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            二氧化氯消毒生活飲用水的認識

            來源:http://www.madelainejordan.com/ 作者:余氯檢測儀 時間:2019-07-24

              【摘 要】隨著經濟的快速發展,大環境污染的加劇,飲用水問題變得越來越嚴重,人們逐步提高安全飲用水的科學意識,本文淺談飲用水消毒法,說明其消毒方式二氧化氯對水源污染物質的去除效果,分析二氧化氯消毒劑的消毒原理及消毒過程中的優缺點。

              【關鍵詞】飲用水;二氧化氯;消毒原理;優缺點

              1.二氧化氯的性質

              二氧化氯是一種黃綠色到橙紅色的氣體,分子量67.45,具有與氯氣相似的刺激氣體,760mmHg時沸點11℃,溶點-59℃,比重為3.09g/L。二氧化氯在自然界中幾乎以游離單體的形式存在,基本不與水發生化學反應(水解歧化),也不以二聚或多聚狀態存在,這令它在水中的擴散速度比較快,滲透力也強,特別是在低濃度時更突出;二氧化氯的氧化能力強,是氯的2.6倍。

              2.二氧化氯的消毒機理

              二氧化氯的殺菌作用不受水體pH值影響,可在廣泛的pH值范圍(3.0~9.0)內殺死水中的細菌和病毒。二氧化氯在管網中能夠保持穩定的余量,控制細菌、病毒、藻類等微生物的再度繁殖; 關于二氧化氯的消毒機理,目前有很多解釋。有研究認為,ClO2對微生物細胞壁有較好的吸附和穿透作用,二氧化氯在與微生物接觸時先附著在細胞壁上,然后穿過細胞壁與微生物的酶反應而使細菌死亡。一般認為它與微生物蛋白質中的部分氨基酸發生氧化還原反應,使氨基酸分解破壞,導致由氨基酸組成的肽鏈分開,致使微生物酶及其他蛋白質變性,或破壞蛋白質的合成,最終導致其死亡。由于細菌、病毒、真菌都是單細胞的低級微生物,其酶系分布于細胞膜表面,易于受到ClO2攻擊而失活。而人和動物細胞中,酶系位于細胞質之中,受到外部系統的保護,ClO2難以和酶直接接觸,故其對人和動物的危害較小。

              3.二氧化氯的消毒特性

              二氧化氯除對一般的細菌有殺滅作用外,對大腸桿菌等異養菌、鐵細菌、硫酸鹽還原菌等自養菌、脊髓灰質炎病毒、肝炎病毒、賈第蟲孢囊等也有很好的殺滅作用,其消毒效果基本不受pH值的影響。

              除高效殺滅微生物之外,人們更看中二氧化氯消毒的另一顯著優點,即它的高選擇性。二氧化氯幾乎不與水中的有機物作用而生成有害的鹵代有機物,有機副產物主要包括低分子量的乙醛和羧酸(含量大大低于臭氧氧化產量);對還原性陰、陽離子的作用,以從其有毒害狀態向無毒害狀態轉化為主(H2S、SO32-、CN-、Mn2+)。此外,二氧化氯消毒的成本低于臭氧。這些優點使得二氧化氯成為最值得考慮的消毒劑之一,尤其是對于采用微污染水源的自來水廠。對于二氧化氯消毒時產生的無機副產物,主要是ClO2-,其次是ClO3-和Cl-,其中ClO2-和 ClO3-的毒理安全性仍有爭議。

              4.二氧化氯的消毒效果

              自1944年二氧化氯作為飲用水消毒劑以來,大量研究結果和生產實踐充分證實了二氧化氯對微生物滅活效果的高效性。以往的多數結果均以二氧化氯與液氯作對比,近年來也有較多的研究結果以二氧化氯與其他的消毒劑(如臭氧)作對比,一般通常采用相同滅活率下所需的CT值作為評價不同消毒劑的消毒性能,或以相同CT值下的滅活率來評價消毒劑的消毒效果。

              4.1對細菌的滅活效果

              大量滅菌數據表明,二氧化氯對細菌的滅活效果與液氯相當或優于液氯,二氧化氯對于芽孢等細菌的滅活效果尤為看好。據報道,在pH=7.0的水中,以0.1mg/L二氧化氯作用5min,可殺滅一般腸道細菌,如傷寒桿菌、副傷寒桿菌、痢疾桿菌和大腸桿菌等。由于二氧化氯對細胞壁有較強的吸附和穿透能力,所以即使在有懸浮物存在的情況下,二氧化氯也能有效滅活細菌。Trakhtman的研究結果表明,盡管待消毒水中通常都存在有一定的懸浮物,但在1-5mg/L的投加量范圍內,二氧化氯也能有效滅活埃希氏大腸桿菌和炭疽桿菌。

