二氧化氯在自來水消毒中的應用

重慶市自來水公司雙碑水廠 陳洪欽

　　飲用水用氯消毒已有近百年的歷史，它在殺滅腸道傳染病等方面發(fā)揮了重要作用，但自上世紀70年代中期，發(fā)現(xiàn)氯消毒產(chǎn)生了對人類有潛在危害的氯仿等有機鹵代物，已引起世界各國強烈關(guān)注和無限憂慮。今天，在美國和加拿大就有600多家以上水廠使用CLO₂消毒，意大利不僅將CLO₂用于飲用水消毒，也在電廠、鋼廠、紙漿廠，石油化工和冷卻用水系統(tǒng)中用CLO₂作為控制生物污染的藥劑，德國有超過70%的飲用水使用CLO₂消毒，上世紀80年代初期，我國開始對飲用水安全氯化與消毒技術(shù)的研究，對替代氯消毒劑的臭氧和氯胺以及二氧化氯對氯仿形成的影響，CL0₂對細菌、病毒和藻類、浮游動物的失活效果，CLO₂對有機和無機污染物的去除效果，CLO₂的毒理學和CLO₂發(fā)生技術(shù)及其應用等研究，不僅積累了大量的CLO₂研究與應用數(shù)據(jù)和資料，而且積極推動了我國安全飲用水消毒技術(shù)的發(fā)展與應用。

一、 常用飲用水消毒劑

　　目前世界上常用的飲用水消毒劑有四種：臭氧、二氧化氯、液氯、氯胺，這四種消毒劑比較如下：
　　 從生物殺菌能力看，其高低位序為：O₃>CLO₂>CL₂>氯胺；
　　 從穩(wěn)定性和消毒的持續(xù)性來看，其高低位序為：氯胺>CLO₂>CL₂>O₃；
　　 從三鹵甲烷形成潛力和總有機鹵形成潛力來看，其高低位序為：CL₂>氯胺>CLO₂≈O₃ 綜合起來考慮，則認為二氧化氯是一優(yōu)良消毒劑和強氧化劑，是世界衛(wèi)生組織（WHO）和世界糧農(nóng)組織（FAO）向全世界推薦的A1級廣譜、安全和高效消毒劑。

二、二氧化氯的殺菌消毒作用

　　二氧化氯在自然界中幾乎以游離單體的形式存在，基本不與水發(fā)生化學反應（水解歧化），也不以二聚或多聚狀態(tài)存在，這令它在水中的擴散速度比較快，滲透力也強，特別是在低濃度時更突出，二氧化氯的氧化能力強，是氯的2.6倍。
　　 二氧化氯的殺菌作用不受PH值影響，可在廣泛的PH值（3.0—9.0）范圍內(nèi)，殺死水中的細菌和病毒。
　　 二氧化氯的持續(xù)消毒能力強，它的水溶液很穩(wěn)定，尤其在低濃度時更突出。給水管網(wǎng)是一個密封的系統(tǒng)，管道內(nèi)陰涼且避光，因此，二氧化氯在管網(wǎng)中能夠保持穩(wěn)定的殘量，控制細菌、病毒、藻類等微生物的再度繁殖，二氧化氯還能分解殘留的細胞結(jié)構(gòu)，控制粘泥和生物的積聚，使微生物缺乏繁殖生長的條件和環(huán)境。

三、二氧化氯投加工藝

　?。ㄒ唬τ谟星逅氐乃畯S，一般將二氧化氯的投加點選擇在濾后清水池進水口處，靠清水池中有效的接觸時間，達到殺菌、消毒效果。如若投加在濾后管道中，因有利于混合均勻，效果更好。
　　 （二）對于沒有清水池的直供水，可將二氧化氯直接投加到供水管道中。
　　 （三）對于配備在線檢測自動控制裝置的水廠，可在投加點之前設(shè)置流量控測裝置，自動測定水流量值并轉(zhuǎn)成控制信號給二氧化氯發(fā)生器以控制二氧化氯投加量，或在出廠水管上設(shè)置余氯或二氧化氯控測裝置，自動測定出廠水余氯值或二氧化氯濃度值，并轉(zhuǎn)成控制信號后流量信號復合控制投加量，使加藥量更精確。
　　 （四）二氧化氯投加濃度
　　 建設(shè)部cJ/T206-2005《城市供水水質(zhì)標準》二氧化氯與水接觸30min后出廠游離氯≥0.1mg/L，我廠從2004年7月開始使用二氧化氯作為生活飲用水消毒劑，其消毒效果及其安全性均很好，根據(jù)我廠近二年的運行經(jīng)驗和測試數(shù)據(jù)，水溫在20°C～21°C條件下，水樣中二氧化氯含量0.37mg/L和0.25mg/L時，分別作用1min和5min，使大腸桿菌降至0cfu/100mL

二氧化氯對水中大腸桿菌的殺滅效果

但在低溫低濁條件下，水溫5°C～6°C，同樣投加0.25mg/L時，作用5min，不能將大腸桿菌降至0cfu/100ml，必須將二氧化氯投加量提高至0.5mg/L,方可將大腸桿菌降至0cfu/100ml。
　　 在實際運行中，要達到消毒殺菌效果，又要盡可能節(jié)約成本，我們摸索總結(jié)出只要投加量控制在0.15---0.30mg/L，停留時間30min，完全可以確保管網(wǎng)水中的微生物學指標和感官性指標。二氧化氯用水自來水消毒主要具有如下優(yōu)點：
　　 （一）CLO₂在失活病毒，隱孢子蟲和賈第蟲方面比CL₂更有效；
　　 （二）CLO₂不形成氯仿等有機鹵代物；
　　 （三）CLO₂殺菌特性幾乎不受PH影響，且殺菌效果明顯好于CL₂；
　　 （四）CLO₂可用于控制藻類、腐敗植物和酚類化合物產(chǎn)生的嗅和味問題；
　　 （五）CLO₂氧化鐵、錳、硫化物、氰化物和亞硝酸鹽以及許多有機物；
　　 （六）CLO₂在水中的剩余量，將延長或保證管網(wǎng)水中的消毒作用；
　　 （七）CLO₂不與氨反應，也不與溴化物反應形成溴或溴酸鹽；
　　 （八）CLO₂在減少殺滅斑貽貝方面是有效的；
　　 （九）CLO₂在實際運行中安全性比投加CL₂更可靠，并可省去漏氯回收裝置。

四、結(jié)論

　　綜上所述，二氧化氯作飲用水消毒劑，投加量在0.15∽0.30mg/L濃度范圍內(nèi)，從消毒的效果、消毒安全性、口感及嗅和味方面來看，優(yōu)于液氯消毒，不僅使出廠水達到了國家生活飲用水標準，而且使水質(zhì)量得到很大提高，滿足了人們對高品質(zhì)生活飲用水的需求，二氧化氯正逐漸被用戶接受和認可，是一種很有前途的消毒劑。