二氧化氯消毒劑在生活水中的應(yīng)用

1、燕山石化公司2011年初級職稱任職資格評審論文二氧化氯消毒劑在生活飲用水中的應(yīng)用二0一一年六月二氧化氯消毒劑在生活飲用水中的應(yīng)用摘要：由于人民的生活質(zhì)量在不斷的提高，生活飲用水的質(zhì)量及安全問題越來越受到人們的廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)的生活飲用水消毒方法有多種，常用的消毒劑之一就是液氯。這一消毒劑的使用在我國廣大地區(qū)已有數(shù)十年的歷史?？陀^的講，該消毒劑在生活飲用水及衛(wèi)生食品行業(yè)發(fā)揮了重要的作用，曾一度被廣大用戶所認(rèn)可。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，關(guān)注生命已受到了人們的普遍關(guān)注。在液氯消毒具有眾多優(yōu)點(diǎn)的同時，它所帶來的有機(jī)副產(chǎn)物三氯甲烷致癌物已被世界所公認(rèn)。為了使生活飲用水更加安全可靠，人們希望能夠找到一種比液

2、氯更加優(yōu)良的水質(zhì)消毒劑。本文將結(jié)合星城生活水站飲用水消毒劑的使用情況，將液氯的取代產(chǎn)品二氧化氯消毒劑做論述，以便推廣使用。關(guān)鍵詞：二氧化氯；消毒劑；生活飲用水；應(yīng)用引 言由于對生活飲用水的處理要求日益嚴(yán)格，二氧化氯在水處理的應(yīng)用上日漸廣泛。作為消毒劑，它有廣譜性的消毒效果。對于應(yīng)用水中二價鐵離子、二價錳離子和嗅、色均有很好的去除效果。由于二氧化氯化學(xué)生產(chǎn)方法日益成熟，并經(jīng)使用單位及權(quán)威部門的反復(fù)論證和考驗(yàn)了二氧化氯的處理效果，證實(shí)了二氧化氯處理飲用水的可靠性和安全性。1983年美國國家環(huán)保局提出了飲用水中三鹵甲烷含量必須小于0.1 mg/l，并推薦二氧化氯消毒作為控制飲用水中三鹵甲烷含量的有效

3、方法之一。因此，近10年來二氧化氯在水廠的使用比1972年增加了34倍。一 問題的提出水是人類及各種生物生存最基本的物質(zhì)條件之一。據(jù)醫(yī)學(xué)驗(yàn)證，人在沒有食品的情況下可以存活7天以上，但確一刻也離不開水，水是生命之源，但現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，光有水是僅僅不夠的。實(shí)踐證明，在有足夠的飲用水同時，必須提高生活飲用水的質(zhì)量。由于在水中存在有各種物質(zhì)及有害微生物，這些有害微生物如不能有效的加以去除，勢必會對人們的身體健康構(gòu)成直接的影響，導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生。歷史上曾有過由于某地區(qū)飲用了不合質(zhì)量的水，導(dǎo)致傳染病蔓延，給人類及人們的生命財(cái)產(chǎn)造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。若要提高人們的生活質(zhì)量，確保歷史慘劇不再發(fā)生，必

4、須提高水質(zhì)質(zhì)量。為了消除水中的有害微生物，達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，我公司及全國大部分地區(qū)普遍采用液氯殺菌消毒。無論是工業(yè)生產(chǎn)，還是在生活水加氯消毒，也能達(dá)到一定的消毒效果。但液氯消毒會帶來二次污染，現(xiàn)正被一種新型的消毒劑二氧化氯所取代，科技進(jìn)步是大勢所趨。二液氯的性質(zhì)及缺點(diǎn)氯是一種強(qiáng)氧化劑，它能透過細(xì)胞膜與細(xì)菌中的酶起不可逆反映，使細(xì)菌死亡。在給水處理工程中，用氯氣消毒早在100多年前就有所應(yīng)用。由于它能使消毒后的水持有余氯，且余氯能在水的輸配過程中抑制殘存細(xì)菌的再度繁殖，確保供水質(zhì)量，而且價格較為低廉，所以至今仍有少數(shù)單位在應(yīng)用。氯氣在常溫下有刺激性氣味，是黃綠色氣體，易溶于水。干燥的氯氣化學(xué)性質(zhì)不

