饮用水消毒液氯必将被二氧化氯所取代

[简介]二氧化氯是目前国际公认的一种高效，低毒，快速，广谱的第四代新型灭菌消毒剂。是联合国世界卫生组织确认的安全、高效、无毒新型强氧化杀菌消毒剂。二氧化氯迟早要全部替代传统的液氯，美国环境保护署和食品药物管理局批准，广泛应用于食品保鲜、加工，饮用水的消毒、杀菌、除臭等，然而目前在我国大量使用的氯气和含氯的漂白粉消毒剂，在杀菌的同时，又带来游离氯对各种有机物的氯化作用，产生氯酚、三氯甲烷、二恶英等致癌物，危害人类的健康。二氧化氯的优势引起人们的足够重视，新建水厂已开始直接选用二氧化氯发生器取代加氯机，一些存在氯消毒问题老水厂也在考虑用二氧化氯替代氯气进行改造，今后饮用水消毒液氯必将被二氧化氯所取代。
作为第四代消毒剂的二氧化氯，高效、安全、无污染，已被世界卫生组织列为A1级消毒剂，在此之前，消毒剂经历了第一代：甲醛，具有强烈刺激性气味，很快被淘汰；第二代：戊二醛，消毒效果好，但使用剂量大，价格高，应用受限；第三代：液氧，产生三卤甲烷等多种致癌副产品。
而正是因为二氧化氯克服了以上三代消毒剂的缺点，同时凭着自身独具的特点，日益成为国际市场上的主流产品。二氧化氯是目前国际公认的一种高效，低毒，快速，广谱的第四代新型灭菌消毒剂。是联合国世界卫生组织确认的安全、高效、无毒新型强氧化杀菌消毒剂。美国环境保护署和食品药物管理局批准，广泛应用于食品保鲜、加工、饮用水的消毒杀菌除臭等。二氧化氯在我国迟早要全部替代传统的液氯。
理由之一：clo2消毒不产生氯酚、三氯甲烷及二恶英等致癌物质。
在我国大量使用的氯气和含氯的漂白粉消毒剂，在杀菌的同时，又带来游离氯对各种有机物的氯化作用，而产生氯酚、三氯甲烷、二恶英等致癌物，严重危害人类的健康。二氧化氯杀菌消毒，它是高效强氧化剂，其有效氯含量为氯气2.63倍，就能对微生物细胞壁有较强的吸附和穿透能力，可有效地氧化微生物细胞内含巯基微生物的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物，浓度≤1.0PPmCLO2对高等动物细胞蛋白质变性基本无影响，在氧化过程中既不产生味道和刺激性也不产生氯酚、三氯甲烷及二恶英等致癌物质。
理由之二：氧化能力和杀菌能力远优液氯。
二氧化氯(ClO2)是一种水溶性的强氧化剂，在常温常压下是黄绿色的气体，但在更低的温度下则呈液态，其分子量为67.45，沸点11°C，熔点-59°C，气体ClO2密度为3.09(11°C)，液体ClO2的密度为1.64，0℃的饱和蒸汽压为500torr。二氧化氯在水中以二氧化氯单体存在，不聚合生成ClO2气体，在20°C和4kpa压力下，溶解度为2.9g/L在水中不与有机物结合，不生成三氯甲烷致癌物，因此被称为不致癌的消毒剂ClO2结构中有一个带有孤对电子的氯-氧双键结构，极不稳定，光反应会产生氧自由基，具有强的氧化性。下表列出了二氧化氯与其它氧化类消毒剂的氧化能力，亦即杀菌能力的比较(用有效氯表示)，氧化剂ClO2、H2O2、NaClO2、KMnO4、Cl2、NaClO氧化能力263%、209%、157%、111%、100%、93%，如果以氯气的氧化能力为100%的话，二氧化氯的理论氧化能力是氯气的2.6倍，次氯酸钠的2.8倍，双氧水的1.3倍。
理由之三：大大节省费用。
一是无需独立设置隔离加氯间，可选任何一个15-20m2房间做消毒间，可省去全部修建加氯间的土建费。二是设备费用大约可节省1/3(与加氯设备比较)，采用clo2消毒设备不需要漏氯报警系统(如吸收塔、漏氯报警仪等)。三是国内液氯的市场的平均价格每吨上涨1000元，由原来的2500元/吨上调到3500元/吨；而生产clo2的原料价格在不断下调，目前氯酸钠价格4000元/吨，亚氯酸钠14500元/吨，盐酸800元/吨；四是主要考虑用液氯的不安全性，从储存、运输、办证、审批各个环节相当困难，而相比之下原料不存在储存、运输、办证、审批的问题。
理由之四：复合型CLO2发生器对水体消毒在运行成本和液氯相当。
复合型CLO2发生器使用的原料：氯酸钠(NaCLO3晶体)市场价为4500元/吨；盐酸溶液(HCL31%)市场价为800元/吨，根据复合型二氧化氯发生器定额消耗量计算：
NaCLO3+2HCL=CLO2+1/2CL2+NaCL+H2O
分子量106.57367.535.5
转化率按85%计算，则生成1克CLO2和0.5克的氯需原料消耗量：
NaCLO3(晶体)：106.5÷67.5÷0.85=1.86克
HCL(31%)：73÷67.5÷0.31÷0.85=4.10克
