水春雨，完顏華
(蘭州鐵道學(xué)院 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

　　摘要：通過二氧化氯和液氯兩種消毒劑聯(lián)合用于城市污水的消毒試驗，對兩種消毒劑的投加配比、與污水接觸時間以及ClO₂和Cl₂的殘余量對存活的糞大腸菌群數(shù)的影響進行了探討，結(jié)果表明：二氧化氯和液氯按2：1的比例聯(lián)合用于城市污水消毒時，效果良好，二氧化氯投加量 3 mg/L，液氯投加量 1.5 mg／L，經(jīng) 30 min接觸時間，大腸菌滅活率達99.9％。
　　關(guān)鍵詞：污水處理；消毒；城市污水；糞大腸菌
　　中圖分類號：X799.3 　　文獻標(biāo)識碼：A 　　文章編號：1009－2455(2003)02－0050－03

Tests of Combined Use of CIO2 and Liquid Chlorine
For Sterilization of Municipal Sewage
SHUI Chun-yu.WANYAN Hua
(College of Environmental Science and Eng.of Lanhou Railway Institute.Lanzhou 730070，China)

Abstract：Two antiseptics of chlorine dioxide and liquid chlorine were tested in a combined way for the　sterilization of municipal sewage.The effects of the proportioning of the two antiseptics，the time of their being in　contact With the sewage as well as the quantity of residual ClO₂ and Cl₂ on the number of the 　sold groups were studied，the result of which showed：When ClO₂ and liquid chlorine were used in a combined way　at a ratio of 2：1 in sterilizing municipal sewage，the result was good.When the quantity of ClO₂ fed in was 3 mg／L and that of liquid chlorine was 1.5 mg／L，with the contact time being 30 min., the dieing－out rate of colibacilllus reached 99.9％.
Keywords: sewage treatment；sterlilization; municipal sewage：colibacillusoid

　　液氯作為一種成熟的消毒劑已有百年的應(yīng)用歷史，但液氯消毒使水中三氯甲烷(THMs)的含量增加^[1]。近年來，氯消毒所引發(fā)的環(huán)境健康問題越來越引起人們的重視，氯消毒替代品的研究也越來越深入，在可選用的新型消毒劑中，二氧化氯被認為是其中性價比最優(yōu)的一種^[2]，但是使用二氧化氯有個較嚴重的問題，一部分二氧化氯被還原為可能會對人體健康產(chǎn)生不良影響的ClO₂^-[3]。而且，二氧化氯制造成本較高，限制了其推廣使用。本實驗研究了二氧化氯和液氯按一定比例同時投加，聯(lián)合用于回用污水消毒的效能，研究的目的是為處理后的污水回用尋求安全高效的消毒劑。

1 材料和方法
1.1 試驗材料
　　污水取自甘肅西峰市城市污水資源化試驗廠二沉池出水，主要成分為生活污水，二氧化氯溶液、液氯溶液自制，純度98％以上。
1.2 試驗方法
　　取二沉池出水水樣，pH＝7.8，同時投加二氧化氯和液氯兩種消毒劑，投加量液氯為二氧化氯的一半，二氧化氯投加量分別為 2，3，4，5 mg／L，相應(yīng)的氯投加量分別為1，1.5，2，2.5 mg／L。聯(lián)合消毒劑與污水在充分混合下于黑暗處反應(yīng)，接觸時間分別為 30，60，120 min。在接觸時間未，分別測定樣品殘余二氧化氯、氯和ClO₂濃度，同時測定糞大腸菌群數(shù)。糞大腸菌的測定采用多管發(fā)酵技術(shù)，ClO₂，ClO₂^-和氯的測定采用連續(xù)碘量法。

2 結(jié)果與討論
2.1 ClO₂和Cl₂聯(lián)合投加對ClO₂^-產(chǎn)生的影響
　　表 1列出了化學(xué)分析的結(jié)果，消毒劑ClO₂和Cl₂同時投加于污水，接觸時間分別為30，60和120 min后，殘余的ClO₂，ClO₂^-和氯濃度以及糞大腸茵數(shù)；圖l、圖2和圖3分別顯示了兩種消毒劑投加于污水經(jīng)不同接觸時間后各組分殘余量的變化趨勢。

表1 投加不同消毒劑量不同接觸時間作用后污水中消毒劑殘余量及存活糞大腸菌群數(shù)

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消毒劑投加量 接觸時間t/min pH值 殘余量 存活的糞大腸菌群數(shù)/
(個·L^-1)

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ρ(ClO₂)/
(mg·L^-1) ρ(Cl₂)/
(mg·L^-1) ρ(ClO₂)/
(mg·L^-1) ρ(Cl₂)/
(mg·L^-1) ρ(ClO₂^-)/
(mg·L^-1)

