关于二氧化氯处理饮用水的可行性思考

2020-02-28宋悦

绿色环保建材 2020年3期

宋悦

辽宁省市政工程设计研究院有限责任公司

1 引言

在现阶段我国自来水厂发展中，各项技术手段越来越先进，絮凝（投药、混合、反应）、沉淀、过滤和消毒等各个环节都得到了创新优化。从自来水厂处理饮用水的整个流程入手进行分析，不仅仅相关处理方式更为适宜合理，所用药剂同样也更为丰富，有效提升了自来水处理水平。从自来水厂处理饮用水的消毒环节入手分析，消毒剂的恰当选择至关重要，氯消毒作为当前最为主要的饮用水消毒手段，必然也就值得进行不断创新研究，以求利用更为适宜合理的氯消毒药物实现饮用水的优化处理。二氧化氯在饮用水处理中的应用效果优势明显，具备较高研究价值。

2 二氧化氯处理饮用水的消毒机理

在以往自来水厂处理饮用水的消毒过程中，氯消毒作为比较重要的手段得到了广泛应用，但是伴随着消毒后饮用水中三氯甲烷等致突变物质的发现，氯消毒越来越受到排斥。二氧化氯作为一种新型消毒剂，在当前越来越多的自来水厂得到了应用，尤其是在发达国家，二氧化氯消毒饮用水的应用比例越来越高。二氧化氯根据自身浓度的变化一般呈现为黄绿色到橙色之间，存在刺激性气味，当浓度达到10%以上时就会有爆炸风险，但是其容易溶于水，且在水中的稳定性较强，不会和水发生相互作用。

从二氧化氯的实际应用中来看，其并不是明显的氯化剂，而是表现出了氧化剂应用特点，氧化能力相对较强。正是因为二氧化氯表现出了较为明显的氧化性特点，进而才能够在微生物灭杀方面发挥突出作用，能够较好应用于饮用水消毒处理，相对于氯的氧化效果来看，二氧化氯能够达到2.5 倍以上，有助于提升自身消毒能力。二氧化氯的消毒机理还表现在其对于细胞的封锁上，可以致使相应范围内的细胞失去利用蛋白质的能力，进而也就导致细菌不能够扩散和再生，杀菌效果更为突出。因为水中病毒衣壳蛋白对于二氧化氯分子存在较为明显的吸附效果，如此也就可以进一步提升二氧化氯的消毒作用，针对病毒的灭杀能力有效凸显。虽然二氧化氯无法直接和水发生反应，但是在特殊情况下同样也能够生产次氯酸，次氯酸在饮用水处理中的作用同样也不容忽视，可以明显提升杀菌效能。由此可见，二氧化氯自身性能促使其能够在饮用水处理中发挥重要消毒作用，具备应用可行性。

3 二氧化氯处理饮用水的优势

3.1 杀菌性能优越

自来水厂在处理饮用水中应用二氧化氯的优势首先表现在杀菌性能上，这也是饮用水处理的基本要求所在。因为未经处理的饮用水一般存在着大量的大肠杆菌、脊髓灰质炎病毒、肝炎病毒、兰伯氏贾第虫胞襄等微生物，对于杀菌提出了较高要求，相对于自由氯的杀菌效果来看，二氧化氯的消毒杀菌作用明显更强，可以针对上述多种微生物进行灭杀处理。从杀菌速度上来看，在pH=8 的自来水消毒处理中，二氧化氯对于细菌的灭杀速度是氯气的5 倍以上，可以更为便捷轻易地实现微生物的处理。此外，二氧化氯的杀菌性能不仅仅表现在普通细菌灭杀的高速度上，往往还能够对于葡萄球菌、沙门氏菌等特殊传染性细菌具备理想灭杀效果。当然，二氧化氯在杀菌效果方面同样也存在优势，2mg/L 剂量的二氧化氯应用能够实现细菌的有效灭杀，最终存活的细菌比例明显要低于同剂量的氯。二氧化氯在饮用水杀菌处理方面的应用优势还表现在明显的稳定性上，其不容易出现明显的浓度波动问题，如此也就可以实现饮用水水质的长时间保障，一般二氧化氯的杀菌效果可以持续21天以上，衰减速度较小。当然，如果饮用水所处环境温度较高，则很可能致使其衰减速度加快，需要在实际应用中予以及时调整。

3.2 对THMS的控制更强

在以往氯消毒处理中，因为THMS（总三卤甲烷）的发现受到质疑，该类物质被认为和致癌相关。而二氧化氯处理饮用水能够较好实现对于THMS的控制，对于THMS的生成具备明显的防控效果。因为二氧化氯在处理饮用水的过程中能够表现出较强的氧化作用，尤其是对于容易形成THMS的腐殖物和灰黄霉酸，更是能够在强氧化背景下避免其产生THMS。二氧化氯在THMS控制方面的优势同样也是其取代氯消毒的重要影响因素。