生产1克CLO2和0.5克CL2需NaCLO3和31%的HCL成本费合计为：1.86×4200×10-6+4.10×800×10-6=0.0071+0.0033=0.013元(因二氧化氯和氯气的氧化能力不同，二氧化氯中的氯以正四价态存在，所以二氧化氯的有效氯含量为263%，因此，生产1克CLO2和0.5克CL2实际相当产生的有效氯为3.13克，花费原料费0.013元，1克有效氯=0.013元÷3.13=0.0032元。
结论：
1.液氯消毒制水成本较低，每吨水成本为0.0036—0.0048元。
2.若采用复合型二氧化氯发生器，按消毒1吨地下水投加有效氯量按1g计，需要运行成本费为0.01元÷3.13=0.0032元(考虑耗电的因素其运行成本在0.0032-0.0034元左右)。高纯型二氧化氯发生器运行成本约是复合型的4倍左右。复合型二氧化氯优势较大。
3.复合型二氧化氯产生一小部分氯气，恰好给检测和控制投加量带来了方便，对生产成本和市民的健康提供保证。国家对饮用水CLO2消毒新标准规定，消毒处理后的出厂水其余氯值要满足≥0.1PPm(mg/L)即可；也便于水体检测监测部门的检测。
理由之五：水体消毒投加CLO2及其副产物对人体无危害。
二氧化氯(ClO2)用于饮用水消毒处理时会产生的副产物，即亚氯酸根离子(ClO2-)和氯酸根离子(ClO3-)。
哈尔滨工业大学病理研究室采用霍恩氏法和蓄积系数法对二氧化氯ClO2、亚氯酸盐ClO2-和氯酸盐ClO3-水溶液以及ClO2混合水溶液对小鼠急性毒性和蓄积毒性进行了测试，并通过对大鼠90天喂养试验，研究了ClO2及其副产物ClO2-和ClO3-混合水溶液的亚慢性毒性，包括对大鼠体重增长、食物利用率、血液学指标、血清生化指标、肝(肾)/体重比值方差统计分析以及肝(肾)病理组织学显微检测。结果表明，276.5mg/L的ClO2水溶液，200mg/L的NaClO2和NaClO3水溶液以及总浓度为553mg/LClO2混合水溶液均为实际无毒水溶液；276.5mg/L的ClO2、200mg/L的NaClO2和NaClO3水溶液也是无明显蓄积性的水溶液；ClO2混合液对大鼠体重增长和食物利用率没有产生显著性影响(p>0.05)；对大鼠血液学指标，如白细胞计数(WBC)、血红蛋白(Hb)均未产生影响(p>0.05)；对谷-丙转氨酶(ALT)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)和球蛋白(GLO)的检测表明，其对照组和高剂量组雌雄相比无显著性差异(p>0.05)；各试验组和对照组的大鼠肝体比(%)和肾体比(%)经方差分析，各组之间均无明显差别(p>0.05)；病理组织学检查结果显示，各试验组和对照组其肝、肾组织均未见病变。
二氧化氯是目前国际公认的一种高效，低毒，快速，广谱的第四代新型灭菌消毒剂。是联合国世界卫生组织确认的安全、高效、无毒新型强氧化杀菌消毒剂。二氧化氯迟早要全部替代传统的液氯，美国环境保护署和食品药物管理局批准，广泛应用于食品保鲜、加工，饮用水的消毒、杀菌、除臭等，然而目前在我国大量使用的氯气和含氯的漂白粉消毒剂，在杀菌的同时，又带来游离氯对各种有机物的氯化作用，产生氯酚、三氯甲烷、二恶英等致癌物，危害人类的健康。二氧化氯杀菌消毒，它是高效强氧化剂，其有效氯含量为氯气2.63倍，就能对微生物细胞壁有较强的吸附和穿透能力，可有效地氧化微生物细胞内含巯基微生物的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物，浓度≤1.0PPmCLO2对高等动物细胞蛋白质变性基本无影响，在氧化过程中既不产生味道和刺激性也不产生氯酚、三氯甲烷及二恶英等致癌物质。目前，我国建设部、卫生部、化工局已制定出新的标准，将二氧化氯推广到各个行业及领域，逐步替代传统消毒剂氯气，二氧化氯的前景将越来越好。据悉，中国市政工程华北设计研究院目前正在修编《室外给水设计规范》工作，将CLO2作为饮用水消毒列入规范之中，国家建设部新出台了新的《城镇供水质量标准》中规定CLO2消毒标准：与水接触30分钟后出厂水二氧化氯余量≥0.1(mg/L)，管网末稍水≥0.02(mg/L)。作为饮用水消毒已有法可依了，就发生器设备标准今年有望出台，这些利好的消息，会使我国推广应用CLO2发生器的步伐大大加快。我国饮水处理厂在CLO2应用方面起步较晚、发展也较慢。从90年代以后，CLO2发生器才开始在一些中小型水厂中加以应用。今后为改善水厂氯消毒所带来的问题，尤其氯气泄漏事件的不断发生，许多城市的已停止或准备停止使用氯气消毒。二氧化氯发生器的优势引起人们的足够重视，一些新建水厂已开始直接选用二氧化氯发生器取代加氯机，另外一些存在氯消毒问题的老水厂也在考虑用二氧化氯替代氯气进行改造。