二氧化氯在生活饮用水中的应用

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　　 摘要：本文主要对二氧化氯消毒法在自来水厂出厂水中的应用进行介绍‘及说明其消毒方式对水源污染物质的去除有明显效果，值得向供水企业普及推广。
　　 关键词：自来水消毒方式二氧化氯推广
　　
　　 水是人类生活中不可缺少的重要物质，它是人体的重要组成部分，更是生理活动中必须依靠的物质，然而随着国家经济的飞速发展，城市污水、工业废水的污染，人类的经亲河受到严重的破坏，水中被检出的污染物质种类越来越多，某些有机物新的毒性机理已被确认会威胁人类的身体健康。因此人们对自己饮用的自来水水质及其生产的工艺、饮用水的消毒方式十分的关注。以下将对二氧化氯消毒法在自来水厂中的应用进行介绍及其消毒方式的确对水源污染物质的去除有非常明显的效果，值得向供水企业普及推广。
　　二氧化氯的起源和兴起
　　 二氧化氯于1811年首先由Humphrey Davey制得。于1921年用于纸浆的漂白.在水处理中的应用始自1944年，当时美国Ｎiahara Falla水厂为控制水中由于藻类繁殖与酚污染所产生的气味，率先使用二氧化氯获得成功到目前仅美国就有４００多家水厂在应用。在欧洲，二氧化氯的使用更为普遍，已有数千家水厂在应用。使用二氧化氯的目的包括除臭、除味、脱色、消毒、除铁、除锰，控制卤化烃的形成等。
　　二氧化氯的基本性质
　　 二氧化氯分子式为ClO2,分子量为６７.４５,凝固点为-59.1ºC，沸点为11ºC，水中溶解度为0.29%(22ºC)，常温呈黄绿色气态，有类似氯气的刺激性气味。二氧化氯以自由单体存在，它溶解于水时是以分子形式扩散的，二氧化氯在水中不发生水解，但它对光和热十分敏感，将其通入热水中会分解产生次氯酸、氯氯气和氧，受光照也极易发生分解，其溶解应在阴暗处保存。由于二氧化氯性质活当，在受热、受光照分解或发生反应，极易引起爆炸。但其水溶液却十分安全，因此二氧化氯宜现场制备使用。它是一种强氧化剂。
　　二氧化氯的制取工艺
　　通常在水厂使用的二氧化氯发生器都采用化学瓜的原理进行制备，根据彩原料的不同，可分为以下三种：
　　盐酸与氯酸钠反应
　　 反应式为：
　　2NaClO3+4Hcl=2NaCl+2ClO2+Cl2+2H2O
　　盐酸与亚氯酸钠反应
　　反应式为：
　　5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2+2H2O
　　亚氯酸钠加氯气工艺
　　反应式为：
　　2NaCl2+Cl2=2ClO2+2NaCl
　　据了解，在广西使用二氧化氯消毒法的各个自来水生活企业中，多数使用盐酸与氯酸钠反应法来制得二氧化氯。其制法设备简单，规模小，原料价廉易得，非常适用于广大自来水厂。需指出的是，使用此工艺制取时有氯气产生，可根据需要进一步纯化，二氧化氯的含量可达95%。
　　二氧化氯的消毒机理和性能
　　 1、二氧化氯具有除异味的功能
　　 二氧化氯具有极强的氧化性，能迅速将硫化物、硫化氢氧化为硫酸盐，解除硫化物的“臭皮蛋”气味，且不会形成及体状硫而堵塞设备。它对微生物的钉来作用，虽然是综合作用的结果，但它的极强氧化性是主要因素，因此不会像氯气那样生成对人体有害的有机卤化物和三卤甲烷等致癌或诱发癌变的有机物质。
　　 由于环境污染，水中含酚量不断提高，液氯消毒会形成大量氯酚。氯酚不但有很强的刺激味，少量的酚被氧化也会发生难闻的臭味，而且严重危害人类健康。而二氧化氯不与酚反应生成氯酚，因此在水处理中有去除异味的功能。例如：我国北方某城市，以黄河为水源，在冬季枯水期用氯消毒时，水厂出厂水中常含有一种较强的氯酚气味，并且水的口感变差；当采用二氧化氯进行消毒后，水中的气味和口感明显改善。上海自来水公司在对黄浦江和长江水源的消毒工艺研究中也得出二氧化氯与有机物不生成卤化烃，与氯消毒相比，水中氯仿含量可降低45%~62%，可以大大消除三氯甲烷等副产物的产生量。
　　 2、二氧化氯具有脱色、除臭、降解有机物的能力
　　 二氧化氯的极强氧化能力，也是脱色、除臭、降解有机物和去除铁锰的主要因素，对管网及水池中的藻类、粘泥及寄生虫、游虫等均有很高的杀灭和剥离作用，有利于水处理设施的运行和维护。对一些以湖泊、水库为水源的水厂，水体富营养化而引起的藻类过量繁殖，以及部分藻类和动植物腐烂后所导致的放线菌大量滋生，都有会引起水质色度增设并含有异味。对这类水源采用二氧化氯作为消毒剂，则比氯气具有更大的优势。广西某地级水厂水源为水库存蓄积的水，在夏季常产生大量的藻类，细菌较多，使水体颜色呈棕色，并有一种刺激性气味，采用二氧化氯消毒后，出厂水水质无臭无味，各项指标都达到国家饮用水标准。
