一般的殺菌、滅藻效能，而且能分解殘留的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，具有殺孢子、殺病毒的效能。因此，二氧化氯的使用，對于環(huán)境保護(hù)、人類的生命健康有著廣泛的意義。

我國在這方面起步和發(fā)展較慢,從20世紀(jì)90年代以后才開始在一些中、小型水廠中加以應(yīng)用。

1二氧化氯水處理原理

1.1與無機(jī)物反應(yīng)

水中少量的S2-、SO32-、SnO22-、AsO32-、SbO32-、S2O32-、NO2-和CN-等還原性酸根均可被氧化去除。水中一些還原態(tài)的金屬離子Fe2+、Mn2+、Ni2+等也能被氧化。在中性溶液中，碘化鉀、亞硫酸鈉、亞砷酸鈉及氧化鉛，能把二氧化氯還原成亞氯酸鹽。在酸性溶液中（pH=1），氫化硼、碘化物及亞硫酸可將二氧化氯完全還原成氯離子。水溶液中,二氧化氯的歧化反應(yīng)進(jìn)行得非常慢。

1.2與有機(jī)物反應(yīng)

易與二氧化氯進(jìn)行反應(yīng)的有機(jī)化合物是指肪烴的叔胺和酚類及芳香胺類。

1)二氧化氯和酚反應(yīng)較快,產(chǎn)物包括:1,4-苯醌;2-氯-1,4-苯醌；2,5-二氯-1,4-苯醌；2,6-二氧化氯-1,4-苯醌；2-氯酚；草酸和順式丁烯二酸。

2)二氧化氯與對苯二酚反應(yīng)時,很快將其氧化成相應(yīng)的苯醌，不發(fā)生環(huán)上的取代反應(yīng)。

3)二氧化氯與硫的化合物(包括硫胺素、硫代硫胺素、硫醇、有機(jī)二硫化物以及硫脲）易發(fā)生反應(yīng)。判斷二氧化氯與其它有機(jī)物反應(yīng)應(yīng)實驗確定。

1.3殺菌機(jī)理

二氧化氯與細(xì)菌及其它微生物細(xì)胞中蛋白質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使其分解破壞，進(jìn)而控制微生物蛋白質(zhì)合成，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。二氧化氯對細(xì)菌壁有較強(qiáng)的吸咐的穿透能力(優(yōu)于氯或次氯鈉）。

二氧化氯不易使細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性(非氧化性殺菌劑如胺類殺菌劑是NH4-進(jìn)入細(xì)菌組織內(nèi)部，使內(nèi)部組織產(chǎn)生變異，使細(xì)菌組織破壞，從而殺滅。但這種方法時間長后，細(xì)菌會逐漸適應(yīng)這種外來基團(tuán)，使其失去殺菌作用。這就是細(xì)菌的抗藥性）。

2二氧化氯水處理特點

二氧化氯對水中的病原微生物,包括病毒、芽子孢、配水管網(wǎng)中的異養(yǎng)菌、硫酸鹽、還原菌及真菌等均有很高的殺滅作用。二氧化氯能在pH值很寬的范圍內(nèi)殺滅大腸桿菌，其殺滅效果與溫度T有關(guān)，是溫度（1/T）的函數(shù)。這一優(yōu)點彌補(bǔ)了因溫度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺點。

二氧化氯殺滅病毒的作用比臭氧(O3)和氯氣有效。在洪水期間，二氧化氯對水中柯薩奇(腸道)病菌、人類腸道病毒、皰疹病毒、新城病毒、噬菌體、牛痘病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒等眾多病毒，均有很好的殺滅效果。如果使用劑量為0.02mg/L的二氧化氯，可在幾分鐘內(nèi)將水中病毒桿菌殺滅，比氯氣要有效得多。低劑量的二氧化氯還具有很強(qiáng)的殺蠕蟲效果，如果使用二氧化氯0.5mg/L，便可將微生物甲殼類中的水生二節(jié)虱類殺滅，而用氯殺滅則需6.0～7.0mg/L。

