供水消毒劑中“氯”的應用分析

姜學杰

摘 要：水是生命之源，水和我們的生活息息相關，為了保障人民的身體健康，生活飲用水必須進行徹底消毒處理后，才可向用戶供給。而在我國，普便采用含氯消毒劑進行消毒，那么“氯”在其中起到什么樣的作用呢？本文從消毒的目的、氯的消毒原理、影響氯消毒效果的主要因素、常見消毒劑的優點缺點等四個方面對含氯消毒劑中“氯”的應用進行了分析。

關鍵詞：消毒;目的;原理;因素;健康

水，是生命的源泉，地球上一切生命活動都源自于水。水，潤澤世界，決定萬物的生存與進化，更是人類生存的基礎。為了保障人民群眾的身體健康，飲用水在提供給用戶之前必須進行徹底的消毒。而在我國，普遍采用含氯消毒劑進行消毒，那么“氯”在其中起到什么樣的作用呢？

一、消毒的目的

為防止通過飲用水傳播疾病，在生活飲用水處理中，消毒是必不可少的。我國現在大部分供水公司采用公共給水氯化。原水經過混凝，沉淀和過濾以后，去除了水中的懸浮物質和膠體雜質，使水變清，同時粘附在雜質顆粒上的細菌，大腸桿菌和其他微生物也被去除，但水中仍還有一定數量的微生物包括對人體有害的病原菌。消毒并非要把水中微生物全部消滅，主要是殺掉對人體健康有害的病原菌、病毒及原生動物胞囊等。經過消毒處理的水，可以允許含有少量的對人體健康無害的細菌。

二、氯的消毒原理

氯是一種有強烈刺激的黃綠色氣體。在標準大氣壓下。溫度0℃時。每升重3.22g，約為空氣重的2.5倍。當溫度低于-33.6℃時，氯呈液態。在常溫下加壓6～8個大氣壓時，成為液態，灌入鋼瓶內，便于貯藏和運輸。

氯氣加入水中后，會產生一系列化學變化。不同的原水水質其化學反應的過程也不一樣，但最終起消毒作用的產物為次氯酸根離子。

（一）當水中無氨氮存在時

Cl2+H2OH0Cl+H++C1-

次氯酸是種弱電解質，它按下式離解成H+和OCl-：

H0CLH++OCl-

對于氯的消毒機理，近代認為。次氯酸HOCL起了主要的消毒作用。氯氣溶解在水中后，水解為HCl和次氯酸HOCl，次氯酸再離解為H+和OCl一。在酸性條件下，次氯酸HOCl的標準氧化還原電位是1.49V，而在中性和堿性條件下次氯酸根OCl一的標準氧化還原電位分別是1.2V和0.9V。因此HOCl比0Cl一的氧化能力要強得多。

（二）當水中有氨氮存在時

地面水源的水中含有各種各樣的雜質，所以加氯的化學反應實際上是復雜的。由于污水排入江河、帶入了許多有機物，其中含有相當數量的氮化合物，它的性質很不穩定，常因水中細菌的作用逐漸轉變為氨、氨在水中呈游離狀態或以銨鹽形式出現。

加氯后，氯與水中的氨結合生成氨胺稱化合性氯（結合性氯），氯胺同樣能起消毒作用：

NH3+Cl2NH2Cl+HCL

NH3+2Cl2NHCl2+2HCL

NH3+3Cl2NHCl3+3HCL

氯胺與水作用能生次氧酸HOCL：

NH2CL+H2ONHCl3+HOCL

NHCL2+2H2ONH3+2HOCL

一氯胺（NH2Cl）、二氯胺（NHCL2）起消毒作用，二氯胺比一氯胺消毒作用強，三氯胺（NCl3）不起消毒作用。加氯后究竟生成哪種氯胺，各種氯胺的生成量多少。決定于水的pH值和水中氯與氨的比例。實踐證明，在pH較低時二氯胺的生成量比一氯胺形成多。所以說pH值低時，氯的消毒效果好。

氯胺也能和水作用生成次氯酸HOCL，但反應速度比氯慢得多。所以氯胺的消毒作用較慢。根據實驗結果表明，采用游離性氯消毒在5min內殺菌率可達99%以上、而用氯胺殺菌時，5min內只達到60%，如果將水與氯胺的接觸時間延長到20h，殺菌率才能達到99%以上。氨胺消毒的特點是見效慢。但消失的也慢。如果水廠的清水池容積較大。水的停留時間較長，也就是說能夠保證氯、氨在水中有足夠的接觸時間時，可以考慮采用氯胺消毒;如果城市的供水管網遠處延伸，采用氯胺消毒，將有助于保持一定量的剩余氯在供水管網和它的末端，而不需要在管網的中途再次添加氯，也能達到保證管網水質的目的。在水中的游離氯容易產生氯臭的氣味。當酚存在于水中時，氯酚氣味更是令人惡心。采用氨胺消毒可以大大減少酚臭類氣味。當水中不含氨或含氨量很小時，如實施氯胺消毒，應在加氯的同時加氨。

三、影響氯消毒效果的主要因素

（一）接觸時間

當水中的余氯量一定時，接觸時間長，消毒效果就好，但不能過長，過長會造成余氯損失。我國“生活飲用水衛生標準”中規定：水廠出廠水的游離性余氯，在接觸30min后，應不低于0.3mg/L，在管網末梢水應不低于0.05mg/L;如用氯胺消毒，結合性余氯應為游離性余氯的二倍以上，接觸時間不少于2h，關于剩余氯究竟維持多少最為適當。應根據細菌和大腸菌的檢驗結果，以符合衛生標準為依據。

（二）投氯量

在相同的原水和相同的接觸時間中，氯的投入量越多消毒的效果會越好，但殘留氯在水中不宜過大，殘留氯量過大，不僅液體氨被浪費，而且會產生氯嗅的氣味，這將使得用戶不滿。如果氨的添加量不充分時，殺菌的效果將無法實現。當氯加入水中后，不只是殺死細菌，而且還和水中的有機物起作用。使水的色度、濁度、臭味等得到進一步的改善。除了殺死細菌和大腸桿菌，它還消除了有害于人體健康的致病細菌，同時會氧化有機物。保持余氯的一定量，會抑制在水中的殘余細菌的再生長，并且防止水從管道網絡中再次被污染。

（三）pH值

消毒效果與水的pH值成反比，pH值高，消毒效果差。CL2的水解反應可在幾秒鐘內完成，但HOCL和OCL的多少與反應條件有關，其中最重要的就是水的pH值。根據研究得知當pH=2～7時，HOCL占比例很大：當pH=7.4時，H0-和OCL-含量相等：當pH=9.5時幾乎完全是OCL-。總之為了增大次氯酸的含量，加氯消毒時控空制水的pH值是很重要的。

（四）水溫

水的溫度對游離殘留氯的消毒效果并不顯著，但對于氯胺消毒，高水溫可以加快消毒殺菌的速度。

（五）渾濁度

水的濁度越低，消毒效果越好。渾濁水中的雜質要消耗一部分氯量，同時微生物又可以隱藏其間，會降低殺菌效果。

（六）氨氨物質

在水中的氨和氮化合物對消毒效果的影響很大。在水中的亞硝酸鹽會消耗一定量的氯，游離氨與氯反應形成的化合性殘留氯，會降低并延遲殺菌功能和速度。

參考文獻：

[1]飲用水消毒技術現狀及未來發展[J].王楊，田一梅.安徽農業科學.2007（05）.

[2]供水管網多點加氯優化選址方法的研究[J].劉淵，王慧斌，崔建國.太原理工大學學報.2006（05）.