概  述

自來水給水常規(guī)凈化技術(shù)，一般是指由絮凝（投藥、混合、反應）、沉淀、過濾和消毒等組成的凈水工藝流程。水中凈水處理的是去除原水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、細菌及其他害成份，使凈化后的水質(zhì)能滿足生活飲用或工業(yè)的需要。水的水質(zhì)狀況及用戶對水質(zhì)的要求不同，凈水工藝流程也不同。

在對生活飲用水處理時，一般要求在自來水出前應加入一定量的消毒劑，以出水及配水管網(wǎng)末梢中的余氯達到規(guī)準GB 5749—2006（cl2消毒分別為不小于0.3ppm、0.05ppm；二氧化氯消毒分別為不小于0.1ppm、0.02ppm），目前通常使用的消毒劑為cl2、次氯酸鈉、二氧化氯或臭氧等。上述幾種清毒方式各優(yōu)缺特點。cl2運輸、投加較麻煩，但運行較，目前仍是大中型水主要采用的方式；臭氧的消毒運行高，很少在自來水行業(yè)使用，幾乎是沒。

由于二氧化氯是現(xiàn)場發(fā)生現(xiàn)場使用，即使泄漏（事實上使用的發(fā)生器絕不會發(fā)生泄漏）也不會對附近的居民及操作人員造成傷害。另外二氧化氯在水中的活性可維持至少48小時，其效期比氯長，配水管網(wǎng)中使用二氧化氯不但能抑制細菌再生長，而且可對藻類進行殺滅（即使是存活的藻類，也會失去繁殖能力。），還可以效地控制藻類以及腐爛的蔬菜產(chǎn)生的異味，且用二氧化氯消毒后不會像使用cl2、次氯酸鈉等氯系消毒劑一樣與水中的機物起反應產(chǎn)生三鹵甲烷之類的致癌物質(zhì)，很受水處理行業(yè)的青睞，可見使用二氧化氯對自來水進行消毒顯得安、方便、、。

二氧化氯是目前上*的廣譜殺菌劑、氧化劑和的漂白劑，在發(fā)達已幾千水使用二氧化氯消毒處理飲用水和廢水。我供水行業(yè)隨著自來水的原水因污染而導致原水水質(zhì)惡化，傳統(tǒng)的消毒工藝將不再被接受，二氧化氯在飲用水中的正在迅猛發(fā)展。

二． 二氧化氯消毒劑的優(yōu)點

1811年戴維（Humphrey Davey）用（KClO3）水溶液和鹽酸反應，合成并收集了ClO2。1834年，Watt和Burgess發(fā)現(xiàn)了該化合物的漂白性。本世紀初，人們發(fā)現(xiàn)二氧化氯溶于醋酸稀溶液可用來漂白紙漿。1940年在美的馬蒂遜堿實現(xiàn)二氧化氯工業(yè)化，開始了其工業(yè)化的。1944年，美尼亞加拉瀑布城水為控制水中由于藻類繁殖與酚污染所產(chǎn)生的異味臭,使用二氧化氯獲得成功，顯示了二氧化氯在飲用水消毒、尤其是處理含酚和臭味的原水方面具明顯的*性。隨后，在西方發(fā)達，二氧化氯在飲用水處理方面得到迅速地推廣。如瑞士早在1950年就用二氧化氯對含酚地下水消毒、除臭；后來蘇黎世水大量采用二氧化氯消毒；1979年，美印安納州埃文斯維爾市水，選用二氧化氯作為控制THMS的效方法。目前，發(fā)達已2000多自來水采用二氧化氯。歐、美水的表明，二氧化氯替代氯可效地降三鹵甲烷的生成量，別在藻類繁殖嚴重的湖水，二氧化氯可效地降出水的異味。

2．1  二氧化氯的性質(zhì)

隨濃度不同，二氧化氯是一種黃綠色到橙色的氣體，具與cl2相似的刺激性氣味，沸特點為11℃，在空氣中的體積濃度過10%便爆炸性，但在水溶液中二氧化氯十分穩(wěn)定，與氯不同，它在水中不與水反應，也不酸解。二氧化氯是一種氧化劑，而不是氯化劑，其氧化能力是氯的2.5倍。二氧化氯對細胞壁較強的吸附和穿透能力，可效地氧化細胞內(nèi)含巰基的酶，還可以快速抑制微生物蛋白質(zhì)的合成，從而破壞微生物。二氧化氯除對一般細菌殺死外，對芽苞、病毒、藻類、鐵細菌、liusaun鹽還原菌和真菌等均很好的滅殺。由于二氧化氯對壓力敏感，不能裝運及*存儲，通常需現(xiàn)場發(fā)生就地使用。

