饮用水中二氧化氯与氯气消毒效果对比与研究
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内 蒙 古 石 油 化 工 ２０１８ 年 第 ６ 期
饮用水中二氧化氯与氯气消毒效果对比与研究
王璐璐
（中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司，辽宁 盘锦 １２４０１０）
摘 要：氯气（Ｃｌ２）和二氧化氯（ＣｌＯ２）是自 来 水 处 理 过 程 中 常 用 的 两 种 氧 化—消 毒 剂，它 们 对 净 化 饮 用 水 起 着 极 其 重 要 的 作 用 。 近 年 来 ，氯 气 消 毒 所 引 发 的 环 境 健 康 问 题 越 来 越 引 起 人 们 的 重 视 ，而 二 氧 化氯作为自来水处理的新型氧化 － 消 毒 剂 得 到 了 广 泛 的 应 用。 从 消 毒 机 理、使 用 安 全 性、有 机 副 产 物 （三卤甲烷 ＴＨＭｓ）、微生物的杀灭作用（微生物指标）、使用成本等角度出发，对氯气和二氧化氯对饮用 水 的 消 毒 效 果 进 行 了 初 步 的 对 比 研 究 ，研 究 结 果 得 出 ：二 氧 化 氯 对 细 菌 、大 肠 菌 的 杀 菌 效 果 不 低 于 氯 气 ， 两者均符合国家《生活饮用水卫生标准》（ＧＢ５７５０－８５）要求；二氧化氯具有不与水中有机物反应生成 三 卤 甲 烷 和 四 氯 化 碳 等 消 毒 副 产 物 的 优 点 ；使 用 过 程 安 全 性 方 面 ，采 用 氯 气 消 毒 ，占 地 面 积 大 ，需 要 漏 氯 回 收报警系统，安全要求高，二氧化氯 消 毒 无 需 独 立 设 置 隔 离 加 氯 间，二 氧 化 氯 发 生 器 操 作 简 便，安 全 可 靠 ，作 为 饮 用 水 消 毒 剂 比 液 氯 更 有 优 越 性 。
关 键 词 ：饮 用 水 ；消 毒 ；二 氧 化 氯 ；氯 气 中 图 分 类 号 ：Ｘ７０３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００６—７９８１（２０１８）０６—００３２—０２
根据《生 活 饮 用 水 卫 生 标 准 》（ＧＢ５７５０－８５）的 规 定 ，不 论 水 源 是 地 表 水 或 地 下 水 ，出 厂 水 均 应 消 毒 处理。所以，消毒 是 水 处 理 工 艺 中 最 重 要 的 环 节 之 一，其运行的好 坏 将 直 接 影 响 出 厂 水 的 质 量。 通 常 采用的消毒方法有 很 多，氯 气 作 为 一 种 成 熟 的 消 毒 剂 已 有 百 年 的 应 用 历 史 ，因 其 消 毒 成 本 低 ，设 备 简 单 等 优 点 ，目 前 仍 然 被 大 多 数 水 厂 采 用 。 但 近 年 来 ，氯 气消毒所引发的环境健康问题越来越引起人们的重 视，自来水处理过程 中 氯 氧 化 － 消 毒 产 生 的 副 产 品 难以降解，危害人 体 健 康，引 起 了 人 们 的 强 烈 关 注。 因此，寻找氯的替代 氧 化 － 消 毒 剂 受 到 了 发 达 国 家 的 重 视 ，研 究 也 越 来 越 深 入 ，在 众 多 的 氧 化 － 消 毒 剂 中，二氧化氯是为数 不 多 的 一 种 能 适 用 于 城 市 自 来 水处理的新型氧化 － 消 毒 剂，目 前 它 在 发 达 国 家 和 国内大中城市中得到了广泛的应用。本项目着重对 氯气、二氧化氯的消 毒 机 理 以 及 在 水 处 理 中 的 具 体 应用作初步探讨，从 使 用 成 本、使 用 安 全 性、产 生 有 机副产 物 （三 卤 甲 烷 ＴＨＭｓ）、微 生 物 的 杀 灭 作 用 （微生物指标）等角 度 出 发 进 行 对 比 研 究，为 油 田 各 水厂使用新型氧化—消毒剂提供科学的理论依据。 １ 消 毒 机 理 １．１ 氯 气 性 质 及 消 毒 机 理
Ｈ＋ wenku.baidu.comＯＣｌ－ 氯溶 于 水 后 发 生 化 学 反 应，在 水 中 水 解 成 次 氯
