二氧化氯與氯氣在飲用水消毒方面的應用比較

王 強,陳 璐,趙 攀

（馬鞍山鋼鐵股份有限公司第二能源總廠，安徽馬鞍山 243000）

1 引言

水是人類賴以生存的不可替代的物質，天然水中都不同程度地含有病原微生物或其它污染物質，因此作為飲用水必須對其進行處理。長期以來，氯消毒一直是給水處理工藝中必不可少的一個環節，但隨著水源污染的加劇及水質監測技術的提高，發現某些源水經氯氣消毒后，在其出水中檢測出了三氯甲烷等多種致癌或可誘發癌變的有機物，這使人們對氯消毒的安全性產生了懷疑。

二氧化氯于1944年應用于飲用水的消毒、脫色、除臭，二氧化氯處理飲用水中則不會產生三氯甲烷等氯化副產物，80年代后期，二氧化氯作為食品消毒劑和飲用水殺菌劑得到了美國農業部(USDA)和美國環境保護局(FDA)的認可，1987年美國FDA批準作為食品加工設備的消毒劑。世界衛生組織(WHO)承認，該物質完全沒有致癌、致畸性、致突變作用，排在安全消毒方法的首位，屬A1級產品，二氧化氯已成為國際上公認的氯系消毒劑最理想的更新換代產品。我國在水處理中應用二氧化氯起步較晚，隨著我國經濟實力的日益強大，人們對健康安全標難要求的提高，二氧化氯作為液氯的替代品用于飲用水消毒的時機已經成熟。

2 二氧化氯與氯氣的應用比較

我們以某鋼鐵廠新老區在飲用水消毒方面的不同進行比較，其中新區采用的是傳統的氯氣消毒及配套裝備，老區改造后采用的是二氧化氯消毒及配套設備。

2.1 設備裝置安全性比較

新區使用的氯氣是由裝在氯瓶中的液氯汽化形成的，其中建有自動加氯裝置及氯氣泄露吸收裝置，且為單獨無人職守房間，房間裝有報警和攝像裝置，信號進中控室，該系統對氯瓶安全性要求極高，一旦氯瓶發生泄漏，余氯吸收裝置自動啟動，但很難將大量氯氣吸收，部分還是存在外逸可能，而且人員需帶呼吸器進入處理，操作不方便、并存在人員接觸的安全隱患，從投運至今已發生兩次氯氣泄露的險肇事故。

老區使用的二氧化氯是采用2%的ClO2穩定液和以鹽酸為主體成分的活化液在發生器酸化后產生的二氧化氯氣體通過水射器輸入到清水池中，實施殺菌消毒。由于盛裝穩定液和活化液的藥桶是分開密閉的，發生器及輸入管線也是處于密閉狀態，穩定液ClO2濃度只有4%左右，大大低于30%爆炸下限，因此爆炸危險性主要集中在密閉的發生器及管線之中。輸出氣體管線通常在DN32以下，使用的材質為PPR管線或膠塑軟管，因此發生嚴重后果的可能性極少。發生器作為產生ClO2的主體設備，體積較小，一般控制在0.25 m3以下，且設有穩定液和活化液的流量控制閥門，正常情況下產生的ClO2濃度將遠低于爆炸下限。

2.2 消毒效果比較

為比對二氧化氯與氯氣的消毒效果，我們仍采用某鋼鐵廠老區和新區同一時間段一個月的生活水水質檢測結果作為參照，見表1。

從表1中，可以看出，二氧化氯的殺生效果較氯氣好，且投加量相對偏少。

表1 二氧化氯與氯氣消毒效果數據對照表

2.3 飲用水安全性比較

氯氣消毒雖然可以消滅活水中大量的細菌和病毒，但它使飲用水中有機物發生氯代,生成上百種影響人體健康的有機氯衍生物,有強烈的致癌作用，同時使人產生味覺、嗅覺不適感。

二氧化氯作為水處理消毒劑，與氯氣相比主要有如下優點：

a、二氧化氯能直接氧化水中的腐殖酸或黃腐酸等天然有機物，不與其生成三鹵甲烷等氯化物，能大大降低消毒水中三鹵甲烷等氯化消毒副產物的含量。

b、二氧化氯與氯氣不同，在水中不發生水解，不與水中的氨氮反應，因此其殺菌效率不受水中pH值和水中氨氮濃度的影響。

c、二氧化氯能有效地氧化去除水中的藻類、酚類及硫化物等有害物質，對這些物質造成的水的色、嗅和味，具有比氯氣更佳的處理效果，出水水質更好。

d、二氧化氯能有效殺滅水中的部分病毒和孢子等，而用氯氣消毒殺滅上述因子效果較差。

e、二氧化氯較氯氣在水中能維持較長時間的持續殺菌能力。

3 不足和改進

在使用二氧化氯消毒時，當二氧化氯的穩定液等藥劑成分超標或流量控制裝置失效，則ClO2含量就可能出現不足或超量，ClO2含量不足，則影響殺菌消毒效果；而在超出正常需要消毒量時，如超出量有限，則不會發生爆炸；如超過溶液中爆炸上限或發生器及管線等有足夠泄漏量，遇明火、高溫等均會引起爆炸。從減輕事故破壞程度考慮，可在發生器上增加護罩，以控制爆炸時的碎片飛出，進一步提高安全性。

4 結論

綜上所述，使用二氧化氯消毒在設備裝置及操作、飲用安全性方面要優于氯氣，在消毒效果方面兩者的差別不是很明顯，但二氧化氯產生的負作用較氯氣消毒大為減少，二氧化氯作為飲用水系統中的殺菌劑，效果明顯優于氯氣，它具有殺菌廣譜，投加量小，藥效維持時間長、不產生抗藥性、消毒費用低，其在飲用水處理應用方面具有先進性、必要性、安全可靠性和實際可能性，通過在實踐中不斷地改進和完善，使用二氧化氯替代氯氣消毒提高生活水生產的安全性必將會取得滿意的效果。

[1]Aieta E,Berg J D.A review of chlorine dioxide in drinking water treatment［J］.AWWA,1986，78(6)：62-72.

[2]黃君禮，李海波，王麗，等.二氧化氯的發生技術［J］.環境科學進展，1997，5(2)：55-60.

[3]秦忠茂.二氧化氯應用于農村水廠水質消毒的研究［J］.環境與健康，1998，15(5)：120-121.