宋 悅

遼寧省市政工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司

1 引言

在現(xiàn)階段我國自來水廠發(fā)展中，各項(xiàng)技術(shù)手段越來越先進(jìn)，絮凝（投藥、混合、反應(yīng)）、沉淀、過濾和消毒等各個(gè)環(huán)節(jié)都得到了創(chuàng)新優(yōu)化。從自來水廠處理飲用水的整個(gè)流程入手進(jìn)行分析，不僅僅相關(guān)處理方式更為適宜合理，所用藥劑同樣也更為豐富，有效提升了自來水處理水平。從自來水廠處理飲用水的消毒環(huán)節(jié)入手分析，消毒劑的恰當(dāng)選擇至關(guān)重要，氯消毒作為當(dāng)前最為主要的飲用水消毒手段，必然也就值得進(jìn)行不斷創(chuàng)新研究，以求利用更為適宜合理的氯消毒藥物實(shí)現(xiàn)飲用水的優(yōu)化處理。二氧化氯在飲用水處理中的應(yīng)用效果優(yōu)勢明顯，具備較高研究價(jià)值。

2 二氧化氯處理飲用水的消毒機(jī)理

在以往自來水廠處理飲用水的消毒過程中，氯消毒作為比較重要的手段得到了廣泛應(yīng)用，但是伴隨著消毒后飲用水中三氯甲烷等致突變物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，氯消毒越來越受到排斥。二氧化氯作為一種新型消毒劑，在當(dāng)前越來越多的自來水廠得到了應(yīng)用，尤其是在發(fā)達(dá)國家，二氧化氯消毒飲用水的應(yīng)用比例越來越高。二氧化氯根據(jù)自身濃度的變化一般呈現(xiàn)為黃綠色到橙色之間，存在刺激性氣味，當(dāng)濃度達(dá)到10%以上時(shí)就會(huì)有爆炸風(fēng)險(xiǎn)，但是其容易溶于水，且在水中的穩(wěn)定性較強(qiáng)，不會(huì)和水發(fā)生相互作用。

從二氧化氯的實(shí)際應(yīng)用中來看，其并不是明顯的氯化劑，而是表現(xiàn)出了氧化劑應(yīng)用特點(diǎn)，氧化能力相對較強(qiáng)。正是因?yàn)槎趸缺憩F(xiàn)出了較為明顯的氧化性特點(diǎn)，進(jìn)而才能夠在微生物滅殺方面發(fā)揮突出作用，能夠較好應(yīng)用于飲用水消毒處理，相對于氯的氧化效果來看，二氧化氯能夠達(dá)到2.5 倍以上，有助于提升自身消毒能力。二氧化氯的消毒機(jī)理還表現(xiàn)在其對于細(xì)胞的封鎖上，可以致使相應(yīng)范圍內(nèi)的細(xì)胞失去利用蛋白質(zhì)的能力，進(jìn)而也就導(dǎo)致細(xì)菌不能夠擴(kuò)散和再生，殺菌效果更為突出。因?yàn)樗胁《疽職さ鞍讓τ诙趸确肿哟嬖谳^為明顯的吸附效果，如此也就可以進(jìn)一步提升二氧化氯的消毒作用，針對病毒的滅殺能力有效凸顯。雖然二氧化氯無法直接和水發(fā)生反應(yīng)，但是在特殊情況下同樣也能夠生產(chǎn)次氯酸，次氯酸在飲用水處理中的作用同樣也不容忽視，可以明顯提升殺菌效能。由此可見，二氧化氯自身性能促使其能夠在飲用水處理中發(fā)揮重要消毒作用，具備應(yīng)用可行性。