二氧化氯對水處理系統(tǒng)中的沉淀、澄清、過濾設(shè)備以及配水管網(wǎng)中的藻類異養(yǎng)菌、鐵細(xì)菌、硫酸鹽及還原菌等，都有較好的去除殺滅效果，投加二氧化氯將有利于水處理設(shè)施的運行和維護(hù)。

Akin和Hoff等人對臭氧、二氧化氯、氯、氯胺4種消毒劑進(jìn)行比較，消毒效率：臭氧＞二氧化氯＞氯＞氯胺；穩(wěn)定性：氯胺＞二氧化氯＞氯＞臭氧。綜合以上兩方面的因素以及我國的實際情況來看，二氧化氯消毒具有比較好的效果和廣闊的前途。

3在水處理中常用消毒劑的比較

1)液氯

目前,液氯仍然是我國水處理過程中應(yīng)用最多的消毒劑。這主要是由于它應(yīng)用歷史長，積累了豐富的運行管理數(shù)據(jù)，并且成本低、在管網(wǎng)中可保持一定的持續(xù)殺菌效果。但隨著全球環(huán)境污染的加劇，在對一些遭受污染的水源進(jìn)行處理時，氯化處理常需投加過量的氯氣，研究證明這往往易生成大量的有機(jī)鹵化物（如三氯甲烷）而造成水體的二次污染。對人體的健康產(chǎn)生潛在的危害。另外一些中小型水廠或污水處理廠采用氯氣消毒，不僅占地面積大，而且運輸不方便，使用過程易泄露，不宜在居民生活區(qū)使用。如果管理不善常產(chǎn)生一些人身傷害事故。因此，近年來各國都在研究替代氯氣進(jìn)行消毒的新一代消毒劑。

2)臭氧

臭氧是一種優(yōu)良的消毒劑,其殺菌效果好,且一般無有害副產(chǎn)物生成。但目前臭氧發(fā)生裝置的產(chǎn)率通常較低，設(shè)備昂貴，安裝管理復(fù)雜，運行費用高，而且臭氧在水中溶解度低，衰減速度快，為保證管網(wǎng)內(nèi)持續(xù)的殺菌作用，必需和其它消毒方法協(xié)同進(jìn)行。

3)紫外線

紫外線消毒也是近來發(fā)展的一種新型消毒方法。它是通過對水體進(jìn)行紫外線輻射，將水中的有害菌殺死，同時不改變水的物理化學(xué)性質(zhì)，且不產(chǎn)生氣味和其它有害的鹵代甲烷等副產(chǎn)物。但該方法對消毒前的原水濁度要求較高；必須保證一定的水流厚度；當(dāng)水深時殺菌效果急劇下降。故現(xiàn)在只在純凈水等小型高標(biāo)準(zhǔn)水處理中應(yīng)用較廣。

4)二氧化氯

二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑和高效殺菌劑。自從美國尼亞加拉水廠最早將其作為消毒劑以來，在歐洲及美國得到廣泛應(yīng)用，其綜合指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于其他消毒劑。

在水處理中使用二氧化氯,主要有如下優(yōu)勢:
(1)消毒效果好而且具有持續(xù)消毒、殺菌作用。
(2)消毒效果不受氨的影響。
(3)在堿性條件下,殺菌效果不受影響。
(4)對病毒具有強(qiáng)力的殺滅作用。
(5)對換熱管表面的生物膜具有剝離效果。
(6)不會形成致癌物如鹵代烴。
(7)具有脫色、助凝、除氰、除酚、除臭等多種功能。

表1對幾種消毒劑的各項指標(biāo)作了一個綜合比較,通過對比可知，二氧化氯發(fā)生器無論在安裝、使用還是維護(hù)等方面都較其他消毒產(chǎn)品有更高的優(yōu)越性。隨著水源污染的日益加重及人們對水質(zhì)要求的日益提高，二氧化氯必將成為廣泛應(yīng)用的新一代消毒產(chǎn)品。

4結(jié)語

通過上述比較,可見二氧化氯應(yīng)用于水處理消毒時,具有消毒效果好、效率高、成本低、占地少、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。如能把二氧化氯投加自動化控制的問題解決好，必將在供水、生活污水處理、醫(yī)用廢水處理等水處理領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用。

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