随着我国经济的发展，人民生活水平逐渐提高，人们对水质的要求也越来越高。而发展经济的同时，造成环境污染问题也日趋严重。特别是我国的水环境状况仍在恶化，中国的主要河流有机污染普遍，主要湖泊富营养化严重（1999年环境状况公报）。而我国目前绝大多数水厂还是沿用传统的混合、絮凝、沉淀、过滤、氯**水处理工艺，氯**对去除水中的有机物效果不理想，还会产生20多种副产物，包括三卤甲烷（THMs）等致癌物质。有些净水厂为此增加了深度处理构筑物（活性炭吸附技术）或预处理构筑物（生物预处理）等，但大都有投资高、占地大的缺点。随着欧美在水厂和其他行业广泛使用二氧化氯，以及国内对其在**方面的认识与研究逐渐加深，二氧化氯正逐步成为氯**的替代物。

一．二氧化氯的物理性质
二氧化氯（ClO2）气体是具有和氯相似的刺激性气体，易溶于水，它的溶解度是氯气的5倍。二氧化氯水溶液的颜色会随浓度的增加由黄绿色转成橙色。它在水中是纯粹的溶解状态，不与水发生化学反应，所以它的**作用受水的PH值影响极小。二氧化氯易挥发，其液态和气态极不稳定，温度升高、曝光或与有机质接触均会发生爆炸，故通常现场制备的二氧化氯会即时使用，并存放于阴凉避光处。二氧化氯溶液浓度在10g/l以下时，基本没有爆炸危险。一般水厂所用二氧化氯很少超过4g/l，加注量基本为0.1～5mg/l。

二．二氧化氯的****性能
（1）、强力
在常用**剂中，相同时间内达到同样**效果所需的二氧化氯浓度是的。对杀灭异养菌所需的二氧化氯浓度仅为氯的1/2。二氧化氯对地表水中大肠杆菌杀灭效果比氯高出5倍以上。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强。

（2）快速、持久
二氧化氯溶于水后，基本不与水发生化学反应，也不以二聚或多聚状态存在。它在水中的扩散速度与渗透能力都比氯快，特别在低浓度时更为突出。当**浓度在105～106个/ml时，0.5ppm的二氧化氯作用5分钟后，即可杀灭99％以上的异养菌；而0.5ppm的氯的**率只能达到75％，试验表明，0.5ppm的二氧化氯在12小时内对异养菌的杀灭率保持在99％以上，作用时间长达24小时后，**率才下降为86.3％。

（3）广谱、**
二氧化氯是一种广谱型**剂，对经水体传播的病原微生物均有很好的杀灭效果。二氧化氯除了对一般**有杀死作用外，对芽孢、病毒、异养菌、铁**、硫酸盐还原和**等均有很好的杀灭作用，且不易产生抗药性，尤其是对伤寒、甲肝、乙肝、脊髓灰质炎及艾滋病毒等也有良好的杀灭和抑制效果。二氧化氯对病毒的灭活比臭氧和氯更有效。低剂量的二氧化氯还具有很强的杀蠕虫效果。

（4）、无刺激
急性经口毒性试验表明，二氧化氯****剂属实际级产品，积累性试验结论为弱蓄积性物质。用其**的水体不会对口腔粘膜、皮膜和头皮产生损伤，其在急性毒性和遗传毒理学上都是**的。

（5）**、广泛
二氧化氯不与水体中的有机物作用生成三卤甲烷等致癌物质，对高等动物细胞、精子及染色体无致癌、致畸、致突变作用。二氧化氯对还原性阴、阳离子和氧化效果以去毒为主（H2S、SO32－、CN－、Mn2＋），对有机物的氧化降解以含氧基因的小分子化合物为主，这些产物到目前研究为止，均证明是害的，而且使用二氧化氯的剂量是很低的，因此用来**十分**，不会残留毒性。其**性是被世界卫生组织（WHO）定为AI级。

三、二氧化氯的**机理
（1）二氧化氯与无机物的反应
二氧化氯可将水中溶解的还原态铁、锰氧化，对去除铁、锰很有效。反应式如下
① 2ClO2 + 5Mn2+ + 6H2O → 5MnO2 + 2Cl- + 12H+
② ClO2 + 5Fe(HCO3)2 + 3H2O → 5Fe(OH)3 + 10CO2 + Cl- + H+