5、活潑，但如遇水后對很多金屬有較強(qiáng)的腐蝕性，在 0和一個大氣壓時，每升氯氣重3.22克，比空氣重2.5倍。常溫下加壓至68大氣壓或溫度低于-33.6時，氯變成液態(tài)。液態(tài)氯比氯氣重得多。當(dāng)在2.7大氣壓時，1升氯氣重12.8克，而1升液氯重1468.4克。氯氣不會燃燒，但溫度升高時，氯瓶內(nèi)壓力增大，在搬運(yùn)和使用過程中要防止溫度升高引起的爆炸危險(xiǎn)。如前所述，液氯可以殺死細(xì)菌，同樣的它可以危及人和其它有生命的動植物的安全。單純的用液氯進(jìn)行消毒，不可避免地會產(chǎn)生氯代有機(jī)副產(chǎn)物，其中有的產(chǎn)物，則以三氯甲烷形式出現(xiàn)，這是世界上公認(rèn)的致癌物。另外，氯氣在使用過程中稍有不慎，就有可能造成跑氯事故，液氯跑出后壓力

6、降低，吸收空氣中的熱量迅速汽化，能使體積擴(kuò)大到400多倍。氯氣的臭味很大，能毀壞人畜的呼吸系統(tǒng)的粘膜，輕者發(fā)生強(qiáng)烈的咳嗽，重者造成窒息甚至死亡。對植物輕者是葉綠素被氧化，葉片變白，失去光合作用，重者能使植物枯死。據(jù)有關(guān)資料記載，空氣中含氯濃度在320mg/m3時，瞬時接觸可引起呼吸困難。空氣中含量濃度為3200mg/m3時，瞬時接觸立即死亡。因此，氯被列為劇毒物品。前幾年重慶天原化工總廠發(fā)生氯氣泄漏事故，給人民的生民財(cái)產(chǎn)造成重大的損失，引起了各級領(lǐng)導(dǎo)的高度重視。公司舉一反三吸取教訓(xùn)，決定將氯氣“掃地除門”，選擇氯氣的代替產(chǎn)品成為當(dāng)務(wù)之急。三二氧化氯的性質(zhì)及作用1二氧化氯為高效復(fù)合型消毒劑，在常

7、溫狀態(tài)下是氣體。二氧化氯分子的電子結(jié)構(gòu)是不飽和狀態(tài)，但在水中卻以二聚或多聚狀態(tài)存在。這對二氧化氯在水中的迅速擴(kuò)散是有利的，二氧化氯在水中的溶解與溫度有關(guān)，溫度越高，溶解度越小。2二氧化氯是強(qiáng)氧化劑，在酸性條件下，它有很強(qiáng)的氧化性。二氧化氯不與水中的氨或氯胺作用，因此它可以作為飲用水的消毒。3二氧化氯對水中殘存有機(jī)物的氧化要比氯氣優(yōu)越的多，二氧化氯以氧化還原為主，而氯氣則以親電取代為主。二氧化氯不產(chǎn)生氯酚，還可將致癌物化成無致癌性物質(zhì)。另外腐植酸等物質(zhì)也可被二氧化氯所降解，而且這些降解物不以三氯甲烷形式出現(xiàn)。這一點(diǎn)是以氯氣消毒所不能實(shí)現(xiàn)的。4二氧化氯對水中的色、味的去除能力也很強(qiáng)，因此它可以作為

8、飲用水的除色、除有機(jī)物等及其它有毒的重金屬鹽類，是良好的氧化劑。二氧化氯對經(jīng)水傳播的病原微生物，包括病毒、硫酸鹽還原菌和真菌有很好的消毒效果,對配水管網(wǎng)中的異養(yǎng)菌及真菌等均有很好的殺滅作用。5二氧化氯分為非穩(wěn)定性二氧化氯和穩(wěn)定性二氧化氯。非穩(wěn)定性二氧化氯一般情況下通過工藝裝置或?qū)Ｓ冒l(fā)生器，現(xiàn)場制作現(xiàn)場應(yīng)用，不能用一般包裝長途運(yùn)輸。穩(wěn)定性二氧化氯是一種加入穩(wěn)定劑的二氧化氯水溶液，不揮發(fā)，不分解，不易爆炸，可用一般耐腐蝕的容器運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，通過活化器直接使用，使用安全方便。6二氧化氯的有效氯是氯的2.63倍，氧化能力為氯的2.5倍，在水中的溶解度是氯的5倍。二氧化氯對細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸附和穿透能力，可

