淺談二氧化氯在飲用水消毒中的消毒特性

來(lái)源：http://www.thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2019-07-18

　　摘要 在給水、凈水工藝中,殺菌消毒是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節。目前,消毒的方法有很多,如氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、紫外線(xiàn)消毒等。本文將液氯消毒與二氧化氯消毒的利弊進(jìn)行對比分析,突出二氧化氯在飲用水消毒中的消毒特性。

　　關(guān)鍵詞 二氧化氯;飲用水;消毒

　　在給水、凈水工藝中,殺菌消毒是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節。目前,消毒的方法有很多,如氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、紫外線(xiàn)消毒等。由于液氯的價(jià)格低廉、消毒能力強、貨源充足等優(yōu)點(diǎn),現今我國大部分自來(lái)水廠(chǎng)還采用液氯進(jìn)行水的消毒。但是,液氯在消毒過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生致癌的有機鹵代物,且殺菌效果受PH值影響很大。近20年來(lái),隨著(zhù)歐美國家在水廠(chǎng)和其他行業(yè)廣泛使用二氧化氯和國內對其在消毒方面的認識和研究的加深,二氧化氯正逐步成為氯消毒的替代物,其殺菌能力比液氯消毒強,殺菌效果不受水的PH值影響,只發(fā)生氧化作用不發(fā)生氯化作用達到消毒效果,避免了有機鹵代物的問(wèn)題,這是我國飲用水消毒技術(shù)的一項變革。

　　1 液氯消毒存在的弊端

　　液氯對去除水中有機物效果不理想,氯在PH值較高時(shí)消毒效力大幅度下降且與水中存在的腐殖質(zhì)及其他有機物作用會(huì )產(chǎn)生氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷等有機鹵代物。其中氯仿、溴仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷等有機鹵代物含量最多?？茖W(xué)家經(jīng)過(guò)大量動(dòng)物實(shí)驗研究證明,氯仿為致癌物,二溴一氯甲烷具有使肝、腎中毒的作用,它們對人體的危害已被世界公認。美國、加拿大、日本等國家的學(xué)者經(jīng)調查研究發(fā)現,在有機鹵代烴含量高的區域,胃癌、肝癌和膀胱癌的發(fā)病死亡率明顯增高。

　　2 二氧化氯的物理性質(zhì)及消毒機理

　　二氧化氯(ClO2)氣體是具有和氯相似的刺激性氣體,易溶于水,它的溶解度是氯氣的5倍。二氧化氯水溶液的顏色隨濃度的增加由黃綠色轉成橙色。它在水中是純粹的溶解狀態(tài),不與水發(fā)生化學(xué)反應,所以它的消毒作用受水的PH值影響極小。二氧化氯易揮發(fā),其液態(tài)和氣態(tài)極不穩定,溫度升高、曝光或與有機質(zhì)接觸均會(huì )發(fā)生爆炸,故通?，F場(chǎng)制備,即時(shí)使用,存放于陰涼避光處。二氧化氯溶液濃度在10g/L以下時(shí),基本沒(méi)有爆炸危險。一般水廠(chǎng)所用二氧化氯很少超過(guò)4g/L,加注量基本為0.1~5mg/L。

　　二氧化氯主要通過(guò)釋放新生態(tài)氧而起消毒作用。在水中反應如下:

　　CLO2+H2O→3[O]+2H++CL-

　　新生態(tài)氧具有很強的氧化能力,對微生物細胞壁有較好的吸附和滲透性能,可有效地氧化細胞內含巰基(-SH)的酶,從而快速抑制細胞內蛋白質(zhì)的合成,使蛋白質(zhì)中的氨基酸氧化分解,從而將菌藻分解殺死。另外,對水中有機物的氧化,氯氣以親電取代為主,而二氧化氯以氧化還原為主,能將腐殖酸、富里酸等降解且產(chǎn)物不以三氯甲烷形式存在。

　　3 二氧化氯的凈水消毒特性

　　3.1 消毒效果好、作用快、持續時(shí)間長(cháng)

