在饮用水中投加消毒剂的目的主要是杀灭对人体有害的病原菌、病菌,及其它致病的病原微生物。经过消毒处理的水,不是将水中所有的细菌杀灭,可以允许含有少量的对人体健康无害的细菌,但一定要达到《生活饮用水卫生标准》的要求。
1、二氧化氯消毒原理
二氧化氯化学性质活泼,是一种高效强氧化剂,易溶于水,在20℃下溶解度为.98g/L,是氯气的溶解度的5倍,氧化能力为氯气的2.5倍。ClO2是中性分子,在水中几乎%以分子状态存在,所以极易穿透细胞膜,渗入细菌细胞内,将其核酸(DNA或RNA)氧化后,从而阻止细菌的合成代谢,并使细菌死亡。在饮用水中ClO2灭菌反应如下式所示。
ClO2+e→ClO2-
ClO2+2H2O+4e→Cl-+4OH-
二氧化氯消毒可以氧化酚类、硫类、三级胺类,还可以氧化水中的一些还原性金属离子(如Fe2+、Mn2+等),使水脱色。ClO2的氧化能力与溶液的酸碱性有关,溶液酸性越强,ClO2的氧化能力越强,在pH值6-10范围内的杀菌效果几乎不受pH值影响。消毒剂的杀菌能力随着温度的上升而增强,温度低时每上升10℃,细菌死亡率成倍增加。温度升高,灭菌时间相对缩短,杀菌效果相对增强。
2、二氧化氯消毒优缺点
二氧化氯消毒一般只起氧化作用,不起氯化作用,这是二氧化氯消毒几乎不形成有机卤代物的根本原因。可见,源水严重污染或水体中有机物含量高时,二氧化氯是最好的选择。
二氧化氯作为后发展起来的消毒方式,杀菌能力比液氯消毒强,杀菌效果不受水的pH值影响,只发生氧化作用不发生氯化作用达到消毒效果,具有杀菌效果高、广谱,消毒持久,并且不会生成三卤甲烷类有毒副产物。避免了有机卤代物的问题。但是常规二氧化氯发生器制取出来即须应用,不能贮存。使用新型的秀霸牌二氧化氯成品药剂可以解决这个问题。
例如在一些水厂中,引进了高效复合二氧化氯发生器,其制备消毒剂的原理是利用氯酸钠水溶液与盐酸溶液在一定温度和负压下充分反应,产生以二氧化氯为主、氯气为辅的消毒气体,来进行饮用水消毒的。为了保证水质,同时兼顾节约成本,有的水厂在冬季水源污染少、浊度低时,使用液氯消毒;到了夏季,水源污染较重或者水源中有机物含量偏高时,使用二氧化氯消毒。
3、二氧化氯与液氯消毒的灭菌效果
二氧化氯和液氯对大肠杆菌均有较好的灭菌效果,且随着投加量增大杀菌率增大;二氧化氯的灭菌效果稍优于液氯,二氧化氯杀灭病原菌的效果明显优于液氯。在净水工艺条件下,用液氯消毒,起杀菌作用的主要是HOCl,其杀菌效果比OCl-高近80倍。pH值越高,HOCl离解的越多,当pH值大于8时即达到75%的OCl-,消毒效果就愈发降低。实验证明,ClO2可以在很大pH范围内杀灭细菌,液氯只有在pH值近中性条件下才能有效地杀灭细菌。