　　 ３、二氧化氯消毒效果好
　　 与氯不同，二氧化氯在水中以分子形式存在，即使在稀溶液中也不发生水解，因此其消毒效率不像氯气那样随ＰＨ值的变化而变化，在ＰＨ值6~10范围内均有很强的消毒能力。在碱性条件下，其消毒效果比氯气好很多。在ＰＨ值8.4~8.7范围时，0.5mg/L二氧化氯杀菌率达99.5%~100%，而在同样条件下时，0.5%mg/L氯气杀菌率仅为46.8%~74.6%。
　　 二氧化氯不与氨氮反应生成低效率的氯胺，在高氨氮含量的条件下仍保持较高的杀菌效率。我国很多水源中氨氮值常常偏高，如果用氯气进行消毒，氯气的投加量会加大，投氯量的增加又导致出厂水中氯化副产物三卤甲烷的急剧增加，形成一个很难解决的矛盾，而二氧化氯则是解决这一矛盾的最佳期选择。
　　 二氧化氯对细菌的细胞壁有较好的吸附近和穿透性能，可以有效地破坏细菌内含巯基的酶，快速控制微生物蛋白质的合成，二氧化氯分子和病毒的衣壳蛋白之间的吸附作用，致使病毒表面聚集了高浓度消毒剂分子，加强了对病毒的灭活能力。二氧化氯作用快，持续时间长，实验证明，0.5%mg/L的二氧化氯作用5分钟之后即可杀来99%以上的异养菌，杀菌率维持12h不变，作用时间长达24h后杀菌率才下降到86.3%。这维持管网中的持续消毒能力，抑制配水管网细菌再生，可防止出现水质的“二次污染”。有实验结果证明二氧化氯在生物学灭菌能力，消毒剂稳定性和持续消毒能力均优于液氯，据称二氧化氯对高等动力细胞、精子及染色体无致癌致畸致突变作用，对有机物的氧化降解以含氧基因的小分子化合物为主，这些产物到目前的研究为止，均证明是元毒害的，且二氧化氯使用剂极低，因此使用二氧化氯消毒十分安全，基本无残留毒性。
　　 二氧化氯的性质，消毒机理和性，决定了它在杀菌、除藻、除铁、除锰，控制水的气味，改善口感，减少卤代烃的形成量，去除水中微量的有机污染物等方面具有独特的优势，现在它已被世界卫生组织（ＷＴＯ）列为ＡＩ级高效安全消毒剂。可见，用二氧化氯作为自来水的消毒剂具有独物的优势。
　　二氧化氯在生活饮用水中的实践使用说明
　　 广西玉林市玉州区江南自来水厂是玉州区水利局下属的一个公益型事业单位，其两项职能：农田灌溉和自来水供给。1986年投资建成自来水供给系统，随着供水区域的扩大，供水量的也在不断增长中，它由原来的农业灌溉型向城市供水型转变，由传统水利体系向城市水利的综合体系转变，其是国家新形势下水利改革的典型例子。水厂目前净水设备及供水各项配套设施较为完善，日供水量约5.0万吨，成为玉林市第二大供水体系。
　　 为了保证和提高供水质量和与时俱进，经多方考察和结合水源情况于2003年5月引进了无锡飞乐公司生产的ＣＣＴ化学法二氧人氯发生器，从这几年的使用情况来看：
　　 １）、安全可靠。比较之前使用氯气时，其运输、使用不当易会出现泄漏，危及单位和周围群众生命安全，二氧化氯则物美价廉，现场制得。
　　 ２）、消毒效果好，时效更长。使用液氯出厂水游离余氯≥0.3mg/L，管网末梢水总氯≥0.05mg/L，加量太大，气味难闻，用户有意见，不加大到一定量，消毒时效不够，末梢水总氯就达不到标准，确实很为难。二氧化氯相对好很多，出厂水游离余氯要求≥0.１mg/L，管网末梢水总氯≥0.02mg/L，且消毒时效达12小时，在使用和调节上有了很大空间，完全能够满足要求。
　　 3）、出厂水质稳定。出厂水水质除本单位24小时化验监测外，玉林市疾病预防控制中心和玉林市水质监测站每月对水源水、出厂水、管网水随机取样抽检，经检测各项指标均符合《国家饮用水卫生标准》GB5749-2006。最近一次的检测是2011年7月5日由国家建设部城市供水监测中心委托国家城市供水水质监测网佛山站对江南水厂的出厂水抽检其《国家饮用水卫生标准》GB5749-2006的106项，除三氯乙醛超标外，其余全部合格。
　　 4）、口感好，用户满意。二氧化氯在去除藻类、杀灭细菌、除异味有明显成效，口感也明显比使用之前改善，用户很满意。
　　二氧化氯使用仍在不断探索中，虽然在目前来说有许多独特的优点，可也存在不足，比如反应后在氯气存在，反应不充分会产生来氯酸盐也是对人生有害的。在二氧化氯发生器反应过程中还比较容易结晶，反应出口阻塞，反应不完全等等使用上的问题，二氧化氯的未来还得不断改进。

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