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0 0 0 7.8 0 0 0 2.4 × 10⁷ 2 1 30 7.8 0 0 1.48 5.4 × 10² 2 1 60 7.8 0 0 1.29 2 × 10² 2 1 120 7.8 0 0 1.21 2 × 10² 3 1.5 30 7.8 0.12 0.49 1.84 170 3 1.5 60 7.8 0.23 0.43 1.61 78 3 1.5 120 7.8 0.31 0.11 1.55 78 4 2 30 7.8 0.58 0.92 2.01 68 4 2 60 7.8 0.69 0.75 1.86 45 4 2 120 7.8 0.98 0.51 1.71 0 5 2.5 30 7.8 1.32 1.21 1.82 45 5 2.5 60 7.8 1.34 1.06 1.79 20 5 2.5 120 7.8 1.39 0.84 1.73 0

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　　表1可以看出，實驗開始，兩種消毒劑同時投加，ClO₂投加量為2mg／L，Cl²加量為 1 mg／L，分別與污水作用 30，60和 120 min后，在任何一個接觸時間末，均沒有檢測出殘余ClO₂，一部分的 ClO₂轉(zhuǎn)變?yōu)镃lO₂^-。ClO₂投加量分別為3，4和5 mg／L，同時投加的液氯量分別為 l.5，2和 2.5mg／L，分別與污水作用 30，60和 120 min后，在任何一個接觸時間末，均檢測出殘余ClO₂，在接觸時間120 min末殘余ClO₂量最高；在接觸時間30 min末，殘余ClO₂量最低。污水中的ClO^-濃度隨ClO₂。投加量增加而增加，在投加量最低的一組消毒劑作用下，沒有檢測出殘余ClO₂，但是ClO₂^-濃度顯著增加，隨著消毒劑投加量的增加，對不同投加量，發(fā)現(xiàn)在最短的接觸時間30 min末，余氯、ClO₂^-高，在最長的接觸時間 120 min末，余氯、ClO₂^-量最低、與ClO₂殘余量變化呈相反趨勢。如圖1、圖2和圖3所示。

　　　

2.2 ClO₂ 和Cl₂。聯(lián)合投加對糞大腸菌的滅活效果
　　對投加量較少的聯(lián)合消毒劑，經(jīng) 60，120 min接觸時間后，糞大腸菌滅活率是相同的，均好于30 min接觸時間；對投加量較大的聯(lián)合消毒劑，經(jīng)30 min接觸時間后糞大腸菌滅活率最低，經(jīng)120 min 接觸時間，糞大腸菌滅活率最高，聯(lián)合消毒劑投加量ClO₂為5 mg／L，Cl₂為 2.5 mg/L時，經(jīng) 120 min接觸時間后，糞大腸菌被全部滅活，如圖4所示。

2.3 討論
　　消毒劑二氧化氯或液氯投加于污水后，污水中的有機物和還原性無機物立即與消毒劑反應(yīng)，這些反應(yīng)發(fā)生在消毒劑產(chǎn)生消毒作用前，由于發(fā)生這些反應(yīng)使ClO₂和Cl₂消毒效率降低^[4]。當(dāng)兩種消毒劑聯(lián)合投加時，對不同投加量，余氯濃度隨接觸時間增長而降低，另一方面，隨接觸時間的增加，殘余ClO₂。濃度相應(yīng)增加，而ClO₂-濃度減少，這是由于Cl₂與ClO₂^-發(fā)生反應(yīng)：Cl₂＋ClO₂ 2ClO₂＋Cl^-。兩種消毒劑二氧化氯和液氯聯(lián)合使用，增加了二氧化氯的殘余量，由于二氧化氯對生活污水的滅菌效果優(yōu)于液氮^[5]，實驗獲得較好的滅菌效果。

3 結(jié)論

　　①ClO₂和Cl₂聯(lián)合消毒，ClO₂和污水中有機物發(fā)生氧化反應(yīng)，因此減少了Cl₂和有機物反應(yīng)生成三氯甲烷和其它有機氯^[4]；Cl₂通過氧化ClO₂^-生成ClO。減少了ClO₂^-量，增加了殘余的ClO₂量。
　　②兩種消毒劑ClO₂和Cl₂。按2：l比例聯(lián)合用于污水消毒，各自的殘余量均較高，消毒效果良好。ClO₂投加量3mg／L，Cl₂投加量 1.5mg/L時，經(jīng)30 min 接觸時間后，大腸菌滅活率達99.9％以上。

參考文獻：
[1]黃君禮.二氧化氯對氯仿形成的影響[J].環(huán)境化學(xué)，1994,13(5)：466—473.
[2]Aita E, Berg JD. A review of chlorine dioxide in drinking watertreatment[J]. AWWA.1986. 78. (6):62-72.
[3] Werdehoff K S,Singer P C. Chlorine dioxide effect on THMFP,ass, 1987，79：107－113.
[4] Rav-Acha C.The role of formation and reduction of THM and cholrine concentration in the disinfection of water with Cl₂ and ClO₂[J].Envir,Pollut.1985,10,47-60.
[5]黃君禮. 新型水處理劑—— 二氧化氯技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

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作者簡介：水春雨(1978－)，男，湖北棗陽人；現(xiàn)為蘭州鐵道學(xué)院在讀碩士研究生，主要從事水處理研究，電話(0931)4912475，shuichunyu78.student@sina.com.