9、有效地氧化細(xì)胞內(nèi)的酶，可快速抑制微生物蛋白質(zhì)的合成來破壞微生物，對病毒、鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌和真菌等有較好的殺滅作用，而且不產(chǎn)生抗藥性，對水的PH值適應(yīng)范圍廣，具有明顯的消除異味作用，對設(shè)備及管道腐蝕率小。 7二氧化氯對水中的大腸桿菌的處理效果較為突出，據(jù)有關(guān)資料表明，99%的大腸桿菌可以在1分鐘之內(nèi)殺滅。若用大劑量消毒和增加反應(yīng)時間，則二氧化氯的效果為液氯的5倍。對病毒的消毒二氧化氯比液氯、臭氧更有效。8能在水中維持較長時間的持續(xù)滅菌能力，具有可檢出的殘留量。評價飲用水中消毒劑的有效程度有兩個指標(biāo)，即有效性和穩(wěn)定性。用這兩個指標(biāo)來衡量四種常用消毒劑，情況如下：7.1作為殺滅劑的有效性，氯胺二

10、氧化氯液氯臭氧。7.2在水中的穩(wěn)定性：氯胺二氧化氯液氯臭氧如果將這兩個方面的效果綜合考慮，則可以認(rèn)為二氧化氯的消毒效果最好。關(guān)于二氧化氯的毒性問題，經(jīng)過有關(guān)部門的大量試驗(yàn)，普遍認(rèn)為二氧化氯的投加量應(yīng)控制在0.5 mg/l時以下，而在實(shí)際使用時基本上控制在0.3mg/l 0.5mg/l。經(jīng)過國內(nèi)眾多水廠使用證明及有關(guān)部門的對二氧化氯的全面檢測，認(rèn)為殺菌效果好，可以廣泛應(yīng)用于生活飲用水，水源水等的消毒殺菌。四二氧化氯的應(yīng)用由于水資源的緊張和要求開發(fā)的強(qiáng)度加大，人們對生活飲用水的水質(zhì)有了新的認(rèn)識，要求也越來越高。近年來各級衛(wèi)生防疫部門也加大了生活飲用水質(zhì)的檢查力度，各級領(lǐng)導(dǎo)對生活飲用水的處理方法及工

11、藝均有較高的要求，其目的就是要使飲用水水質(zhì)完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)，更加安全可靠。1星城生活水站供水情況星城生活水站主要供應(yīng)星城小區(qū)居民的生活飲用水，小時供水量平均為120立方米/小時，以前星城生活水站使用的是蘇村的地下水，使用的消毒劑為液氯。由于日供水量相對較小，液氯的加入量不易掌握，操作頻繁，管網(wǎng)末梢檢出量經(jīng)常不符合國家標(biāo)準(zhǔn)。由于蘇村地下水源近幾年出水量日趨減少，已無法滿足星城生活水站的正常供水需要，且硬度較高，并逐年呈上升趨勢。為了解決星城生活水站來水不足及硬度高的問題，改用京燕公司輸送來的拒馬河的地表水為飲用水水源。改用地表水后，硬度大大降低，但水中細(xì)菌嚴(yán)重超標(biāo)。為了達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)原水水質(zhì)經(jīng)研究決定淘汰液氯改用二氧化氯為消毒劑。2二氧化氯的制備二氧化氯的制備分化學(xué)法和電解法兩大類。星城生活水站使用的是化學(xué)法中的復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器，其原料為氯酸鈉溶液和40%硫酸溶液。3工作原理及工藝流程計(jì)量泵將氯酸鈉溶液和40%硫酸溶液由兩臺計(jì)量泵按1:5的比例輸入到二氧化氯發(fā)生器主機(jī)。在一定溫度和負(fù)壓條件下進(jìn)行充分反應(yīng)，產(chǎn)出復(fù)合二氧化氯的氣體，經(jīng)水射器吸收與水充分混合形成消毒液后，通入被消毒水中。4應(yīng)用后的效果 星城生活水站改造工作于2004年10月完成，歷時2個月。在整個改造過程中，自己針