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饮用水化学消毒技术——氯 Date:2011-04-02 00:04:00  Author:  Hits:3128

饮用水化学消毒技术——氯

氯作为传统的饮用水消毒剂,最早是以次氯酸钠的形式使用的。1913年,美国Philadelphia 州在世界上首次成功使用液氯进行饮用水消毒,之后液氯逐渐推广应用,并发展成最普遍的氯消毒形式。现在通常所说的氯指的是氯气,此外也包括次氯酸钠、次氯酸钙、漂白粉等。氯气易溶于水,在水处理应用时,将高压液氯在常压气化后以氯气的形式通入水中。

一般认为,氯气消毒中发挥主要作用的为次氯酸,这主要是由于次氯酸为很小的中性分子,易于扩散到带负电的细菌表面,并通过细菌的细胞壁穿透到细菌的内部,当次氯酸分子到达细菌内部时,能发挥氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。次氯酸根也具有杀菌能力,但是它带负电荷,与表面带负电荷的细菌相斥,很难与细菌接触,其消毒能力受到抑制。由于pH对HOCI电离平衡关系以及HOCI与OCIˉ不同形态比例关系有重要影响,因此也将对消毒效果产生显著影响。在不同pH条件下,反应30min灭活99%的大肠杆菌,计算HOCI和OCIˉ的消毒效果,发现OCIˉ的杀菌能力仅为HOCI的1/80。生产实践也发现,pH越低氯消毒作用越强,证实中性HOCI分子是消毒的主要成分。

氯消毒存在的问题, 氯消毒在饮用水处理中的应用已有近百年历史。由于氯消毒具有消毒效果好、价格低廉、操作简单、无需庞大设备等优势,因此目前依旧是广泛使用的消毒剂。但是,氯消毒工艺本身也存在不少问题。

首先,氯气本身有毒,高压液氯泄漏或爆炸将产生严重后果,因此使用时必须严格规范操作,防止泄漏与爆炸。近年来,随着对城市公共安全的重视,而高压液氯往往具有较大的安全隐患,国内外有的城市逐渐取消了高压液氯而代之以液态的次氯酸钠作为消毒剂进行投加。

其次,氯消毒将可能产生大量THMs、HAAs等卤代消毒副产物,从而影响饮用水水质化学安全性。对美国80个主要城市的自来水进行全面调查,结果表明,以地表水为水源、并经氯化消毒的水厂处理水中普遍存在着较高浓度的三氯甲烷(CHCI3)等消毒副产物。研究证明,腐殖酸、富里酸等,以及溴离子都是重要的DBPs前驱物,对氯化过程DBPs的生成有重要的影响。

此外,氯消毒本身在灭活微生物方面具有一定的局限性。研究发现,相对于氯胺,氯灭活控制管壁微生物膜生长的效能要差得多;此外,氯消毒对灭活贾第虫、隐孢子虫等抗氯性较强的微生物往往无能为力。

鉴于氯消毒工艺存在的上述问题,尤其是饮用水标准中对卤化DBPs的规定日趋严格,因此各种替代消毒方法及其组合消毒工艺在饮用水处理中逐渐得到应用。

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