【摘 要】消毒是自来水处理工艺中比不可少的环节，本文主要对比氯、二氧化氯、次氯酸钠三种消毒方式。
【关键词】自来水；消毒
自来水微生物安全性是与人民健康休戚相关的问题。因为自来水水源容易受到粪便和生活污水等的污染，管网水在输送过程中也可能由于各种原因受到污染，会使水中微生物增加，其中的致病菌可能引起多种水致疾病。
消毒剂的选择应考虑六个因素：①杀灭病原体的效果及其对生物膜的控制能力；②剩余消毒剂及剩余消毒剂的稳定性；③对水质感官性状会造成什么影响；④消毒剂及消毒副产物的毒理学影响，如对人体健康可能造成的影响及预防或消除不良影响的可能性；⑤工程实践中控制和监测的难易程度；⑥经济和技术上的可行性。化学性质稳定、有一定的持续作用、毒副作用小、能有效控制生物膜、生成消毒副产物少的消毒剂是水处理工作者的理想选择。
一、消毒方式简介
目前国内净水厂的主要消毒方法有氯、二氧化氯、次氯酸钠等。
1、 氯
一般在滤池出水或者清水池前管道投加液氯。从处理效果看其优点是灭活微生物迅速，经济高效；不足是消毒副产物生成量大；液氯在运输和储藏阶段存在一定危险性。
2、 二氧化氯
在一定的pH范围内，二氧化氯（ClO2）具有很强的消毒和氧化作用，是一种新型消毒剂，在工业水处理及漂白领域应用非常广泛。二氧化氯主要有如下特点：
a）二氧化氯易挥发、易爆炸，不易储存，一般采取现场制取，现场使用方式。
b）二氧化氯的投加量控制比较麻烦，要根据不同的氧化消毒要求选择不同的投加量。
c）二氧化氯不与水中一些耗氯物质反应（如氨氮、含氨化合物等），不产生三氧甲烷(THMS)等有机氯化物、不被消耗，在水中可保持一定的浓度，因此消毒作用比氯强。
d）二氧化氯的氧化能力适应的pH范围较广，氧化能力是自由氧的两倍，能较快的氧化锰、铁，并可以去除氯酚、藻类等引起的嗅味；同时具有很强的漂白能力，可去除色度等。
e）二氧化氯消毒有副产物产生，在水中产生亚氯酸根ClO2－和氯酸根ClO3－。亚氯酸根ClO2－和氯酸根ClO3－形成的盐类对人体是有害的，国家水质标准中有要求。
f）二氧化氯的投加浓度必须控制在防爆浓度以下，一般稳定性二氧化氯水溶液浓度控制在2%以下。
g）一般采用复合型二氧化氯发生器现场制备二氧化氯，所需原料为氯酸钠和盐酸。
3、次氯酸钠
次氯酸钠（NaClO），是一种强氧化剂，在溶液中生成次氯酸根离子，通过水解反应生成次氯酸，其消毒氧化作用与氯气及漂白粉相同。由于它比氯气安全、设备投资比氯气低，现在一些建在人口稠密地区的大型水厂逐步采用次氯酸钠消毒。而欧美国家在次氯酸钠在水处理方面的使用比氯气更广泛。
次氯酸钠消毒系统的投加设备与加矾系统投加设备相似，次氯酸钠不易久贮，要避光贮存。根据上海市水厂日常使用经验，次氯酸钠溶液进厂新液浓度有效氯含量约10％，日损耗约0.05～0.1％，损耗到5～6％浓度即基本停止损耗，因此，部分水厂为避免损耗，节约制水成本，将新液稀释1倍后储存。
二、消毒方式比较
1、消毒效果比较
根据相关文献，二氧化氯、氯、次氯酸钠3种消毒剂消毒性能比较情况如下：
消毒效率：二氧化氯＞次氯酸钠＝氯；
在水中的稳定性：二氧化氯＞次氯酸钠＝氯。
2、 使用和储藏安全性比较
氯瓶运输及贮藏环节容易发生泄漏事故，氯瓶运输不便，对大规模水厂用氯也是一个棘手问题。
二氧化氯发生器的安全系统在反应系统正常运行时处于监控状态，但操作不当存在发生爆炸的风险。
次氯酸钠溶液投加最为安全，投加设备与矾液类似，运输和储存基本无需监管。
