浅谈二氧化氯在水处理中的应用

李健

【摘要】本文通过联系作者参与二氧化氯消毒剂在本公司的应用，为县级水厂消毒剂的选择提供一定的借鉴和参考。

【关键词】消毒剂；安全；效果

一、自来水厂消毒现状

蒙阴县自来水公司主要水源地为：

1、西关水厂：

位于东汶河北岸、跃进桥上游约700米，由3眼大口井组成，直径分别为6米、10米、10米，每眼大口井配备2台水泵机组（一用一备）。其中1眼位于河道內并配套建设渗渠，产水量最大，但是汛期浊度超标，不能使用。设备供水能力达8000立方米/日；因水源限制，实际日供水能力6800立方米/日。

处理工艺：采用简单处理，大口井取水、二氧化氯消毒。

2、南官庄深井群：

位于东汶河南岸，兖石公路与南环路交叉口附近，由4眼深井组成，井深约260米——320米，每眼深井配备1台立式深井泵，额定流量80立方米/小时，属于裂隙水，基本位于同一个储水单元，其中2眼井相距仅6米，井群间影响较大。设备供水能力达7000立方米/日，实际长期运行时，只能同时运行2眼深井，实际供水能力为4000立方米/日。

处理工艺：采用简单处理，深井取水、二氧化氯消毒。

3、东郊水厂：

位于新城路与东环路交叉口东北角、保德河西岸，由1眼大口井组成，直径10米，配套建设渗渠；配备2台水泵机组（一用一备），设备供水能力3000立方米/日。但因保德河为季节性河流，每年1月——6月为枯水季节，产水量只能维持80立方米/小时，而且汛期有时浊度超标，不能连续使用。因水源限制，实际日供水能力1900立方米/日。

处理工艺：采用简单处理，大口井取水、二氧化氯消毒。

4、蒙山水厂：

位于云蒙路北侧，文化路口西侧300米处，设计供水能力为10000立方米/日。但因受黄土山水库原水水质影响（取水口依托原有的水库灌溉用放水洞，长年取用的库底水，低温、厌氧污泥含量高），在保证出厂水质的前提下，处理水量只能达到5000立方米/日。

处理工艺：地表水源（水库水），常规处理工艺，主要环节为加药混凝、沉淀、过滤（石英砂、活性炭双层滤料），二氧化氯消毒。

2003年之前，我公司主要采用传统的液氯消毒工艺，氯气消毒适应性广泛，原料成本低廉，但是易产生三卤甲烷有机卤化物等有害健康的消毒副产物。而且，氯气属于危险化学品，根据安全生产要求，必须单独建设加氯间，安装液氯泄漏吸收装置，设备投资大，操作管理要求高，需配备通风机、防毒面具等安全设施。运输成本高，需要到公安、交运、安监等政府部门办理相关手续。液氯使用单位是安全生产重点监控对象，各级各部门的安全生产检查频繁，一旦出现安全生产事故，后果极其严重。由于我公司各个水井产水量小，其消毒成本低的优势不明显。故在2003年后，我公司逐步引进二氧化氯发生器，取代液氯消毒工艺。

1、二氧化氯的主要物理化学性质

二氧化氯在常温下是黄绿色至橘黄色气体，具有与氯气相似的刺激性气味；二氧化氯易溶于水，不易发生水解反应，水溶液在光照下会产生ClO2-的ClO3-；二氧化氯溶液浓度大于10mg/L时易发生爆炸。由于二氧化氯对压力、温度和光线敏感，不能压缩进行液化储存和运输，故只能现场制取和使用。

2、二氧化氯的制备及安全性比较

2.1二氧化氯的制备

使用NaClO3和H2SO4或Hcl反应制取二氧化氯的发生器，原理即方法（2），反应中会产生接气，用户再根据需要将气体纯化：

2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2+Cl2+2H2O

2.2安全性比较

（1）因二氧化氯是通过现场制取和使用的，这大大提高了供水的安全性和可靠性。首先，原料溶液是在负压条件下按工作程序进行反应的，不存在安全问题。其次是原料在常温条件下存放和运输也比较安全，产生的二氧化氯本身的毒性较小。（2）液氯在购买、运输、使用过程中危险性极大，手续复杂，供水安全系数低。

3、二氧化氯的消毒机理

二氯化氯主要通过释放新生态氧而起消毒作用。在水中反应如下：

4、二氧化氯的氧化消毒特性

4.1消毒效果好、作用快、持续时间长

4.2消毒效果不受氨的影响

4.3二氧化氯毒性低，消毒不产生气味和有毒物质

4.4二氧化氯具有杀死细菌、病毒和芽孢作用，不仅能杀死微生物，而且能分解残留的细胞结构，并具有杀孢子和杀病毒作用。另外，二氧化氯还可以去除饮用水的Fe3+、Mn2+和色味等。

5、二氧化氯在我县自来水公司的使用情况

2003年我公司购进某品牌CTT化学法二氧化氯发生器，其主要原料为氯酸钠和盐酸，运行时氯酸钠水溶液与盐酸在负压条件下，按照设定的工作程序，输送到反应系统中，在一定的温度下经过多阶负压曝气反应产生二氧化氯和氯气混合气体。其中二氧化氯含量为60%-70%，经纯化后二氧化氯含量可达到95%左右，然后通入待处理水中。

为进一步提高供水水质，公司对水消毒系统进行了技术改造，经研究认为采用二氧化氯作为消毒剂较为合适。三年多来设备运行良好，并取得了较好的消毒效果。刚开始的两个月因缺乏经验，二氧化氯投加量控制太高，约在0.4-0.5mg/L，用户反应氯味太重，经过反复摸索调剂试，目前二氧化氯投加量控制在0.30mg/L左右比较合适，生活水细菌学指标经卫生防疫部分检验合格。

使用二氧化氯消毒时应测定二氧化氯含量（与水接触30分钟后，出厂水二氧化氯余量≥0.1mg/L，管网末梢水二氧化氯余量≥0.02mg/L或总氯≥0.05mg/L）。

原料成本分析：因原水水质污染较少，藻类植物少，氨氮和氩氮较低（一般不超过0.05mg/L和0.04mg/L），故耗氧量较少。根据使用二氧化氯消毒生产数据统计：氯酸钠耗为6.8kg/万·M3，盐酸耗为27.82kg/万M3，按购买氯酸钠4200元/吨，盐酸500元/吨计算，处理每万立方米水的原料费用为42.47元。而使用液氯消毒氯耗为18.73kg/万·M3，按购买氯气2400元/吨计，单位成本44.94元/万·M3。相比之下前者略为经济些。

结束语：

二氧化氯是一种消毒剂，又是一种强的氧化剂。在给水处理中最突出的优点是既能氧化又不生成有害的有机物，克服了投氯消毒的弊端，有利于提高和确保供水水质。

参考文献：

[1]董家华.中国的水污染现状和防治对策[J].水工业市场.2011（04）