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揮了重要作用，但自上世紀70年代中期，發現氯消毒產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發生技術及其應用等研究，不僅積累了大量的CLO₂研究與應用數據和資料，而且積極推動了我國安全飲用水消毒技術的發展與應用。

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；
　　 從穩定性和消毒的持續性來看，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良消毒劑和強氧化劑，是世界衛生組織（WHO）和世界糧農組織（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，基本不與水發生化學反應（水解歧化），也不以二聚或多聚狀態存在，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，殺死水中的細菌和病毒。
　　 二氧化氯的持續消毒能力強，它的水溶液很穩定，尤其在低濃度時更突出。給水管網是一個密封的系統，管道內陰涼且避光，因此，二氧化氯在管網中能夠保持穩定的殘量，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構，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境。

三、二氧化氯投加工藝

　　（一）對于有清水池的水廠，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，可在投加點之前設置流量控測裝置，自動測定水流量值并轉成控制信號給二氧化氯發生器以控制二氧化氯投加量，或在出廠水管上設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
　　 建設部cJ/T206-2005《城市供水水質標準》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，根據我廠近二年的運行經驗和測試數據，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，又要盡可能節約成本，我們摸索總結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，從消毒的效果、消毒安全性、口感及嗅和味方面來看，優于液氯消毒，不僅使出廠水達到了國家生活飲用水標準，而且使水質量得到很大提高，滿足了人們對高品質生活飲用水的需求，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。