3、投资成本比较
根据工程经验，二氧化氯、氯、次氯酸钠3种消毒剂消毒投资成本比较情况如下：
投资：液氯＞二氧化氯＞次氯酸钠
4、运行成本比较
从原料和电费消耗成本上看，用复合型二氧化氯发生器每产生1克有效氯的成本为0.0060元；按每吨液氯3550元的价格，氯气折合1克有效氯的成本为0.00355元；按有效氯含量10％的次氯酸钠原液1000元的价格，投加次氯酸钠1克有效氯的成本为0.01元。次氯酸钠运行成本约为液氯的3倍。
以本工程投加氯3mg/L为例，水厂运行总成本为1.803元/m3，可变成本0.83元/m3，其中液氯0.011元/m3，占可变成本比例1.3%；采用次氯酸钠0.03元/m3，占可变成本比例3.6%。
因此运行成本：次氯酸钠＞二氧化氯＞液氯
5、 从水质安全角度比较
次氯酸钠水质安全性最高,基本不产生有害物质。
加氯消毒当原水中有机物含量较高时易于产生三氧甲烷(THMS)等消毒副产物，除此之外，基本不产生其它有毒有害物质。
二氧化氯的使用存在以下缺点：
① 二氧化氯消毒有副产物产生，在水中产生亚氯酸根ClO2－和氯酸根ClO3－。亚氯酸根ClO2－和氯酸根ClO3－形成的盐类对人体是有害的，加大了供水安全性风险。实例如上海市崇明陈桥水厂原设计采用二氧化氯消毒，后经上海水质监测中心联合其它科研单位发现，长江水在二氧化氯（有效氯）投量超过1mg/L时，氯酸盐超标，影响水质安全，现已改为次氯酸钠消毒。
② 副产物亚氯酸盐和氯酸盐的去除，当水中产生了副产物，难以有效及时的去除。同时副产物亚氯酸盐和氯酸盐在线检测的难度和成本非常高，无有效手段控制这种副产物在水中的含量。
③ 长期使用二氧化氯的毒性及副作用现在知之甚少，人类长期食用的安全性仍在评估和探索之中。
④ 由于二氧化氯的氧化电位很高，其强氧化作用导致老管道锈蚀的铁锈层溶解，出现红水，影响感观。实例如平湖古横桥水厂采用二氧化氯消毒，目前在温度较高的夏季，出现红水，居民反应强烈。
⑤ 二氧化氯需现场生产制备，生产出的产品（ClO2）质量目前没有标准难以检验，安全与否无从界定。
三、广州地区次氯酸钠供货情况调查
由于次氯酸钠属于具有腐蚀性和挥发性的危险化学品，广东省外的生产厂家受运输成本高昂、次氯酸钠有效成分在长途运输过程中容易挥发及外地车辆危化品运输资质的限制，供货意愿低。
据调查，目前广州市周边地区具有《涉及饮用水卫生安全产品卫生许可批件》且生产规模较大的厂家目前有江门广悦电化有限公司和广州洪安漂水溶剂有限公司。两家公司供货情况见下表。
若采用次氯酸钠消毒，按最大投加量有效氯3mg/L计，一期工程60万m3/d，最高日次氯酸钠用量18吨（10%浓度），远期工程150万m3/d，最高日次氯酸钠用量45吨（10%浓度）。次氯酸钠厂家现有生产能力可以满足供货需求，但水厂总需求量较大，对稳定供应要求高，因此应提前与生产厂家进行协商确定供货形式。
四、推荐的消毒方式
实践证明，次氯酸钠消毒能取得同氯消毒相同的效果，而且次氯酸钠消毒能保证在消毒的前提下能够降低水中消毒副产物的产出量，取得更好的水质。同时次氯酸钠相对氯气挥发性低、腐蚀性小，并且次氯酸钠在运输、存储和使用手续方面相对简便，所以推荐使用次氯酸钠消毒。
论文作者:沈航
论文发表刊物:《低碳地产》2016年12期
论文发表时间:2016/10/21
标签：次氯酸钠论文; 二氧化氯论文; 酸根论文; 成本论文; 消毒剂论文; 水厂论文; 氯酸盐论文; 《低碳地产》2016年12期论文;