飲用水和氯消毒在上世紀(jì)近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)為世界許多國(guó)家和地區(qū)采用。自1974年Roor及BeLLar發(fā)現(xiàn)天然水氯化消毒可產(chǎn)生對(duì)人體有害的三氯甲烷(CHCl3)以來(lái),氯化消毒所產(chǎn)生的衍生物及氯化消毒飲水的安全問(wèn)題,已引起人們普遍的關(guān)注。氯化消毒是當(dāng)前廣泛應(yīng)用,控制介水傳染病zui有效的方法。

    氯化消毒后的水產(chǎn)生多種氯化有機(jī)物使水質(zhì)感觀性狀惡化,其中的三氯甲烷等還有致癌、致突變作用,因此,不少國(guó)家在尋找新的廉價(jià)的安全的飲水消duyao劑。1977年歐洲就有幾千座水處理廠,美國(guó)有103座水處理廠用ClO2消毒飲水。90年代美國(guó)水處理廠用ClO2消毒就比1977年增加了3～4倍,美國(guó)從1983年起*ClO2替代氯化消毒飲水。

    飲用水(自來(lái)水),在中國(guó)已有一百多年的歷史,上海1883年,天津1898年就有了自來(lái)水,現(xiàn)在各農(nóng)村城鎮(zhèn)也開(kāi)始普及自來(lái)水。我國(guó)飲用水消毒大多數(shù)采用yelv(Cl2),自80年代后期引進(jìn)ClO2生產(chǎn)技術(shù),繼而形成規(guī)模生產(chǎn)次氯酸鈉發(fā)生器和二氧化氯發(fā)生器,廣泛應(yīng)用于飲水消毒。

1 yelv消毒

yelv消毒是我國(guó)傳統(tǒng)的飲水消毒方法,已有很長(zhǎng)的應(yīng)用歷史。

1.1 消毒機(jī)理

yelv進(jìn)入水中發(fā)生如下反應(yīng):Cl2＋H2O-→H-＋Cl-＋HClO次氯酸由于粒度適中(分子量小)以及不帶電荷(中性),滲入細(xì)菌細(xì)胞壁破壞酶系統(tǒng)比較容易,故殺菌效率高。

1.2 設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

    yelv消毒設(shè)備主要由氯瓶、加氯機(jī)、抽吸器等組成。其特點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜、操作繁雜,適用于大型給水工程消毒,這樣才能顯示出其消毒成本便宜、加量準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),還要產(chǎn)生CHCl3致癌物。

2 次氯酸鈉消毒

2.1 消毒機(jī)理

NaClO發(fā)生器是通過(guò)電解食鹽水,產(chǎn)生NaClO消毒液,其反應(yīng)過(guò)程為:陰極:2H+＋2e=H2 陽(yáng)極:2Cl+－2e=Cl2↑在溶液中:Cl2＋H2O=HClO＋HCl

NaHO＋HClO=NaClO＋H2O NaHO＋HCl=NaCl＋H2O由于細(xì)菌本身帶負(fù)電荷,妨礙了帶負(fù)電荷的ClO－滲入細(xì)胞壁的速度。這是NaClO不如CL2消毒能力強(qiáng)的原因之一。

2.2 設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上采用的NaClO發(fā)生器,主要由于整流電源、電解槽、溶鹽槽等部分組成。設(shè)計(jì)時(shí),整體設(shè)備可安置在同一間房?jī)?nèi),但要特別注意,陰極室電解產(chǎn)生的氫氣必須用管道接出室外,以免室內(nèi)氫氣濃度太高時(shí)發(fā)生爆炸事件。NaClO發(fā)生器整體設(shè)備簡(jiǎn)單,操作方便,有連續(xù)和間歇2種規(guī)格,易開(kāi)易停,運(yùn)行時(shí)只需單人管理即可。但是,由于NaClO本身消毒能力弱,再加上電解過(guò)程中H2不斷逸出,安全防護(hù)要求很高。

3 二氧化氯

二氧化氯(ClO2)作為一種強(qiáng)氧化劑,在飲水中具有很強(qiáng)的氧化和消毒作用,消毒能力遠(yuǎn)高于lvqi,而且在水中不會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷物質(zhì),具有高效滅菌、滅病毒、脫色去味、除鐵和錳、不受酸堿度影響、消毒迅速、穩(wěn)定持久、防止再污染力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是一種優(yōu)良的水處理劑。1979年第三屆消毒會(huì)議上,已把二氧化氯確定為三種替代消毒劑之一。90年代初,越來(lái)越多的歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家已把二氧化氯作為自來(lái)水消毒并應(yīng)用到醫(yī)療衛(wèi)生、食品工業(yè)、果蔬保鮮及污水處理等方面。zui近世界衛(wèi)生組織(WHO)認(rèn)為該物質(zhì)*無(wú)致癌、無(wú)致畸形性,*二氧化氯為安全消毒物質(zhì)中的A1級(jí)產(chǎn)品。

3.1 消毒機(jī)理

ClO2為深黃色氣體,可用于氯與亞氯酸鈉作用制備:

2NaClO2＋Cl2=2ClO2＋2NaCl

也可利用鹽酸與亞氯酸鈉作用制備:

5NaClO2＋4HCl=4ClO2＋5NaCl＋2H2O

ClO2在水中溶解性遠(yuǎn)比氯好,氣體易溶于水。能迅速氧化、破壞病毒衣殼上蛋白質(zhì)的*,抑制病毒的特異性吸附,阻止其對(duì)宿主細(xì)胞的感染。ClO2與細(xì)胞及其它微生物蛋白質(zhì)中的部分氨基酸發(fā)生氧化還原反應(yīng),使氨基酸分解破壞,進(jìn)而控制微生物蛋白質(zhì)合成,zui終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在已知的氨基酸中芳香族和含硫類氨基酸zui易受到ClO2的氧化破壞。3.2 電解法ClO2發(fā)生器

3.2.1 原理： 是電解法ClO2發(fā)生器通過(guò)電解食鹽水產(chǎn)生ClO2消毒氣體,是目前國(guó)內(nèi)生活飲用水消毒中應(yīng)用zui為普遍的消毒設(shè)備。該設(shè)備和NaClO發(fā)生器類似,主要由于整流電源、電解槽、溶鹽槽等部分組成,不同的是電解槽陰陽(yáng)兩室由隔膜隔開(kāi),鹽液從陽(yáng)極室進(jìn)入,廢液從陰極室逸流排出,陽(yáng)極室產(chǎn)生H2,陰極室產(chǎn)生ClO2、O2、H2O、Cl2等復(fù)合氣體,通過(guò)水力抽吸器抽入待消毒水中,消毒能力遠(yuǎn)好于NaClO,但由于電解法氣體中含有Cl2,不可避免產(chǎn)生CHCl2的可能性。

3.2.2 設(shè)備特點(diǎn)及運(yùn)行安全 電解法ClO2發(fā)生器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,消毒效果好,操作方便,占地面積省,適用于小型給水所生活飲用水消毒。

3.3 化學(xué)法ClO2發(fā)生器

采用lvqi(或yelv)同亞氯酸鈉混合反應(yīng):

2NaClO2＋Cl2=2ClO2＋2NaCl或硫酸與氯酸鈉混合反應(yīng):

2NaClO2＋2NaClO＋2H2SO2—→2ClO2＋Cl＋2H2O＋2Na2SO2該設(shè)備主要由原料貯存供應(yīng)系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)組成。