（2）二氧化氯与有机物的反应
二氧化氯与有机物的反应较复杂，主要发生氧化反应，其产物有酸、醇、环氧化物等。二氧化氯与酚反应不会生成有异味的氯酚。二氧化氯与腐植酸反应，不会生成三卤甲烷（THMs）等有机卤代物。

（3）据有关专家研究，二氧化氯对**的细胞壁有较强的吸附和穿透能力，从而有效破坏**内含巯基的酶，可快速控制微生物蛋白质的合成，故二氧化氯对**、病毒等有很强的灭活能力。二氧化氯不与氨反应，故氨氮含量高的水采用二氧化氯**仍可保持其全部**能力。这些**除一般**外，还包括大肠杆菌、异**、铁**、硫酸盐还原菌、脊髓灰质炎菌病毒、肝炎病毒、兰伯氏贾第虫胞囊、尖刺贾第虫胞囊等。

（4）二氧化氯与常用**剂的比较
饮用水**剂是水质控制的一个重要环节，其效果令人关注，寻找一种广谱**能力、**性能持久、副产物较少（特别是有毒副产物）、使用**、方便的**剂，是有关研究人员的共同目标。目前，常用饮用水**剂有三种：氯、臭氧、二氧化氯。以下是对它们的性能及副产物比较：

从上表可以看出，二氧化氯的优势明显（特别适合受有机物污染的水源），不但氧化能力、**能力强，受PH值和氨的影响小，而且不会生成致癌物和可疑致癌物，饮用水中投加少量二氧化氯还能有效抑制三卤甲烷（THMs）的生成。

四、二氧化氯制取方法
目前常用化学方法制取二氧化氯。
（1）亚氯酸盐法
一般用氯（Cl2）或盐酸（HCl）与亚氯酸钠（NaClO2）制取，反应式如下：
① Cl2 + 2NaClO2 → 2ClO2 + 2NaCl
② 5NaClO2 + 4HCl → 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
1、依据①式制取二氧化氯时，理论上1mol氯和2mol亚氯酸钠反应可生成2mol二氧化氯。但实际应用时，为了加快反应速度，氯投加量往往超过化学计量的理论值，这样，产品中就会含有部分自由氯（Cl2）。作为污染水的**剂，多余的自由氯存在就有可能产生三卤甲烷（THMs）。若自由氯过多，二氧化氯还可能被氧化成ClO-3而降低**能力。另外，该法的氯气还需用加氯机投加，运行复杂，占地面积大。
2、依据②式制取二氧化氯时，要注意两种反应物（NaClO2和HCl）的浓度控制，浓度过高，化合时会发生爆炸。这种制取方法不存在自由氯，不会产生三卤甲烷（THMs）。有些厂家已利用此法研制开发出高纯二氧化氯发生器。

（2）氯酸钠―甲醇法（R8法）
在酸性条件下用甲醇还原氯酸钠产生二氧化氯，气体经冷却后以水吸收制得二氧化氯溶液。反应式如下：
30NaClO3 + 20H2SO4 + 7CH3OH →30ClO2 + 23H2O + 10Na3H(SO4)2 + 6HCOOH + CO2
用该法制取二氧化氯时，关键是甲醇要较长时间的连续滴加，并使二氧化氯溶液在吸收塔中不断循环吸收，从而提高二氧化氯转化率。目前，国内已有一些厂家利用此法制取二氧化氯。

五、二氧化氯在给水处理中的应用情况
自从1944年，美国NIAGARA FALLS水厂为控制水中藻类繁殖与酚污染所产生的气味，率先使用二氧化氯获得成功后，欧美数百家水厂都相继开始用二氧化氯作为**剂，进行**、除臭、除味、除铁、锰、控制卤代烃的形成。包括德国斯图加特来格朗水厂、科隆WAHNBACH水厂、意大利佛罗伦萨ANCONEIIA水厂、法国巴黎ORLY水厂等等，运行效果良好。国内上海、深圳、重庆等许多城市的一些水厂也在近几年开始试行以二氧化氯或二氧化氯―液氯组合**，其中芜湖市供水总公司在这方面取得了显著的效果，他们以ClO2-Cl2组合投加法（2％二氧化氯2.5～3.0g/m3，氯1.0～1.5g/m3），既解决了氯**而产生的氯酚臭味问题，又使各项水质指标合格率达100％。今年，厦门水司也计划在上里水厂进行二氧化氯**的试点，以解决源水中大量的藻类和有机物与氯反应所产生的氯仿严重超标问题，待取得成功经验后，再在其它水厂推广。

