河北科技大學化工設計研究所（石家莊市綠源環保技術開發有限公司）

    一、應用純二氧化氯消毒飲用水的必要性
1、雖然氯氣一直是很成熟、很經濟、很有效的飲用水消毒劑，但隨著我國工業的發展、環境的變化，水質普遍變差，尤其是地表水，有些工業排污較嚴重的地區，地下水質也變差，甚至幾個臨近的村莊都無法飲水的情況也時有發生，還有春夏季節感覺自來水中有魚腥味，因為當污染物濃度高時，氯化消毒過程中，氯必然與水中的有機物腐殖酸和富里酸等產生氯酚、二惡英、三氯甲烷(THM)等有毒致癌副產物，所以就不太適用了。
2、目前已經發現的消毒副產物（DBPS）已有500種以上，很多副產物沸點高，即使把水燒開也難以揮發，而且致癌風險大。
3、從消毒劑的選擇上要體現“以人為本，安全第一”的原則，絕不可因循守舊、以不變應萬變。因為一個水廠的飲用水事關幾萬甚至幾十萬人的健康。
4、二氧化氯是目前國際公認的一種高效，低毒，快速，廣譜的第四代新型滅菌消毒劑。其氧化能力是氯氣的2.63倍，應用于飲用水不僅消毒能力強且具有持續性，還具有殺菌、脫色、助凝、除氰、除酚、除臭、除鐵、除錳等多種功效，是聯合國世界衛生組織確認的安全、高效、無毒新型強氧化殺菌消毒劑。相比臭氧和紫外線消毒其一次性投資和運行費用都要經濟得多。
5、關于氯氣消毒產生致癌副產物的問題，國內外的專家、學者都已達成共識，歐美等發達國家早已采用了二氧化氯的消毒技術，國內也有不少應用，但應用純二氧化氯的還較少。可喜的是，有些水廠在采用復合型二氧化氯，這也是一大進步！
6、但復合型二氧化氯仍然含有30%-40%的氯氣，根絕不了因氯氣產生的副產物，不能解決根本問題。
7、既然純二氧化氯很理想，為什么不大規模應用呢？那是因為目前常用亞氯酸鈉法產生純二氧化氯的成本太高，水廠難以承受。河北科技大學二氧化氯教研室發明的DTJ-HP法純二氧化氯發生工藝使成本降低到前者的1/5-1/4，使純二氧化氯消毒有了良好的經濟性，因此這種工藝具有非常大的商業價值。

    二、應用DTJ-HP法純二氧化氯消毒飲用水的經濟性
1、運行成本對比分析
DTJ-HP高純二氧化氯發生工藝（國家發明專利號：ZL03121405.3）。
2NaClO3 + 2H2SO4 + H2O2 + 復合催化劑 → 2ClO2 + NaHSO4 + 2H2O + O2
原料硫酸的價格為（98%）800元/噸，雙氧水（27.5%）1200元/噸，氯酸鈉4200元/噸。根據發生器的額定消耗量計，一般生產1 kg ClO2消耗氯酸鈉1.4kg、硫酸（98%）3.1kg，雙氧水（27.5-30%）1.4kg，折合人民幣約9.6元，折合成有效氯約為9.6/2.63=3.65元。以地表飲用水為例，ClO2投加量為0.2～0.5 g/m3，噸水成本約為：0.0019~ 0.0048元/噸。
“氯酸鈉＋鹽酸法”復合二氧化氯發生工藝，鹽酸（30%）800元/噸，氯酸鈉4200元/噸。根據該發生器的額定消耗量計，每生產1 kg有效氯消耗氯酸鈉0.65kg、鹽酸1.3kg，折合4元。以地表飲用水為例，投加量通常為0.5～1.5ppm，噸水成本約為：0.002～0.06元/噸。
“亞氯酸鈉＋鹽酸法”純二氧化氯發生工藝：鹽酸（30%）800元/噸，亞氯酸鈉18000元/噸。一般生產1 kg ClO2消耗亞氯酸鈉（82%NaClO2）2.25kg、鹽酸（30%HCl）2.2kg，計43元，折合成有效氯約為： 43/2.63=16.3元。以地表水投加量為0.2～0.5 g/m3，噸水成本約為：0.0086～0.022元/噸。
2、與常用發生工藝成本比較表（以飲用水消毒為例）

    通過以上對比,可以看出DTJ-HP法比亞氯酸鈉法高純二氧化氯發生工藝有很明顯的經濟的優勢，在副產物方面又比復合法有明顯的優勢。我們再與傳統氯氣消毒做一個對比分析。
運行成本：DTJ-HP法折合有效氯3650元/噸，氯氣價格大約3000元/噸，跟氯氣相比成本略高,但氯氣屬于公安部門控制的高危險品，其使用、運輸、儲存都需要辦證、審批等非常嚴格的手續，其成本是高昂的，比前者的運輸成本要高出50%以上。從用量來講：水中的有機物和氨消耗大量的氯氣，而有機物消耗二氧化氯很少，氨不與二氧化氯反應，無論從理論還是從實踐來講，二氧化氯的投加量要少。綜合考慮，二者運行費用相當。
一次性投資：二氧化氯發生器與加氯機都具有自控系統，但發生器無需獨立設置隔離加氯間，可省去修建加氯間的土建費、占地費，另外不需要漏氯報警系統(如吸收塔、漏氯報警儀等)，因此如果考慮加氯間土建費、占地費，則采用二氧化氯發生器一次性投資低，如不考慮，則二氧化氯發生器比單純的加氯機要貴一些。
從安全角度講，二氧化氯現場制備、現場使用，高度自控的設備加多重安全設施使人無后顧之憂。而氯氣鋼瓶的運輸、存儲和使用量大，危險性極高，就像埋著一堆巨大能量的炸彈，不能有絲毫懈怠。 
    綜上所述，從飲水健康、消毒效果及使用安全上講，使用純二氧化氯比單純氯氣有著絕對的優勢，從經濟性來講，使用DTJ-HP法純二氧化氯以及復合法二氧化氯與氯氣三者相近。采用亞氯酸鈉、鹽酸工藝生產純二氧化氯的運行成本最高。綜合飲水健康、消毒效果、安全性和經濟性，使用DTJ-HP法純二氧化氯消毒飲用水是最理想的選擇。她將造福于我們的飲水健康。   （本文首次發表于中國水處理二氧化氯專業網，編輯：喬海東）