我国饮用水二氧化氯净化的主要问题与技术对策分析

CITYANDTOWNWATERSUPPLY·水处理技术与设备·城镇供水NO.5201433引言消毒是饮用水净化最基本的处理工艺，是保证用户安全用水的必要环节。随着人类对氯消毒副产物认知程度的提高，以及管理部门对液氯使用上的严格管理，多种氯的替代消毒剂得到不同程度的应用。其中，二氧化氯因其优越的消毒性能和较少的消毒副产物引起国内外的普遍关注。二氧化氯的杀菌能力及对病毒的灭活效果明显优于氯，光谱高效、剩余量稳定。作为氧化剂，二氧化氯不与氨、溴化物发生反应，但对水中的铁、锰等还原性物质有良好的去除作用，因此，水厂也多采用二氧化氯进行预氧化。目前，二氧化氯的应用主要集中在中小水厂，由于缺乏严格的监管和充分的技术支撑，二氧化氯在饮用水净化中产生了很多问题，并以亚氯酸盐（ClO2－）、氯酸盐（ClO3－）无机副产物的问题最为严重[1，2]。因而，提高二氧化氯净化饮用水的技术水平，保障二氧化氯净化饮用水的水质达标，是目前水行业面临的一项重要任务。1．二氧化氯用于饮用水净化的主要问题分析据二氧化氯发生器生产厂家的反馈，目前饮用水行业在用的二氧化氯发生器已超过两万台，主要分布在制水能力小于5万吨的小水厂。由于采用二氧化氯与氯混合消毒剂发生器的经济成本低于高纯二氧化氯发生器，国内发生器主要以二氧化氯与氯混合消毒剂发生器为主。现阶段，采用二氧化氯净化饮用水主要存在以下几个问题。1.1副产物超标问题突出亚氯酸盐和氯酸盐超标是二氧化氯净化饮用水产生的最主要问题。卫生部在2011年对全国376家采我国饮用水二氧化氯净化的主要问题与技术对策分析尤作亮王春陈均贤（深圳市水务<集团>有限公司，广东深圳518031）摘要：根据大量调查结果，分析了我国二氧化氯在饮用水净化中存在的主要问题，针对这些问题，提出了二氧化氯应用的三项基本技术原则：原水适应、设备材料保障和投加控制。并针对二氧化氯净化饮用水副产物的问题，提出了提高二氧化氯利用率、科学选择与正确维护发生器、改进投加控制、增加联合氧化剂以及去除亚氯酸盐技术等5项技术策略。关键词：饮用水二氧化氯消毒副产物技术策略用二氧化氯消毒的水厂的调查数据显示，亚氯酸盐和氯酸盐的超标率约为7.9%；北方某地对使用二氧化氯消毒水厂的调查也发现二氧化氯副产物超标率达到了20%；而我国南方某地对25家使用二氧化氯消毒的中小水厂调查结果显示，其副产物超标率达到了76%。此外，还有相当多的水厂存在二氧化氯浓度不达标的问题。水中亚氯酸盐的形成一方面主要是投加到水体的二氧化氯与水中的物质发生氧化还原反应；另一方面，是由于二氧化氯在光照、高温或其他条件下发生自身分解，以及在碱性环境下发生歧化反应。一般来说，投加到水体中的二氧化氯有50～70%转化成亚氯酸盐，仅有10%左右的二氧化氯转化成氯酸盐（图1）。因此，正常情况下氯酸盐的超标往往不是因为二氧化氯氧化还原产生，而是因为投加二氧化氯与氯混合消毒液的过程中，原料反应不完全，作为反应原料的氯酸盐与二氧化氯一起被投加到水体中。对于不采用氯酸盐作为原料的二氧化氯发生方法，以及采用氯酸盐为原料但消毒剂的投加方式为气体投加，一般不会造成氯酸盐的超标。图1二氧化氯投加反应量与副产物生成量的关系CITYANDTOWNWATERSUPPLY·水处理技术与设备·34城镇供水NO.520141.2水厂技术管理落后由于采用二氧化氯预氧化和消毒的多为中小水厂，技术力量不足，专业技术人员缺乏，无严格的二氧化氯发生原料检测，二氧化氯发生器主要按照销售厂家设定的参数运行。同时，二氧化氯投加量一般只是根据水量变化进行调节，未考虑原水水质及其他条件的变化对二氧化氯的影响。从而直接导致了二氧化氯利用效率不高、消毒效果不佳、副产物不可控制等问题，严重影响了二氧化氯的净化效果。二氧化氯监测方面，一般水厂只能做到采用便携仪器监测水中的二氧化氯浓度。使用二氧化氯与氯混合消毒剂发生器的水厂常出现二氧化氯检测仪与余氯检测仪混用，不能真正反映水中消毒剂的作用效果。对于二氧化氯副产物亚氯酸盐和氯酸盐，则基本上没有水厂进行厂级检测，缺乏现场控制。1.3发生器市场混乱，发生器质量堪忧据调查，全国二氧化氯发生器生产厂家约有200余家，但规模大、技术力量雄厚、拥有自主知识产权的仅有少量几家，多数均以仿造为主，并且相当多的厂家采取低价市场竞争策略，粗制滥造，产品质量难以达标。另一方面，使用二氧化氯发生器的水厂又缺乏相关的发生器选择知识，导致大量不合格的发生器仍在使用，甚至个别水厂出现污水处理用二氧化氯发生器。1.4二氧化氯投加方式不当，投加量缺乏控制二氧化氯副产物的前体物就是二氧化氯本身，二氧化氯消耗量的多少直接决定了副产物的含量。二氧化氯在阳光下易分解（图2），某些水厂使用二氧化氯预氧化时，直接采用混合池或絮凝反应池表面投加的方式，导致相当一部分二氧