吴文华
四川省蓬安县自来水公司 四川省 蓬安县 637800
摘要：目前，二氧化氯和次氯酸钠石自来水生产过程中所采用的最主要的两种消毒方式，本文探讨的是它们优缺点和实际应用上的数据分析。主要从两者的原理和影响因素，以及优缺点方面进行分析比较，选择合适的消毒方式。
关键字：二氧化氯 次氯酸钠 自来水消毒 实际应用
一、二氧化氯消毒
二氧化氯的消毒原理是对微生物细胞壁的强吸附性和渗透性，从而破坏细菌内的酶，快速控制其蛋白质的合成，达到灭活的目的。
本文讨论的是复合型二氧化氯的制备方式，原料使用的是氯酸钠和稀盐酸。其化学反应方程式表达为：
2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl
二氧化氯作为饮用水的消毒剂，具有广谱灭菌效果，对微生物（包括真菌、细菌繁殖体及其芽孢、病毒和分枝杆菌等）有很强的灭活能力，并且不会使这些微生物产生抗药性。二氧化氯易溶于水，在水中渗透能力和扩散速度快，可有效灭活出厂水中的微生物，并且剩余部分进入管道后，对管道也有一定的灭菌能力，防止在输送水的过程中微生物的二次污染。并且二氧化氯具有强氧化性，能有效地去除水池和管道内的藻类植物，在抗菌和防腐方面起到积极的作用。二氧化氯消毒几乎不生成卤代有机无机物。但是反应生成二氧化氯的过程会产生亚氯酸盐和氯酸盐这两种副产物。二氧化氯气体具有不稳定易分解的特点，并且易燃易爆，所以水厂一般都是采用二氧化氯发生器现场制备，这就特别需要注意配料之间的比例、精确控制投加量以及选取合适的投加点，以达到更好的灭菌效果，同时较少地生成反应副产物亚氯酸盐和氯酸盐。制备二氧化氯所需要的原料盐酸具有挥发性和腐蚀性，运输和储存都有一定的安全隐患，对场地的选择要求较高，并且批量购买盐酸需要向有关部门申请，审批更复杂一些。
二、次氯酸钠消毒
次氯酸钠的消毒原理是水解形成次氯酸，然后次氯酸再分解成新生态氧[O]，新生态氧[O]具有强氧化性，能使微生物的蛋白质变性，从而达到灭菌的效果。这个过程用化学反应方程式表达为：
其中，次氯酸也是主要的消毒物质，具有强氧化性，不仅能作用于细胞外壁，由于其分子小且不带电荷，更能渗透进细胞体内，氧化其中的核酸、酶等物质，使其变性，达到灭活的效果。并且次氯酸再消毒过程中也会分离出氯离子，氯离子能改变微生物的渗透压，使其丧失活性。
由于高浓度的次氯酸钠长时间储存会挥发，使其浓度降低，并且具有强氧化性和腐蚀性，所以考虑到运输和储存的安全隐患，一般水厂都采用次氯酸钠发生器现场制备。用次氯酸钠发生器制作次氯酸钠的原料是食盐，主要通过电解低浓度食盐溶液生成次氯酸钠，化学反应方程式表达为[1]：
首先，很明显，用发生器生产次氯酸钠比制备二氧化氯更简单，更容易控制。其次，次氯酸钠几乎能完全溶解于水，这使得投加量能控制得更精准。再次，制备次氯酸钠的原料是食盐，食盐的安全性更有保障，存储和运输业更方便安全，同时审批程序也更简单一些，对场地要求也要低一些。虽然次氯酸钠有诸多优势，但是也不能忽视其局限性。第一，次氯酸钠是弱电解质，它的电离程度受水体pH值影响较大，随着pH值得升高，电离程度减弱，消毒效果也减弱。不过由于自来水的pH值较稳定，呈弱酸或者弱碱性，所以次氯酸钠用于自来水消毒时，pH值对灭菌效果的影响不大。第二，次氯酸钠溶液的浓度不是越高消毒效果越好，浓度越高，衰减越快，消毒效果就会降低。温度对消毒效果的影响也是这样，适当的升高温度能增强消毒效果，这在低浓度的时候更明显，但是过高的温度会使次氯酸钠分解，从而降低灭菌效果。第三，水体内的还原性物质，例如含氨基化合物、亚铁盐等，会消耗次氯酸钠的氧化性，降低消毒能力。第四，有机物会消耗有效氯，降低消毒效果。第五，次氯酸钠具有腐蚀性，需要做好相关的防腐工作。第五，浑浊度的影响，水体较高时，细菌多附着在悬浮物上，降低了和次氯酸的直接接触，会减弱消毒效果。最后，在反应生产过程中会生成氢气，氢气是一种易燃易爆炸的气体，必须做好室内的通风工作，以免发生危险。
三、二氧化氯和亚氯酸盐用于自来水消毒的实际效果比较
自来水用二氧化氯消毒后的检测指标是二氧化氯，采用HACH的PCⅡClO2测定，《生活饮用水卫生标准》GB5749--2006明确规定了，保证与水接触30min以上，出厂水中二氧化氯的含量大于等于0.1mg/L且小于0.8mg/L，管网末梢水中二氧化氯的含量大于等于0.02mg/L。次氯酸钠消毒后，检测指标为余氯，采用HACH的PCⅡCl2测定，《生活饮用水卫生标准》GB5749--2006明确规定了，保证与水接触30min以上，出厂水中余氯的含量大于等于0.3mg/L且小于4mg/L，管网末梢水中余氯的含量大于等于0.05mg/L。
以下图表是两组水厂分别使用二氧化氯和次氯酸钠对出厂水进行消毒，所测得的关于出厂水和几个管网末梢水点的含量，所有水样总大肠菌群指标都是未检出，菌落总数都为0，符合《生活饮用水卫生标准》GB5749—2006的规定。
图1 二氧化氯和余氯随距离的变化
由图1可以看出二氧化氯和余氯的浓度随距离的增加而减少，其中余氯减少的趋势比二氧化氯要缓慢，这表明在管网运输过程中次氯酸钠消毒的衰减更缓慢，更能适应较长管网运输方式。两种消毒方式的结果都符合《生活饮用水卫生标准》GB5749—2006，都能达到100%的灭菌率，这在自来水消毒的应用上都是很成熟的技术了。
结语
通过以上关于二氧化氯和次氯酸钠的对比，发现两者都能达到很好的灭菌效果，但是次氯酸钠在生产和原料的存储运输上更加安全，所需要的原材料种类更加的少，所以对于在人口密集的居民区， 考虑到安全隐患，应当优先选择次氯酸钠作为消毒剂。而次氯酸钠受温度、PH值、浑浊度、还原类物质、有机物的影响较大，二氧化氯则受这些因素影响较小，所以，对于水质情况较差较复杂的地方，应优先选取二氧化氯作为消毒剂。
参考文献
[1] 刘泽,雷智敦. 浅析次氯酸钠和二氧化氯消毒在城镇给水处理中的应用[J]. 低碳世界，2015（5）:72-73.