3 二氧化氯處理飲用水的優(yōu)勢

3.1 殺菌性能優(yōu)越

自來水廠在處理飲用水中應(yīng)用二氧化氯的優(yōu)勢首先表現(xiàn)在殺菌性能上，這也是飲用水處理的基本要求所在。因?yàn)槲唇?jīng)處理的飲用水一般存在著大量的大腸桿菌、脊髓灰質(zhì)炎病毒、肝炎病毒、蘭伯氏賈第蟲胞襄等微生物，對于殺菌提出了較高要求，相對于自由氯的殺菌效果來看，二氧化氯的消毒殺菌作用明顯更強(qiáng)，可以針對上述多種微生物進(jìn)行滅殺處理。從殺菌速度上來看，在pH=8 的自來水消毒處理中，二氧化氯對于細(xì)菌的滅殺速度是氯氣的5 倍以上，可以更為便捷輕易地實(shí)現(xiàn)微生物的處理。此外，二氧化氯的殺菌性能不僅僅表現(xiàn)在普通細(xì)菌滅殺的高速度上，往往還能夠?qū)τ谄咸亚蚓?、沙門氏菌等特殊傳染性細(xì)菌具備理想滅殺效果。當(dāng)然，二氧化氯在殺菌效果方面同樣也存在優(yōu)勢，2mg/L 劑量的二氧化氯應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)菌的有效滅殺，最終存活的細(xì)菌比例明顯要低于同劑量的氯。二氧化氯在飲用水殺菌處理方面的應(yīng)用優(yōu)勢還表現(xiàn)在明顯的穩(wěn)定性上，其不容易出現(xiàn)明顯的濃度波動(dòng)問題，如此也就可以實(shí)現(xiàn)飲用水水質(zhì)的長時(shí)間保障，一般二氧化氯的殺菌效果可以持續(xù)21天以上，衰減速度較小。當(dāng)然，如果飲用水所處環(huán)境溫度較高，則很可能致使其衰減速度加快，需要在實(shí)際應(yīng)用中予以及時(shí)調(diào)整。

3.2 對THMS的控制更強(qiáng)

在以往氯消毒處理中，因?yàn)門HMS（總?cè)u甲烷）的發(fā)現(xiàn)受到質(zhì)疑，該類物質(zhì)被認(rèn)為和致癌相關(guān)。而二氧化氯處理飲用水能夠較好實(shí)現(xiàn)對于THMS的控制，對于THMS的生成具備明顯的防控效果。因?yàn)槎趸仍谔幚盹嬘盟倪^程中能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的氧化作用，尤其是對于容易形成THMS的腐殖物和灰黃霉酸，更是能夠在強(qiáng)氧化背景下避免其產(chǎn)生THMS。二氧化氯在THMS控制方面的優(yōu)勢同樣也是其取代氯消毒的重要影響因素。

3.3 除藻效果佳

二氧化氯在處理飲用水方面的作用還表現(xiàn)在除藻方面，這也是針對地表水進(jìn)行凈化處理的重要環(huán)節(jié)。因?yàn)楹芏嘧詠硭畞碓炊即嬖谥罅康脑孱?，種類同樣也繁多，并且因?yàn)楦髯蕴匦圆灰?，去除難度同樣也比較大。在以往氯處理飲用水中，如果存在大量藻類，往往容易因?yàn)橄嗷プ饔枚扇u甲烷，進(jìn)而不僅僅會(huì)表現(xiàn)出明顯的臭味，還容易影響水質(zhì)純凈度?；诖?，在飲用水處理中采用二氧化氯能夠更好實(shí)現(xiàn)對于飲用水中藻類的凈化處理，二氧化氯的殺傷致死藻類的作用效果較為突出，同時(shí)還能夠控制其繁殖，避免了藻類的泛濫。這也就需要在飲用水處理前進(jìn)行二氧化氯的預(yù)加，以降低藻類影響程度。此外，在當(dāng)前某些自來水廠進(jìn)行飲用水除藻時(shí)，往往還會(huì)采用添加硫酸銅的方式，雖然硫酸銅的添加確實(shí)也能夠發(fā)揮出除藻和抑制藻類生長的目的，但是最終效果卻并不是十分理想，除藻效果相比二氧化氯較差，還容易給水質(zhì)帶來一些不良影響?；诖耍谧詠硭畯S處理飲用水中有效借助于二氧化氯能夠?qū)崿F(xiàn)良好除藻效果，該方面優(yōu)勢同樣不容忽視。

