二氧化氯与次氯酸钠的对比

次氯酸钠与二氧化氯在饮用水消毒应用中的对比
1.次氯酸钠的消毒原理
次氯酸钠分子式： NaC1O，分子量： 74.4
含量：工业制备的次氯酸钠含有效氯 10-12%，次氯酸钠发生器电解食盐产生的次氯酸钠有效氯为 0.12-1.5%左右。

（1）理化性质
纯品的次氯酸钠为白色或灰绿色结晶，工业为淡黄色或乳状剂，有较强的漂白作用，
对金属器械有腐蚀作用。

（2）次氯酸钠的杀菌作用
次氯酸钠属于高效的含氯消毒剂。

含氯消毒剂的杀菌作用包括次氯酸的作用、新生氧作用和氯化作用。

次氯酸的氧化作用是含氯消毒剂的最主要的杀菌机理。

含氯消毒剂在水中形成次氯酸，作用于菌体蛋白质。

次氯酸不仅可与细胞壁发生作用，且因分子小，不带电荷，故侵入细胞内与蛋白质发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶，使糖代谢失调而致细胞死亡。

次氯酸钠的浓度越高，杀菌作用越强。

次氯酸钠在水中能解离为次氯酸，次氯酸钠
溶液是一种高效的消毒液。

（3）影响次氯酸钠杀菌作用的因素
①PH：PH 值对次氯酸钠杀菌作用影响最大。

PH 值愈高，次氯酸钠的杀菌作用愈弱，PH 值降低，其杀菌作用增强。

②浓度：在 PH、温度、有机物等不变
的情况下，有效氯浓度增加，杀菌作用增强。

③温度：在一定范围内，温度的升高能增强杀菌作用，此现象在浓度较低时较明显。

④有机物：有机物能消耗有效氯，降低其杀菌效能⑤水的硬度：水中的 CA+、 MG+ 等离子对次氯酸盐溶液的杀菌作用没有任何影响。

⑥氨和氨基化合物：在含有氨和氨基化合物的水中，游离氯的杀菌作用大大降低。

⑦碘或嗅：在氯溶液中加入少量的碘或臭可明显增强其杀菌作用。

⑧硫化物：硫代硫酸盐和亚铁盐类可降低氯消毒剂的杀菌作用。

2.二氧化氯消毒原理
二氧化氯分子式： ClO 2，分子量： 67.45
二氧化氯是国际上公认的含氯消毒剂中唯一的高效消毒灭菌剂，它可以杀灭一切微生物，包括细菌繁殖体，细菌芽孢，真菌，分枝杆菌和病毒等。

二氧化氯
对微生物细胞壁有较强的吸附穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。

1、高效、强力。

在常用消毒剂中，相同时间内到同样的杀菌效果所需的
ClO 2 浓度是最低的。

对杀灭异养菌所需的ClO2 浓度仅为 Cl2 的 1/2。

ClO2 对地表水中大肠杆菌杀灭效果比Cl 2高 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，特别在低浓度时更突出。

当细菌浓度在105~106 个/mL 时， 0.5ppm 的 ClO2 作用 5 分钟后即可杀灭 99%以上的异养菌；而 0.5ppm 的 Cl 2 的杀菌率最高只能达到75％，试验表明，
0.5ppm 的 ClO 2 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 小时杀菌率才下降为86.3%。

3、广谱、灭菌。

ClO2是一种广谱型消毒剂，对一切经水体传播的病原微
生物均有很好的杀灭效果。

二氧化氯除对一般细菌有杀死作用外，对芽孢、病毒、异养菌、铁细菌、硫酸盐还原和真菌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。

ClO2 对病毒的灭活比 O3 和 Cl2 更有效。

低剂量的二氧化氯还具有很强的杀
蠕虫效果。

4、无毒、无刺激。

急性经口毒性试验表明，二氧化氯消毒灭菌剂属实际无
毒级产品，积累性试验结论为弱蓄积性物质。

用其消毒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绝对安全的。

5、安全、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。

ClO2 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，这些产物到目前的研究为止，均
证明是无毒害用的，并且ClO2 使用剂量是低，因此用ClO2 消毒十分安全，无
残留毒性。

其安全性是被世界卫生组织（WHO ）定为 AI 级。

3.二氧化氯与次氯酸钠的对比
二氧化氯与次氯酸钠的对比见表。

其中次氯酸钠属于氯制剂的一种。

消毒剂性能二氧化氯氯制剂
杀菌力可杀灭所有的微生物，包可杀灭所有的细菌繁殖体，高浓度时能括细菌芽孢杀死芽孢
自来水消毒常1~1.5ppm 1~6ppm 用浓度
毒性无毒中等毒性
三致效应无有
有机物干扰小大
PH 影响小大， >8.5 时失效
腐蚀性使用液对金属轻度腐蚀对金属有强腐蚀
皮肤致敏性无有
残留无有
稳定性稳定不稳定，易分解
抗药性无有
3.1 安全性
二氧化氯消毒剂本身无毒，而且在消毒时也不会产生有毒的物质，特别是‘三致’物质，是绿色环保类消毒剂；次氯酸钠本身属中等毒性的消毒剂，而且在消
毒过程中，还会和有机物反应，生成‘三致’物质，如三氯甲烷、三氯乙酸、呋
喃等，且有残留。

3.2 杀菌效果
二氧化氯为高效类消毒剂，可以杀灭所有的微生物，它的理论杀菌力是氯气
（或次氯酸盐）的 2.6 倍，实际杀菌力是氯制剂的5-10 倍，且温度、 pH、有机
质对其杀菌效果影响较小；次氯酸钠属中效消毒剂，仅对某些微生物起作用，还
有抗药性，而且杀菌效果受温度、pH、有机物影响较大。