3.3 除藻效果佳

二氧化氯在处理饮用水方面的作用还表现在除藻方面，这也是针对地表水进行净化处理的重要环节。因为很多自来水来源都存在着大量的藻类，种类同样也繁多，并且因为各自特性不一，去除难度同样也比较大。在以往氯处理饮用水中，如果存在大量藻类，往往容易因为相互作用而生成三卤甲烷，进而不仅仅会表现出明显的臭味，还容易影响水质纯净度。基于此，在饮用水处理中采用二氧化氯能够更好实现对于饮用水中藻类的净化处理，二氧化氯的杀伤致死藻类的作用效果较为突出，同时还能够控制其繁殖，避免了藻类的泛滥。这也就需要在饮用水处理前进行二氧化氯的预加，以降低藻类影响程度。此外，在当前某些自来水厂进行饮用水除藻时，往往还会采用添加硫酸铜的方式，虽然硫酸铜的添加确实也能够发挥出除藻和抑制藻类生长的目的，但是最终效果却并不是十分理想，除藻效果相比二氧化氯较差，还容易给水质带来一些不良影响。基于此，在自来水厂处理饮用水中有效借助于二氧化氯能够实现良好除藻效果，该方面优势同样不容忽视。

3.4 除铁、锰效果佳

水中如果含有大量的锰或者铁，会对人体带来不良影响，在饮用水净化处理中实现除铁、除锰同样也是重要要求。一般而言，很多自来水水源中的含铁量以及含锰量都在可控范围内，但是如果存在明显超标现象，则需要予以及时处理，并且往往还伴随着较高的处理难度，净化工艺要求相对比较高。二氧化氯在除铁、除锰方面的作用往往较为突出，因为其氧化性能较强，进而也就可以将水中的二价锰转化为四价锰，如此也就可以促使锰以二氧化锰的形态存在，而二氧化锰不能够溶于水，进而也就可以达到除锰目的。结合相关实验研究结果来看，二氧化氯对于锰的去除率往往可以达到69%-81%，明显高于原有的氯。二氧化氯还可以借助于自身较强的氧化性能将二价铁转化为三价铁，如此也就可以促使铁元素以氢氧化铁的形态存在，在沉淀后达到明显去除效果。二氧化氯对于铁的去除效果往往可以达到78%～95%。

3.5 酚类化合物破坏作用强

如果自来水的水源是地表水，则很可能存在一些酚类化合物，这类化合物同样也存在危害性，如果采用传统的氯处理方式，则容易生成氯化酚，净化效果并不理想。二氧化氯针对酚类化合物的破坏效果较强，并且在破坏后并不会形成不良副产物。因为二氧化氯的氧化作用较强，可以将酚类化合物转化为对苯醌、二元脂肪酸等物质，进而也就达到净化目的。为了较好优化二氧化氯对酚类化合物的破坏效果，可以将pH值设置在7，提升其破坏效果。

3.6 经济效益突出

二氧化氯在处理饮用水方面的优势还表现在经济层面，相对于其他消毒处理方式更为低廉，便捷性也较为突出。随着当前二氧化氯生产工艺和技术的创新发展，二氧化氯的产量不断提升，价格同样也不断降低，不需要以往过于复杂的生产制造流程，如此也就可以进一步降低二氧化氯处理饮用水的成本，值得在未来自来水厂进行饮用水处理时优先运用。

4 二氧化氯处理饮用水的方式

自来水厂处理饮用水时应用二氧化氯确实表现出了明显优势，这也就需要针对二氧化氯的应用方式进行重点关注，确保其能够应用合理可行，避免因为投加不当影响最终饮用水处理效果。一般而言，饮用水处理中对于二氧化氯的应用主要涉及到了滤前加二氧化氯+滤后加氯、滤前加二氧化氯+滤后加二氧化氯两种工艺方式，可以结合不同饮用水净化处理需求进行恰当选取。比如在饮用水处理中如果发现存在大量藻类，则需要提前添加二氧化氯，促使其能够对藻类形成抑制和灭杀效果；如果涉及到三卤甲烷的去除，同样也需要提前加入二氧化氯。当然，对于二氧化氯的投加量同样也需要严格控制，根据不同水质状况予以恰当添加和及时补充，一般性的饮用水处理需要确保二氧化氯投药量控制在0.1mg/L～1.3mg/L之间，面临特殊需求时可以提升到0.6mg/L～1.3mg/L之间。