　　二氧化氯溶于水后,基本上是以純粹的溶解氣體形式存在。它在水中的擴散速度與滲透能力都比氯快,特別是低濃度時(shí)更突出,0.5ml/L的二氧化氯作用5min之后即可殺滅99%以上的異養菌,殺菌率維持12h不變,作用時(shí)間長(cháng)達24h后殺菌率才下降為86.3%。這維持了管網(wǎng)中的持續消毒能力,抑制配水管網(wǎng)細菌再生,可防止出現水質(zhì)的“二次污染”。

　　3.2 消毒作用受pH值影響小

　　二氧化氯消毒效果基本不受介質(zhì)pH值的影響,在pH值6~10范圍內均有很強的消毒能力。在堿性條件下,其消毒效果比氯氣好得多,在pH值8.4~8.7范圍時(shí),0.5mg/L二氧化氯殺菌率達99.5%~100%,而在同樣條件下,0.5mg/L氯氣殺菌率僅為46.8%~74.6%。

　　3.3 消毒效果不受氨的影響

　　若水中含有一定量的氨時(shí),氯氣的消毒效果會(huì )明顯下降,而二氧化氯的消毒效果基本上不受影響。同時(shí),二氧化氯對氨氮、氬氮的去除效果比使用液氯好,實(shí)踐證明,玉林市自來(lái)水公司另一輔助水源為南流江水,當原水中兩氮較高時(shí),使用二氧化氯消毒出廠(chǎng)水兩氮含量經(jīng)檢測均比使用液氯時(shí)低。

　　3.4 隨著(zhù)濃度與溫度升高,二氧化氯消毒能力增強

　　溫度越高,二氧化氯的殺菌效果越好,這一點(diǎn)彌補了二氧化氯因溫度升高而使溶解度下降的缺點(diǎn)。所以二氧化氯最佳使用季節為夏季。

　　3.5 二氧化氯毒性低,消毒不產(chǎn)生氣味和有毒物質(zhì)

　　二氧化氯為微毒性廣譜殺菌消毒劑,半致死量LD50為8 600mg/kg。但是美國環(huán)保局1995年規定要求使用二氧化氯消毒的水廠(chǎng)出廠(chǎng)水中二氧化氯不得超過(guò)0.8~1.0mg/L。當水中含有酸類(lèi)物質(zhì)時(shí),用二氧化氯消毒不會(huì )產(chǎn)生氯酸的氣味,與水中腐殖酸及有機物反應,不會(huì )生成致癌作用的三氯甲烷,對人體沒(méi)有危害。而且二氧化氯可使致癌的稠環(huán)化合物如三、四苯環(huán)并芘降解成無(wú)致癌物質(zhì)。另外,二氧化氯具有殺死細菌、病毒和芽孢作用,不僅能殺死微生物,而且能分解殘留的細胞結構,并具有殺孢子和殺病毒作用。二氧化氯還可以去除飲用水的Fe3+、Mn2+和色味等。

　　4 二氧化氯與其他消毒劑的比較

　　從上表可以看出,二氧化氯的優(yōu)勢明顯(特別適合于受有機物污染的水源),不但氧化能力、殺菌能力強,受pH值和氨的影響小,而且不會(huì )生成致癌物和可疑致癌物,飲用水中投加少量二氧化氯還能有效抑制THMs的生成。

　　5 結論

　　二氧化氯作為替代液氯進(jìn)行飲用水的消毒和進(jìn)行水處理的新型藥劑已被世界公認,并成大勢所趨。目前,我國已擁有用高純二氧化氯替代液氯進(jìn)行飲用水消毒的成熟技術(shù),采用二氧化氯進(jìn)行飲用水消毒的成本較液氯僅高出 0.0035元/t水。供水水質(zhì)的好壞關(guān)系到每個(gè)人的身心健康,也關(guān)系到一些用水行業(yè)的發(fā)展,從而影響到整個(gè)國民經(jīng)濟的發(fā)展。因此,希望國家盡快出臺一些相關(guān)的政策法規,使給水行業(yè)和二次供水單位的飲用水液氯消毒早日改為CLO2消毒。

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