关于饮用水消毒剂选择的问题分析

关于饮用水消毒剂选择的问题分析（供参考）

一、序言

目前，从水体消毒的种类来说，有氯气、次氯酸钠、漂白粉、三氯异氰尿酸、二氧化氯、双氧水、臭氧等药剂和方式，此外还有紫外线消毒等一些手段。

二、消毒剂分类简介

2.1液氯：

氯是一种强氧化剂和广谱杀菌，有特殊的气味、黄绿色有毒气体。由于它被压缩成液体灌装在压力容器里，一旦发生泄漏，容易污染环境，伤害人畜。

氯气在标准在气压力下，温度为9.6℃时与水蒸气接触形成一种豆渣状软冰，称为8水化氯（CI2·8H2O），会堵塞管道。

液氯是水重的1.5倍，易蒸发成气体，氯气约是空气重的2.5倍。

氯微溶于水，必须通过加氯机才会使氯与水得到充分的混合。一般情况下，氯在水中的溶解度与水的温度成反比，即水的温度越高，溶解度越低；水的温度越低，溶解度越高。但水温不得低于10℃。

如当水的温度20℃时，其溶解度为7.3g/L；水温为30℃时，其溶解度只为5.5g/L。为了安全起见，一般运行中采用5~6g/L（即5~6‰）为宜。

氯的溶液对所有的金属都会造成腐蚀，可以腐蚀钢、铜、铝，甚至可以腐蚀不锈钢。因此输送或贮存氯的溶液时，必须采用耐腐蚀的聚氯乙烯、ABS工程塑料或玻璃钢等材料制作的管道或容器，绝对不能使用任何金属管道及配件。

液氯约是水重的1.5倍，易蒸发成气体，一体积液氯的重量相当于457.6体积在标准状态下氯气的重量。装在钢瓶中的液氯，一般压力为0.6Mpa，但是其压力随环境温度而变化。

因此，在一般情况下，氯瓶不得在阳光下曝晒，不得放置在高温及明火环境下。由于氯的价格便宜并且容易取得，因此广泛应用于水的消毒。但由于液氯泄漏会污染环境、伤害人畜，在使用上又受到很大的限制。尤其在城市和人口稠密地区，必须具有一定的安全保证才得使用。

贮存、处理或使用氯的房间应有通风设备。氯气比空气重，出现泄漏事故时，有集中于地面的倾向，排风口应靠近地面。新鲜空气进口应远离排风口，以防通风短路。不管室内是否已有通风设备的开关，所有通风设备在室外仍应设开关。

贮存或使用氯的房间不得有明火，如果氯瓶的易熔塞达到70℃时，则易堵塞，将熔化而使氯气逸出。使用氯的房间应设置氯气报警、抢救、中和（捕消器）计量及监测装置和个人防护设备。当氯瓶中的氯气通过管道进入水中时，水也可以被回吸到氯瓶里来，回吸曾造成多起严重事故，不论在任何情况下，应有回吸的防止措施。

2.2次氯酸钠

次氯酸钠的分子式是NaClO，属于强碱弱酸盐，它清澈透明，是一种能完全溶解于水的液体。但由于次氯酸钠液不易久存，次氯酸钠多以电解低浓度食盐水现场制备。

次氯酸钠液体通过电解食盐水制备，这种设备称为次氯酸钠发生器。其次氯酸钠的生成过程可以通过化学方程式表达如下：

其总反应表达如下： NaCl + H2O → NaClO + H2↑

次氯酸钠的灭菌原理主要是通过它的水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒的蛋白质变性，从而使病源微生物致死。

2.2.1现场制备次氯酸钠

次氯酸钠发生器是电解食盐水的方法制取次氯酸钠（NaClO）溶液。将食盐配制成一定浓度的水溶液进入电解装置，在直流电场的作用下，溶液中钠离子和氯离子分别移向阴极和阳极，当施加的电压力大于氯化钠的分解电压时，即发生电解作用，