六、上里水厂二氧化氯**工程方案
上里水库库容100万m3，上里水厂日供水量5000m3/d。由于该水库汇水区域内有牲畜养
殖厂，其污水直接排放到库内, 导致水库水氮磷含量高，水体呈富营养化状态，且含有较多的有机物腐殖质和藻类。目前，上里水厂的**方式仍为氯**，加氯量大，达4.5kg/dam3，使出水氯仿含量超过200μg/l，为国标（GB5749-85）的3.4倍，强制性行业标准（CJ94-1999）的6.7倍。为了保证各项水质指标达标，厦门市自来水公司对上里水厂**方式的改造提上议事日程，计划下半年实施。具体方案如下：
（1）**方式
采用二氧化氯―液氯组合**法，氯前投加二氧化氯，以氧化有机物、腐殖质、去除藻类，氯后投加少量液氯，保证氯后水游离性余氯及管网末端的余氯要求。
（2）加注量
上里水厂日供水量5000m3/d，供水量为208m3/h
1、滤前投加二氧化氯量为3mg/l（浓度2％）
Q1=0.001×3×208=0.624kg/h（投加量根据生产实际情况进行调整）
2、滤后液氯投加量采用1.0mg/l
Q2=0.001×1.0×208=0.21kg/h
（3）设备选用
计划选用1台1kg/h正压注入式化学法二氧化氯发生器，每吨含2％二氧化氯的生产成本约1500元。

七、二氧化氯的应用前景
二氧化氯作为新型**剂，具有多方面的优势：**能力强、**性久、副产物少、不生成三卤甲烷等致癌物，还可除藻、剥泥、防腐、抗霉、保鲜、除臭、除铁、除锰等氯化及漂白色等多方面的功能，用途十分广泛，世界卫生组织已将其列为AI级、广谱、****剂，二氧化氯已成为上公认的氯系列**剂理想的更新替代产品。它的应用领域也越来越广阔，包括工业、农业、食品加工中的****、食品（肉类、水产品、果蔬）的防腐、保鲜，环境、饮水、工业循环及污水处理等方面**、清毒、除臭的理想药剂，冷却水处理、印染污水处理、医疗卫生、环保等各领域，特别是饮用水应用方面的潜力巨大，早在“九五”期间，建设部已将二氧化氯列入替代**剂的推广应用研究之列。但是，二氧化氯领域行业的标准化及二氧化氯更科学合理的制备和贮运**性问题已日显重要，特别是在饮用水**方面尚未制订性的标准，这些方面还有大量的工作要做。

八、二氧化氯灭功**剂的应用范围
（1）各种场合下的生活、饮用、自来水的**
（2）餐厅、宾馆、家庭、摊档餐具和卫生设施的****与空气环境**
（3）食品、饮料厂、发酵工业的设备、管道、容器的*终****
（4）乳品厂、屠宰厂、发酵工业的设备、管道、容器的*终****
（5）医院污水的****处理
（6）游泳池循环水、浴池水的****
（7）医疗、卫生、临床器械**、**、除臭和防霉处理
（8）家庭、宾馆、饭店、水果蔬菜、鱼肉食品的保鲜及*终淋洗**和卫生器具**
（9）高层建筑给水的二次**处理
（10）配制各种口腔**液、除臭液及创口清洗液等
（11）公共场所环境空气、冰箱、冷库、办公室、宿舍、车厢及空调通风系统的空气清洁、**、除臭。也可用于病家、病区及病人物品的****
（12）鱼虾**防治、池水**与增氧、杀灭毛蚶甲肝病毒及磨菇生产****保鲜处理等，达到防病、增产、提质的效果
（13）鱼虾类加工过程中**控制杂菌、大肠杆菌等污染及保鲜
（14）动物禽畜饲养场舍及饮水的**、蚕茧养殖器具**
（15）中水回用中的**与脱臭
（16）面粉与各种食品的漂白剂
（17）造纸、印染行业的漂抓药剂
（18）工业循环冷却水的除藻**处理
（19）石油管道中硫酸盐还原菌的灭除

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