              4.2對原生動物的滅活效果

              二氧化氯對原生動物有較強的滅活能力,但具體的滅活效果取決于原生動物的類型和消毒條件,下面以危害較大的兩蟲作為重點加以闡述。

              對于相對較容易滅火的賈第蟲,二氧化氯對它的滅活性能優于液氯。根據Hofmann等人的研究結果,在水溫1-25℃、pH=6-9的水質條件和接觸時間60min的消毒條件下,1.5-2.0mg/L的二氧化氯即可對賈第蟲達到3log滅活。

              隱孢子蟲對二氧化氯的耐受性一般比賈第蟲強8-16倍。盡管隱孢子蟲難于滅活,但在一定的消毒條件值下,二氧化氯仍能對其進行有效滅活。有研究結果顯示,采用0.22mg/L的二氧化氯進行消毒30min,即可明顯降低隱孢子蟲的活性。進一步的研究表明,滅活隱孢子蟲所需的二氧化氯的CT值變化較大,它主要取決于水樣中隱孢子蟲的濃度和相關的水質條件(如水溫、pH值)。

              4.3對病毒的滅活效果

              早在1946年就有二氧化硫滅活脊髓灰質病毒的報道,如今各種研究結果反復證實二氧化氯是一種有效的病毒滅火劑。據報道,二氧化氯對f2病毒(反應消毒效果的指標病毒)的滅活作用強于氯和溴合劑,以5.0mg/L二氧化氯作用30s或以7.5mg/L作用20s,可對f2病毒達到4log-5log以上的滅活。用0.15mg/L二氧化氯作用10min或2.0mg/L作用1min,均可將f2病毒完全殺滅。濃度2000mg/L二氧化氯作用15min,1000mg/L作用20min或500mg/L作用30min可將肝炎HbsAg抗原完全破壞。

              5.二氧化氯的消毒條件

              穩定性二氧化氯消毒劑中的二氧化氯以亞氯酸鹽的形式存在,經用活化劑活化后,才能放出具有殺菌作用的二氧化氯。殺菌能力與純二氧化氯消毒劑溶液相似。二氧化氯消毒劑釋放的速度與酸堿度有一定關系,酸性條件下迅速釋放,pH值>5.0時二氧化氯消毒劑釋放速度減慢,活化不完全,殺菌作用較弱。

              二氧化氯消毒劑隨濃度的增加,殺菌作用加強,用500ppm二氧化氯消毒劑溶液殺滅白色念珠菌,作用1min,殺滅率達100%;而用250ppm時,作用10min,才能達到99.99%。

              隨溫度的升高,殺菌作用加強。用0.8mg/L二氧化氯消毒劑殺滅99%的脊髓灰質炎病毒,當溫度為5℃時,需要6.8min,當溫度為15℃時,需要1.7min ,當溫度為25℃時,需要1.5min。

              有機物對二氧化氯消毒劑滅菌效果有明顯影響,在試驗用的菌液內加入2%酵母,再用二氧化氯消毒劑進行滅菌試驗,結果,100min只能殺滅大腸桿菌的99.99%,而不加酵母者,僅作用5min即可將其全部殺滅。

              6.二氧化氯的消毒的優缺點

              (1)殺菌能力強,消毒快而耐久。

              (2)有效控制色度和嗅味,能高效的滅菌和控制原生物、藻類、真菌和生物膜。

              (3)應用PH范圍大,殺菌性能基本保持不變。

              (4)適用的水質范圍廣,二氧化氯不與氨反應。

              (5)氧化有機能力強,有效去除水中的酚類,亞硝酸等有害物質。

              (6)消毒副產物少。

              (7)成本相對比較高。

              二氧化氯作為一個強氧化劑,它還具有除藻、防腐、抗霉、保鮮、除臭、氯化及漂白等多方面的功能,用途十分廣泛,是國際上公認的氯系消毒劑最理想的更新換代產品。 [科]

              【參考文獻】

              [1]張金松(主編).飲用水二氧化氯凈化技術.化學工業出版社.環境科學與工程出版中心,2003.

              [2]王志明等(編譯).二氧化氯及亞氯酸鹽毒理學概論.上海:香港大原出版社,2003.

              [3]衛生部.《生活飲用水水質衛生規范》,2001.

              [4]馮華軍,沈東升.低濃度生活污水厭氧處理技術的認識誤區[J].中國沼氣,2005,23(4):10-13.

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