酸 ，氯 的 杀 菌 作 用 主 要 是 次 氯 酸 体 积 小 ，易 穿 过 细 胞 壁 ；同 时 ，它 又 是 一 种 强 氧 化 剂 ，能 损 害 细 胞 膜 ，使 蛋 白质、ＲＮＡ 和 ＤＮＡ 等 物 质 释 出，并 影 响 多 种 酶 系 统（主要是磷酸葡 萄 糖 脱 氢 酶 的 巯 基 被 氧 化 破 坏）， 从而使细菌死亡。 氯 对 病 毒 的 作 用，在 于 对 核 酸 的 致死性损害。上述 反 应 是 可 逆 反 应，因 而 一 氯 胺 和 二氯胺的杀菌原理 仍 是 次 氯 酸 的 作 用，只 是 在 次 氯 酸 被 消 耗 后 ，反 应 才 向 左 进 行 ；氯 胺 本 身 也 有 杀 菌 作 用 ，但 需 较 高 的 浓 度 和 接 触 时 间 。 １．２ 二 氧 化 氯 性 质 及 消 毒 机 理
氯在 常 温 下 为 黄 绿 色 气 体，具 强 烈 刺 激 性 及 特 殊 臭 味 ，氧 化 能 力 很 强 。 在 ６、７ 个 大 气 压 下 ，可 变 成 液态氯。液态 氯 灌 入 钢 瓶，有 利 于 贮 存 和 运 输。 其
消毒原理如下： Ｃ１２ ＋ Ｈ２０———ＨＯＣｌ＋ Ｈ＋ ＋Ｃｌ－ ＨＯＣｌ
＊ 收稿日期：２０１８－０３－１２
二氧 化 氯 是 一 种 深 绿 色 的 气 体，具 有 与 氯 一 样 的 刺 激 性 气 味 ，是 一 种 强 氧 化 剂 ，它 是 一 种 广 谱 性 的 消 毒 剂 ，其 杀 毒 作 用 主 要 是 通 过 渗 入 细 菌 细 胞 内 ，将 核酸（ＲＮＡ 或 ＤＮＡ）氧 化，从 而 阻 止 细 胞 的 合 成 代 谢，并 使 细 胞 死 亡。 由 于 二 氧 化 氯 在 水 中 几 乎 １００％ 以 分 子 状 态 存 在 ，所 以 易 透 过 细 胞 膜 。 但 它 具 有易挥发、易爆炸 的 特 性。 空 气 中 二 氧 化 氯 浓 度 ＞ １０％或 水 中 二 氧 化 氯 浓 度 ＞３０％ 时 都 将 发 生 爆 炸， 故不宜贮存，应 采 取 现 场 制 取 和 使 用。 二 氧 化 氯 制
内 蒙 古 石 油 化 工 ２０１８ 年 第 ６ 期
饮用水中二氧化氯与氯气消毒效果对比与研究
王璐璐
（中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司，辽宁 盘锦 １２４０１０）
摘 要：氯气（Ｃｌ２）和二氧化氯（ＣｌＯ２）是自 来 水 处 理 过 程 中 常 用 的 两 种 氧 化—消 毒 剂，它 们 对 净 化 饮 用 水 起 着 极 其 重 要 的 作 用 。 近 年 来 ，氯 气 消 毒 所 引 发 的 环 境 健 康 问 题 越 来 越 引 起 人 们 的 重 视 ，而 二 氧 化氯作为自来水处理的新型氧化 － 消 毒 剂 得 到 了 广 泛 的 应 用。 从 消 毒 机 理、使 用 安 全 性、有 机 副 产 物 （三卤甲烷 ＴＨＭｓ）、微生物的杀灭作用（微生物指标）、使用成本等角度出发，对氯气和二氧化氯对饮用 水 的 消 毒 效 果 进 行 了 初 步 的 对 比 研 究 ，研 究 结 果 得 出 ：二 氧 化 氯 对 细 菌 、大 肠 菌 的 杀 菌 效 果 不 低 于 氯 气 ， 两者均符合国家《生活饮用水卫生标准》（ＧＢ５７５０－８５）要求；二氧化氯具有不与水中有机物反应生成 三 卤 甲 烷 和 四 氯 化 碳 等 消 毒 副 产 物 的 优 点 ；使 用 过 程 安 全 性 方 面 ，采 用 氯 气 消 毒 ，占 地 面 积 大 ，需 要 漏 氯 回 收报警系统，安全要求高，二氧化氯 消 毒 无 需 独 立 设 置 隔 离 加 氯 间，二 氧 化 氯 发 生 器 操 作 简 便，安 全 可 靠 ，作 为 饮 用 水 消 毒 剂 比 液 氯 更 有 优 越 性 。
关 键 词 ：饮 用 水 ；消 毒 ；二 氧 化 氯 ；氯 气 中 图 分 类 号 ：Ｘ７０３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００６—７９８１（２０１８）０６—００３２—０２
