二氧化氯在饮用水消毒上的应用前景分析

二氧化氯在饮用水消毒上的应用前景分析二氧化氯在饮用水消毒上的应用前景分析饮用水是否卫生和安全直接关系到人类的生命与健康，目前虽然有不少人开始喝纯净水、矿泉水，但中国人绝大多数喝的仍是天然水体经常规处理工艺处理后的自来水。由于天然水体受到的各种污染日趋严重，自来水仍采用液氯进行消毒，将造成水中存在不安全隐患。目前，我国自来水厂大部分采用液氯进行水的消毒，液氯在消毒过程中与水中存在的腐殖质及其他有机物作用会产生氯仿等有机卤代物。美国环保局曾指出，在用液氯消毒的饮用水中，有机卤代烃类化合物普遍存在，其中氯仿、溴仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷等有机卤代物含量最多。科学家经过大量动物实验研究证明，氯仿为致癌物，一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷具有使肝、肾中毒的作用，它们对人体的危害已被世界公认。美国、加拿大、日本等国家的学者经调查研究发现，在有机卤代烃含量高的区域，胃癌、肝癌和膀胱癌的发病死亡率明显增高。我国台湾成功大学杨倍昌教授研究了台湾地区14个乡镇用液氯进行饮用水消毒与癌症危险性关系，并与13个未用液氯消毒的乡镇进行对比，结果发现在1981～1991年间，用液氯消毒的乡镇其结肠癌、膀胱癌、肺癌及肾癌的死亡率明显高于未加液氯的乡镇。我国曾规定饮用水中氯仿的含量不得超过60微克/升，美国则更为严格，规定氯仿、一溴二氯甲烷和二溴一氯甲烷的总含量不得超过80微克/升。但是，采用液氯进行饮用水的消毒，氯仿含量超标现象时有发生。前不久，非典疫情暴发，有的电视台还专门报道不少水厂都在加大消毒剂的投放量，以确保’安全，但却增加了以上致癌物质产生的几率。由于液氯消毒饮用水存在不安全隐患，世界卫生组织和世界粮农组织已向全世界推荐A1级广谱、安全和高效的消毒剂——二氧化氯。目前，欧洲各国、美国和加拿大等的大多数水厂都已使用该消毒剂。美国环保局将二氧化氯作为替代液氯的首选消毒剂，并对二氧化氯用于饮用水消毒做了具体规定。意大利不仅采用二氧化氯处理饮用水，而且还将其用于钢厂、电厂、纸浆厂和石油化工厂等用水和冷却水系统中控制生物污染的药剂。我国目前也有几十家水厂采用二氧化氯消毒。二氧化氯之所以被广泛接受，主要原因有四点：二氧化氯在失活病毒及其他微生物方面比液氯更有效，即杀菌效果明显好于液氯；二氧化氯在水中不形成氯仿等对人体健康有害的有机卤代物；二氧化氯杀菌特性几乎不受pH影响；二氧化氯可用于控制藻类、腐败植物和酚类化合物产生的嗅和味等。据有关资料介绍，目前我国已拥有用高纯二氧化氯替代液氯进行饮用水消毒的成熟技术。这其中包括生产稳定性二氧化氯及其活化技术，生产二氧化氯发生器设备的技术。并有准确分析水中二氧化氯、氯气、亚氯酸根和氯酸根的方法，为我国推广二氧化氯消毒饮用水提供了技术保障。从成本上分析，采用现场制备二氧化氯的方式进行饮用水消毒的成本较液氯仅高出0．0035元/吨水左右，采用稳定性二氧化氯的综合成本稍高，约为0.1～0.2元/吨水。1.二氧化氯简介二氧化氯简介二氧化氯为黄绿色气体，带有一种与氯气或臭氧类似的特征气味，分子式为ClO2，分子量为67.45。二氧化氯以自由基单体存在，氯－氧键表现出明显的双键特征，键角为117.5°，键长为1.47A。比重为3.09克/升(11℃)，熔点-59.50C，沸点9.9℃(压力为731mmHg时的沸点)。在20℃和30mmHg压力下，二氧化氯在水中的溶解度为2.9克/升。在水中能被光分解，与氨不起反应。二氧化氯对人体有刺激，当大气中二氧化氯含量为14mg/L时，就可使人觉察；45mg/L时，明显地刺激呼吸道；另外，当二氧化氯在空气中的体积浓度超过10%时会有爆炸性，但在水溶液中则无危险性，因此在使用二氧化氯时要非常小心。二氧化氯的挥发性较大，稍一曝气即从溶液中逸出。温度升高、曝光或与有机质相接触，也会发生爆炸。因此，在实际应用中，二氧化氯须避光保存，一般情况下，得现场制备，现场使用。2.二氧化氯的产生二氧化氯的产生二氧化氯可以通过以下多种方法产生：1)硫酸法制造二氧化氯2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+Na2SO4+H2SO42)二氧化硫法制造二氧化氯2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO43)甲醇法制造二氧化氯2NaClO3+CH3OH+H2SO4=2ClO2+HClO+Na2SO4+2H2O4)硫酸－氯化钠法制造二氧化氯2NaClO3+2NaCl+H2SO4=2ClO2+Cl2+Na2SO4+2H2O5)盐酸法制造二氧化氯NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O6)亚氯酸钠－硫酸反应10NaClO2+H2SO4=8ClO2+5Na2SO4+2HCl+4H2O7)亚氯酸钠－盐酸反应5NaClO2+4HCl=4ClO2+5NaCl+2H2O8)亚氯酸钠－次氯酸钠－酸反应2NaC