2. 2  二氧化氯用于飲用水消毒殺菌的優(yōu)點

   1） 殺菌性能

二氧化氯對大腸桿菌、脊髓灰質(zhì)炎病毒、肝炎病毒、蘭伯氏賈蟲胞襄不但很好的消毒殺菌，且效果優(yōu)于自由氯。與氯不同，二氧化氯的殺菌活性在很寬的pH范圍內(nèi)都比較穩(wěn)定。當pH為6.5時，0.25mg/L的二氧化氯和氯對大腸桿菌一分鐘的滅殺率相似；而pH 為8.5時，二氧化氯能保持相同的滅殺效率，而cl2則需要5倍的時間，故二氧化氯對于高pH值、石灰軟化水疑是合適的消毒劑。二氧化氯同樣能效地殺死其他的傳染性細菌，如葡萄球菌和沙門氏菌。在處理脊髓灰質(zhì)炎病毒和大腸噬菌體時，2mg/L劑量的二氧化氯產(chǎn)生的存活率比10mg/L劑量的氯得多。

   2） 對THMS的控制

   THMS（總?cè)u甲烷）被懷疑是致癌物質(zhì),而二氧化氯可以防止THMs的形成。與氯不同，二氧化氯與THMs前體，如腐殖物和灰黃霉酸發(fā)生的是氧化反應，不形成氯代機物THMs。通常，二氧化氯對THMs控制是取代前氧化。

   3） 除藻

二氧化氯對各種藻都殺傷致死。它不僅對藻類進行效殺滅，而且即使是存活的藻類，也會使其失去繁殖能力。此外，二氧化氯還可以效地控制藻類以及腐爛的蔬菜產(chǎn)生的異味，且能控制侵害機體并產(chǎn)生異味的放線菌。

藻類的大量繁殖不僅使給水處理帶來困難，還會帶來色、嗅、味的問題。夏天，自來水的沉淀池、濾池內(nèi)藻類繁殖較為嚴重，使用預氯化除藻，壁上仍然會藻類繁殖，殺藻效果不明顯。以湖泊、水庫為水的給水工程，由于水受機物污染而富含氮、磷，使水體富營養(yǎng)化，再加上相對靜止的水利條件，很容易造成藻類的大量繁殖。為了除藻，的地方不得不向水中投放大量的liusaun銅，而實際上liusaun銅殺藻效果并不如使用二氧化氯好，在相近的處理下，二氧化氯比liusaun銅更效。美費城以二氧化氯替代liusaun銅用作水庫的除藻劑，在52個用二氧化氯進行味、臭處理的調(diào)查報告中，7 個藻類問題的調(diào)查表明二氧化氯對藻類及腐爛植物所產(chǎn)生的味臭控制為效。

   4） 二氧化氯除鐵、錳

水中含過量的鐵和錳，將害人體健康，給生活帶來不便，并危害工業(yè)，影響產(chǎn)量。因此，飲用水衛(wèi)生規(guī)準規(guī)定：飲用水中含鐵量不得過0.3mg/L。因此，提高地下水除鐵除錳技術(shù)水平，在給水凈化工藝中，占很重要地位。

二氧化氯能夠把二錳氧化成四錳，使之形成不溶于水的二氧化錳（MnO2）,即

         2ClO2  +  5Mn2+  +  6H2O  =  5 MnO2  +  12H+    +  2Cl-

二氧化錳不溶于水，在離開水前可以過濾掉。除去一份錳需要2.45倍（按重量計）的二氧化氯。pH值大于7時，能獲得的效果。通過氧化,二氧化氯對錳的去除率為69%至81%,而氯對錳的去除率僅為25%。

同樣，二氧化氯也能夠把二的鐵氧化成三的鐵,形成氫氧化鐵沉淀,即

         6ClO2 + 5Fe（HCO3）2 +  3H2O = 5Fe（OH）3  + 10CO3-   + 6Cl-   + H+

氧化溶解的金屬鐵，需要1.2倍（按重量計）的二氧化氯。通過氧化,二氧化氯對鐵的去除率為78%至95%,而氯對鐵的去除率僅為50%左右。

   5） 對水中酚類化合物的破壞

地表水常含工業(yè)產(chǎn)生的酚。用cl2消毒時，生成氯化酚，導致味和嗅。二氧化氯能而效地破壞水中的酚類，而且不形成令人討厭的副產(chǎn)物。當pH<10時，1份重量的苯酚可被1.5份的二氧化氯氧化成對苯醌.當pH>10時，3.3份重量的二氧化氯能將1份重量的苯酚氧化成小分子量的二元脂肪酸。二氧化氯能*破壞氯酚，完去除是一份氯酚要求七份的二氧化氯。當pH值為7時，所的酚都反應完