其总反应表达如下： NaCl + H2O → NaClO + H2↑

次氯酸钠发生器由电解槽、整流器和盐水系统等部分组成。电解槽的型式有板式和管式两种。板式电解槽是用板式电极，管式电解槽则是用管式电极。管式电解槽的结构见图2-7简称电解管。电解管由两个同心管组成，内管与外管之间保持一定的均匀间隙，电解液由间隙通过。外管为阴板，通常用不锈钢制做。内管为阳极必须采用耐腐蚀，导电性能优良的材料制作。阳极管的材料决定次氯酸钠发生器的寿命，一般用钛管做基质，表面涂镀一层稀有金属，如铂、钌铂铱合金、微铂二氧化铅等涂层。国内已研制出寿命达3年的钛基阳极。一台次氯酸钠发生器是由若干根电解并联或串联组成。

板式次氯酸钠发生器则是在电解槽内，安置多块平行板构成的阴阳电极，阴阳电极板之间保持一定的均匀距离，盐水通过槽内时，即可在阴、阳电极间发生电解反应，生成次氯酸钠，释放出氢气。

次氯酸钠发生器根据其运行情况又可分为连续式和间歇式两种类型。连续式发生器是由若干根电解管并联组成，将浓度为3%的盐水连续通过并联的电解管内，产生的次氯酸钠溶液不断地流入次氯酸钠贮槽，供消毒使用。．

这种发生器的优点是结构简单，自动化程度高、电耗低、耗盐量少，生产的次氯酸钠溶液浓度可达10~12‰有效氯。其缺点是在电极表易形成钙镁等的沉积物，需要经常清洗电极。

盐水是制备次氯酸钠的原料，在运行过程中，正常不断地向发生器供给盐水是保证设备生产次氯酸钠的重要关键。盐水由溶盐器供给。溶盐器由溶盐池、过滤器和配置槽组成。固体盐在溶盐池内被水溶解成饱和盐溶液，然后通过滤器去掉悬浮杂质，通过盐水泵送入盐水配置槽加水配置成3%的溶液供电解槽使用。国外则使用精制盐和软化水。盐水溶液由盐水泵通过自控设备运行，其配置槽的容积能保证12小时次氯酸钠发生器的使用。盐水溶盐器全部由防腐材料制成，以避免发生腐蚀。

2.2.2商品次氯酸钠溶液

商品次氯酸钠溶液系成品消毒剂，其有效氯的含量为10~12%，由生产厂家定时用罐车或桶装供给用户。这种消毒剂最大的优点是工艺简单、管理方便、价格低廉、运行安全。由于商品次氯酸钠溶液系成品消毒剂，管理人员没有使用发生器制备消毒剂之繁劳，也没有大量耗费水、电的缺点，因此，容易实现全自动按污水流量定比投配，不需专业值守。

商品次氯酸钠溶液不稳定，保存不当容易分解。其稳定性受温度、光照、PH值和重金属离子的影响，即次氯酸钠的浓度越高、温度越高，浓度衰减也越快。当溶液中存在铁、铜、镍和钴时，可加速其分解。铁的含量即使低于0.5mg/L，也将使其溶液浓度在几天之内降低5%以上。在溶液中铜的浓度不宜大于1.0mg/L。因此，次氯酸钠溶液不应在铁或铜的溶器中贮存。

在采用次氯酸钠溶液作为消毒剂时，必须注意保存条件，定时化验其有效氯的含量，以便掌握溶液内有效氯的衰减情况，确定每次最佳的送货量或送货周期，减少氯的损失。

次氯酸钠溶液需设置溶液贮槽（罐），贮槽（罐）可用聚氯乙烯板或玻璃钢等防腐蚀材料制做，槽或罐体附设出液、溢流、清洗、人孔、排气管和液位计。溶液贮槽房间应有排风、给水排水设备和采暖设备。地面、墙面以及设备管件、门窗均要防腐材料制作。

2.3二氧化氯