3.3 使用过程
二氧化氯消毒剂使用浓度小，气味柔和，对设备几乎无腐蚀，对皮肤不刺激，使
用后可以不冲洗；次氯酸钠消毒剂使用浓度大，气味强，对设备有强腐蚀性，对
皮肤也有强刺激作用，使用后需用大量冲洗用水，易残留。

3.4 稳定性（保质期）
次氯酸钠水溶液具有不稳定性，常常受到环境温度、溶液、PH 值以及存放时间等因素影响；而二氧化氯由二氧化氯发生器制备，现用现配。

4.成本对比
以 5 万吨水厂，运行一天为例：
次氯酸钠溶液现在是750 元 /吨，有效氯含量为10%~13%不等，自来水消毒
中有效氯添加量为1~6 ppm，现添加 3ppm，即一千吨水大约投加次氯酸钠溶液
30 公斤左右，一吨水投加0.03Kg。

则：一吨水的成本为0.022 元
5 万吨水的成本为1125 元
而二氧化氯的运行成本见表。

由表可知，复合型二氧化氯发生器和JCT 型
高纯二氧化氯发生器的运行成本都要低于次氯酸钠的使用成本。

并且在二氧化氯
发生器的成本对比中，复合法二氧化氯发生器的运行成本是以有效氯计算，若以
有效二氧化氯计算，产生 1 克有效二氧化氯的成本为0.0089 元/克， 5 万吨 /天的
水厂的运行成本为445 元，并且是在未考虑电耗的前提下。

5 万吨 /天的水厂，使用JCT 型二氧化氯发生器比普通的高纯型二氧化氯发
生器，一天的运行成本节省955 元，一年能节省153745 元，所以更适用于中大
型水厂。

JCT 型二氧化氯发生器的运行成本虽然和复合型的二氧化氯发生器的相当，
但是 JCT 型二氧化氯发生器产生的二氧化氯纯度高，在运行时不用考虑加热器
电耗
盐酸氯酸钠法复合型二氧亚氯酸钠盐酸法高纯型二氧JCT 型高纯二氧化氯发生器
化氯发生器化氯发生器
成本核算1g 有效氯： 0.00342 元 /
克
1g 二氧化氯： 0.0276 元 /
克
1g 二氧化氯： 0.0085 元
/克
每吨水处理成本0.00342 元0.0276 元0.0085 元
5万吨/天0.00342 ×50000=171 元0.0276 ×50000=1380 元0.0085 ×50000=425 元
5.JCT 型高纯二氧化氯发生器的特点
在中国二氧化氯专业委员会监制下，我公司研发出JCT 型高纯二氧化氯发
生器。

JCT 型高纯二氧化氯发生器以氯酸钠、蔗糖、50%的硫酸等为原料，采
用新型材料反应釜，在适宜反应条件下，生产高纯二氧化氯，适合应用于中大型
水厂。

该设备是将氯酸钠、蔗糖及其他还原剂的混合溶液（ A 液）与 50%硫酸（ B
液）分别按照设定的速率通过计量泵通入多级反应器中，经过充分反应，生成的
ClO2 气体通过水射器抽出，进入水体。

JCT 型二氧化氯发生器拥有 2 项发明专利，专利号： 1、（ 201310458446.4）大型高纯二氧化氯发生装置及发生方法，2、（第 2482749 号）一种曝气型二氧化氯发生器，产品处于国际领先，国内超前水
平，由全国化学标准物质委员会二氧化氯专业委员会全程监制，是向全国杀菌灭
藻工况场合特别饮用水消毒企业推荐与推广的最先进的产品。

该技术获得中华人
民共和国教育部科学进步奖一等奖，华夏建设科学技术奖二等奖。

经过实践证明
该设备有许多创新之处，总结如下：
1.高转化率：反应器实现多级反应，原料浓度由高到低，氯酸盐转化率可
达98%以上，极大程度减少了原料的浪费。

2.高纯度：制得的ClO2 纯度≥ 95%，符合美国 USEPA 的饮用水消毒要求，
可放心用于饮用水消毒。

3.低成本：所用主要原料为氯酸钠、蔗糖和稀硫酸，原料价格低廉易得，运
行成本低，成本接近于氯酸钠复合法制备二氧化氯，比普通的亚氯酸钠法制备成
本低 60%以上。

4.自发式反应：省电不需要加热，打破氯酸盐法制备高纯二氧化氯需要外部
加热的模式。

经过现场实践证明，JCT 型二氧化氯发生器运行初始需要维持
70-85 ℃的温度来启动反应，当反应启动后，可停止加热，节省电力，但是仍能
保证反应的自发性，且避免了反应器中的爆鸣现象。

该举不仅降低了运行成本，
还保证了设备的正常运行，大型反应器甚至可以在应用中供给循环热水
5.高安全性：（1）主要反应部分采用哈氏合金、钛金等耐高温耐腐蚀的新型材料。

不
仅能长期承受住大量的反应热，增加了安全性。

（ 2）其余部分采用具有优良的抗压耐腐特
性的新材料制作。

（3）安装防爆装置。

（ 4）配备停水停电应急处理装置。

（ 5）稀硫酸浓度为 50%，相比较行业内三元法制备二氧化氯使用硫酸浓度最低（其他方法制备稀硫酸浓度多为 70%以上），安全性最高。

这些举措皆保证了发生器可以长期连续安全的运行。

6.操作容易：采用PLC 全自动控制并提供远端管理接口，可实现无人值守。