3.4 除鐵、錳效果佳

水中如果含有大量的錳或者鐵，會(huì)對人體帶來不良影響，在飲用水凈化處理中實(shí)現(xiàn)除鐵、除錳同樣也是重要要求。一般而言，很多自來水水源中的含鐵量以及含錳量都在可控范圍內(nèi)，但是如果存在明顯超標(biāo)現(xiàn)象，則需要予以及時(shí)處理，并且往往還伴隨著較高的處理難度，凈化工藝要求相對比較高。二氧化氯在除鐵、除錳方面的作用往往較為突出，因?yàn)槠溲趸阅茌^強(qiáng)，進(jìn)而也就可以將水中的二價(jià)錳轉(zhuǎn)化為四價(jià)錳，如此也就可以促使錳以二氧化錳的形態(tài)存在，而二氧化錳不能夠溶于水，進(jìn)而也就可以達(dá)到除錳目的。結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果來看，二氧化氯對于錳的去除率往往可以達(dá)到69%-81%，明顯高于原有的氯。二氧化氯還可以借助于自身較強(qiáng)的氧化性能將二價(jià)鐵轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵，如此也就可以促使鐵元素以氫氧化鐵的形態(tài)存在，在沉淀后達(dá)到明顯去除效果。二氧化氯對于鐵的去除效果往往可以達(dá)到78%～95%。

3.5 酚類化合物破壞作用強(qiáng)

如果自來水的水源是地表水，則很可能存在一些酚類化合物，這類化合物同樣也存在危害性，如果采用傳統(tǒng)的氯處理方式，則容易生成氯化酚，凈化效果并不理想。二氧化氯針對酚類化合物的破壞效果較強(qiáng)，并且在破壞后并不會(huì)形成不良副產(chǎn)物。因?yàn)槎趸鹊难趸饔幂^強(qiáng)，可以將酚類化合物轉(zhuǎn)化為對苯醌、二元脂肪酸等物質(zhì)，進(jìn)而也就達(dá)到凈化目的。為了較好優(yōu)化二氧化氯對酚類化合物的破壞效果，可以將pH值設(shè)置在7，提升其破壞效果。

3.6 經(jīng)濟(jì)效益突出

二氧化氯在處理飲用水方面的優(yōu)勢還表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)層面，相對于其他消毒處理方式更為低廉，便捷性也較為突出。隨著當(dāng)前二氧化氯生產(chǎn)工藝和技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，二氧化氯的產(chǎn)量不斷提升，價(jià)格同樣也不斷降低，不需要以往過于復(fù)雜的生產(chǎn)制造流程，如此也就可以進(jìn)一步降低二氧化氯處理飲用水的成本，值得在未來自來水廠進(jìn)行飲用水處理時(shí)優(yōu)先運(yùn)用。

4 二氧化氯處理飲用水的方式

自來水廠處理飲用水時(shí)應(yīng)用二氧化氯確實(shí)表現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢，這也就需要針對二氧化氯的應(yīng)用方式進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，確保其能夠應(yīng)用合理可行，避免因?yàn)橥都硬划?dāng)影響最終飲用水處理效果。一般而言，飲用水處理中對于二氧化氯的應(yīng)用主要涉及到了濾前加二氧化氯+濾后加氯、濾前加二氧化氯+濾后加二氧化氯兩種工藝方式，可以結(jié)合不同飲用水凈化處理需求進(jìn)行恰當(dāng)選取。比如在飲用水處理中如果發(fā)現(xiàn)存在大量藻類，則需要提前添加二氧化氯，促使其能夠?qū)υ孱愋纬梢种坪蜏鐨⑿Ч?；如果涉及到三鹵甲烷的去除，同樣也需要提前加入二氧化氯。當(dāng)然，對于二氧化氯的投加量同樣也需要嚴(yán)格控制，根據(jù)不同水質(zhì)狀況予以恰當(dāng)添加和及時(shí)補(bǔ)充，一般性的飲用水處理需要確保二氧化氯投藥量控制在0.1mg/L～1.3mg/L之間，面臨特殊需求時(shí)可以提升到0.6mg/L～1.3mg/L之間。

5 結(jié)束語

綜上所述，二氧化氯在處理飲用水方面的作用優(yōu)勢較為明顯，殺菌性能優(yōu)越，對于THMS的控制效果更強(qiáng)，還能夠在除藻、除錳、除鐵、酚類化合物破壞方面具備突出作用，這也就需要在未來加大對于二氧化氯處理飲用水的研究力度，以求更好提升凈水效果。