隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，一方面，人們對(duì)水質(zhì)的要求越來(lái)越高，另一方面，發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，造成的環(huán)境污染問(wèn)題也日趨嚴(yán)重。特別是我國(guó)的水環(huán)境狀況仍在惡化，中國(guó)的主要河流有機(jī)污染普遍，主要湖泊富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重（1999年環(huán)境狀況公報(bào)）。而我國(guó)目前絕大多數(shù)水廠(chǎng)還是沿用傳統(tǒng)的混合、絮凝、沉淀、過(guò)濾、氯消毒水處理工藝，氯消毒對(duì)去除水中的有機(jī)物效果不理想，還會(huì)生成20多種副產(chǎn)物，包括三鹵甲烷THMs等致癌物質(zhì)。有一些凈水廠(chǎng)為此增加了深度處理構(gòu)筑物（活性炭吸附技術(shù)）或預(yù)處理構(gòu)筑物（生物預(yù)處理）等，但大都有投資高，占地大的缺點(diǎn)。隨著歐美國(guó)家在水廠(chǎng)和其他行業(yè)廣泛使用二氧化氯和國(guó)內(nèi)對(duì)其在消毒方面的認(rèn)識(shí)和研究的加深，二氧化氯正逐步成為氯消毒的替代物。

一、 二氧化氯的物理性質(zhì)

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(zhuǎn)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(yīng)，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(wěn)定，溫度升高、曝光或與有機(jī)質(zhì)接觸均會(huì)發(fā)生爆炸，故通�，F(xiàn)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(xiǎn)。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、 二氧化氯的消毒機(jī)理

1、二氧化氯與無(wú)機(jī)物的反應(yīng)：

二氧化氯可將水中溶解的還原態(tài)鐵、錳氧化，對(duì)去除鐵、錳很有效。反應(yīng)式如下：

2ClO2+5Mn2++6H2O→5MnO2+2Cl-+12H+ （1）

ClO2+5Fe(HCO3)2+3H2O→5Fe(OH)3+10CO2 + Cl-+H+ （2）

2、 二氧化氯與有機(jī)物的反應(yīng)：

二氧化氯與有機(jī)物的反應(yīng)較復(fù)雜，主要發(fā)生氧化反應(yīng)，其產(chǎn)物主要有酸、醇、環(huán)氧化物等。二氧化氯與酚反應(yīng)不會(huì)生成有異味的氯酚。二氧化氯與腐植酸反應(yīng)，不會(huì)生成三鹵甲烷THMs等有機(jī)鹵代物。

3、據(jù)有關(guān)專(zhuān)家研究，二氧化氯對(duì)細(xì)菌的細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸附和穿透能力，從而有效破壞細(xì)菌內(nèi)含巰基的酶，可快速控制微生物蛋白質(zhì)的合成，故二氧化氯對(duì)細(xì)菌、病毒等有很強(qiáng)的滅活能力。二氧化氯不與氨反應(yīng)，故氨氮含量高的水采用二氧化氯消毒仍可保持其全部殺菌能力。這些細(xì)菌除一般細(xì)菌外，還有包括大腸桿菌、異細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌、脊髓灰質(zhì)炎菌病毒、肝炎病毒、蘭伯氏賈第蟲(chóng)胞囊、尖刺賈第蟲(chóng)胞囊等。

4、二氧化氯與常用消毒劑的比較

飲用水消毒劑作為水質(zhì)控制的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其效果令人關(guān)注，尋找一種廣譜殺菌能力、消毒性能持久、副產(chǎn)物特別是有毒副產(chǎn)物較少、使用安全、方便的消毒劑是有關(guān)研究人員的共同目標(biāo)。目前，常用飲用水消毒劑有三種：氯、臭氧、二氧化氯。下面對(duì)它們的性能及副產(chǎn)物作一大致的比較：

三種常用飲用水消毒劑的比較

　 性能

副產(chǎn)物

　 優(yōu)點(diǎn)

缺點(diǎn)

三鹵甲烷（致癌物）、鹵代丙烯腈、鹵代酮、鹵代醋酸、三氯硝基甲烷、氯化氰、甲醛、乙醛

Cl2

使用方便，易于存貯，運(yùn)輸方便，綜合成本低，操作管理簡(jiǎn)單，水中溶解度高

受pH值及氨的影響大，殺菌速度一般

O3

強(qiáng)氧化劑，殺菌能力強(qiáng)、速度快，pH值及氨的影響小

水中易分解，不能保持殺菌消毒的持久性；成本高，電耗大，設(shè)備操作運(yùn)行復(fù)雜

羰基化合物（其中有毒醛類(lèi)物質(zhì)有甲醛、乙醛、乙二醛、甲基乙二醛）、含氧酸類(lèi)、羰酸類(lèi)；有溴離子存在時(shí)，會(huì)生成溴酸鹽、溴仿等可疑致癌物

ClO2

強(qiáng)氧化劑，殺菌能力強(qiáng)、消毒性久，pH值及氨的影響小，資金投入不高

不易貯存、運(yùn)輸

元毒的含氧基（-COOH）產(chǎn)物、醌支鏈酸，不會(huì)生成THMs

從上表可以看出，二氧化氯的優(yōu)勢(shì)明顯（特別適合于受有機(jī)物污染的水源），不但氧化能力、殺菌能力強(qiáng)，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。

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