根据《生 活 饮 用 水 卫 生 标 准 》（ＧＢ５７５０－８５）的 规 定 ，不 论 水 源 是 地 表 水 或 地 下 水 ，出 厂 水 均 应 消 毒 处理。所以，消毒 是 水 处 理 工 艺 中 最 重 要 的 环 节 之 一，其运行的好 坏 将 直 接 影 响 出 厂 水 的 质 量。 通 常 采用的消毒方法有 很 多，氯 气 作 为 一 种 成 熟 的 消 毒 剂 已 有 百 年 的 应 用 历 史 ，因 其 消 毒 成 本 低 ，设 备 简 单 等 优 点 ，目 前 仍 然 被 大 多 数 水 厂 采 用 。 但 近 年 来 ，氯 气消毒所引发的环境健康问题越来越引起人们的重 视，自来水处理过程 中 氯 氧 化 － 消 毒 产 生 的 副 产 品 难以降解，危害人 体 健 康，引 起 了 人 们 的 强 烈 关 注。 因此，寻找氯的替代 氧 化 － 消 毒 剂 受 到 了 发 达 国 家 的 重 视 ，研 究 也 越 来 越 深 入 ，在 众 多 的 氧 化 － 消 毒 剂 中，二氧化氯是为数 不 多 的 一 种 能 适 用 于 城 市 自 来 水处理的新型氧化 － 消 毒 剂，目 前 它 在 发 达 国 家 和 国内大中城市中得到了广泛的应用。本项目着重对 氯气、二氧化氯的消 毒 机 理 以 及 在 水 处 理 中 的 具 体 应用作初步探讨，从 使 用 成 本、使 用 安 全 性、产 生 有 机副产 物 （三 卤 甲 烷 ＴＨＭｓ）、微 生 物 的 杀 灭 作 用 （微生物指标）等角 度 出 发 进 行 对 比 研 究，为 油 田 各 水厂使用新型氧化—消毒剂提供科学的理论依据。 １ 消 毒 机 理 １．１ 氯 气 性 质 及 消 毒 机 理
Ｈ＋ wenku.baidu.comＯＣｌ－ 氯溶 于 水 后 发 生 化 学 反 应，在 水 中 水 解 成 次 氯
酸 ，氯 的 杀 菌 作 用 主 要 是 次 氯 酸 体 积 小 ，易 穿 过 细 胞 壁 ；同 时 ，它 又 是 一 种 强 氧 化 剂 ，能 损 害 细 胞 膜 ，使 蛋 白质、ＲＮＡ 和 ＤＮＡ 等 物 质 释 出，并 影 响 多 种 酶 系 统（主要是磷酸葡 萄 糖 脱 氢 酶 的 巯 基 被 氧 化 破 坏）， 从而使细菌死亡。 氯 对 病 毒 的 作 用，在 于 对 核 酸 的 致死性损害。上述 反 应 是 可 逆 反 应，因 而 一 氯 胺 和 二氯胺的杀菌原理 仍 是 次 氯 酸 的 作 用，只 是 在 次 氯 酸 被 消 耗 后 ，反 应 才 向 左 进 行 ；氯 胺 本 身 也 有 杀 菌 作 用 ，但 需 较 高 的 浓 度 和 接 触 时 间 。 １．２ 二 氧 化 氯 性 质 及 消 毒 机 理
氯在 常 温 下 为 黄 绿 色 气 体，具 强 烈 刺 激 性 及 特 殊 臭 味 ，氧 化 能 力 很 强 。 在 ６、７ 个 大 气 压 下 ，可 变 成 液态氯。液态 氯 灌 入 钢 瓶，有 利 于 贮 存 和 运 输。 其
消毒原理如下： Ｃ１２ ＋ Ｈ２０———ＨＯＣｌ＋ Ｈ＋ ＋Ｃｌ－ ＨＯＣｌ
＊ 收稿日期：２０１８－０３－１２
二氧 化 氯 是 一 种 深 绿 色 的 气 体，具 有 与 氯 一 样 的 刺 激 性 气 味 ，是 一 种 强 氧 化 剂 ，它 是 一 种 广 谱 性 的 消 毒 剂 ，其 杀 毒 作 用 主 要 是 通 过 渗 入 细 菌 细 胞 内 ，将 核酸（ＲＮＡ 或 ＤＮＡ）氧 化，从 而 阻 止 细 胞 的 合 成 代 谢，并 使 细 胞 死 亡。 由 于 二 氧 化 氯 在 水 中 几 乎 １００％ 以 分 子 状 态 存 在 ，所 以 易 透 过 细 胞 膜 。 但 它 具 有易挥发、易爆炸 的 特 性。 空 气 中 二 氧 化 氯 浓 度 ＞ １０％或 水 中 二 氧 化 氯 浓 度 ＞３０％ 时 都 将 发 生 爆 炸， 故不宜贮存，应 采 取 现 场 制 取 和 使 用。 二 氧 化 氯 制