淺析二氧化氯發(fā)生器在農(nóng)村飲水工程中的應(yīng)用

【摘要】二氧化氯是一種高效消毒劑，文章分析論述了不同類型二氧化氯發(fā)生器的原理、構(gòu)造及成本、消毒效果、運行管理。給農(nóng)村飲水工程選用二氧化氯發(fā)生器提供參考。

【關(guān)鍵詞】農(nóng)村飲水、消毒、二氧化氯發(fā)生器

近年來，國家大力建設(shè)農(nóng)村飲水安全工程，農(nóng)村自來水普及大幅提升。為保障農(nóng)村水廠水質(zhì)達標率，銅仁市碧江區(qū)在農(nóng)村水廠探索著使用二氧化氯消毒設(shè)備。二氧化氯是一種氧化型消毒劑，PH影響小，投入少，殺滅速率快，滅菌效果明顯優(yōu)于液氯[1]，二氧氯技術(shù)用于飲用水消毒具有較高的性價比[2]，二氧化氯消毒比較適合農(nóng)村飲水工程[3]。由于二氧化氯不穩(wěn)定，不易儲存和運輸，一般采用現(xiàn)場制取。目前市面上有電解鹽法和化學(xué)法兩類二氧化氯發(fā)生器，通過對兩類二氧化氯發(fā)生器的使用情況進行對比分析，進一步探討如何合理選取消毒設(shè)備，供設(shè)計者參考。

1、設(shè)備使用原料及反應(yīng)原理

1.1電解法二氧化氯發(fā)生器

電解法是以氯化鈉為原料，通過電解飽和氯化鈉水溶液產(chǎn)生ClO2、O3、Cl2、H2O2等多種復(fù)合消毒劑。反應(yīng)式為：4NaCl+16H2O == 2ClO2+2O3+Cl2+H2O2+12H2+4NaOH。

1.2化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器

化學(xué)法是目前飲用水消毒飲中應(yīng)用最為普遍的方法[4]，目前國內(nèi)主要采用亞氯酸鈉法和氯酸納法兩種化學(xué)反應(yīng)方法[3]。

鹽酸-氯酸鈉法化學(xué)反應(yīng)方程式為：

2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O

鹽酸-亞氯酸鈉法化學(xué)反應(yīng)方程式為：

5NaClO2+4HCl=5NaCl+4ClO2+2H2O

2、設(shè)備成本及運行成本

統(tǒng)計銅仁市碧江區(qū)農(nóng)村飲水安全工程歷年采購的二氧化氯設(shè)備，以規(guī)模小于200m3/d農(nóng)村水廠為例，電解法二氧化氯發(fā)生器設(shè)備投入在2.5-4萬元之間，氯酸納法二氧化氯發(fā)生器設(shè)備投入0.5-1.5萬元之間。按1g/m3有效氯投加，不計人工費和設(shè)備折舊費，電解法設(shè)備凈水成本約0.8分/m3，氯酸納法設(shè)備凈水成本約0.6分/m3，亞氯酸納法設(shè)備凈水成本約0.012元/m3[5]。電解法設(shè)備較貴，原材料氯化鈉（食鹽）容易獲得，前期投入高后期運行管理方便；氯酸納法設(shè)備簡單，原材料容易采購，價格低，一次投入少；亞氯酸納法設(shè)備轉(zhuǎn)化率高，但價格也貴，原材料價格高，不易采購，在農(nóng)村水廠推廣困難。銅仁市碧江區(qū)主要采用的是電解法和氯酸納法消毒設(shè)備。

3、消毒效果

電解法比較常用的是隔膜電解法，電解產(chǎn)生含有ClO2、Cl2、O3、H2O2混合消毒溶液， 各種消毒劑協(xié)同作用；化學(xué)法反應(yīng)產(chǎn)生對ClO2消毒劑。ClO2是一種強氧化劑，也是國際公認的新一代廣譜殺菌劑，可殺滅水體中的細菌、寄生蟲、藻類、游蟲，還能氧化水中的鐵、錳、氰化物、硫化物、亞硝酸鹽等有機物。ClO2還具有不生成有機鹵代物、受PH影響小、氧化能力強、持續(xù)殺菌效果好、消毒凈水成本低的優(yōu)勢[6]。兩類設(shè)備都能生成含ClO2的消毒劑，均可在農(nóng)村飲水安全工程中推廣應(yīng)用，應(yīng)選擇品質(zhì)好質(zhì)量高的設(shè)備。

4、運行管理

電解法設(shè)備原材料為氯化鈉（食鹽），采購方便，價格便宜，易于存儲。市面上大部分電解法設(shè)備均配有液晶顯示和智能系統(tǒng)，藥劑添加可精密設(shè)置到0.01g，可接入水廠自能化系統(tǒng)，自動化程度高，操作方便。但設(shè)備需要用電，部分農(nóng)村飲水工程清水池偏遠，通電困難，對散居的農(nóng)村水廠局限性較大。

化學(xué)法設(shè)備原料為氯酸鈉（或亞氯酸納）、鹽酸，原材料采購審批嚴格，運輸、儲存要求高。鹽酸具有腐蝕性，管理員需要一定的化學(xué)知識，運行管理要求較嚴格?；瘜W(xué)法設(shè)備不需用電，在農(nóng)村水廠可廣泛使用，局限性小。

5、結(jié)語

二氧化氯是理想的消毒劑，可在農(nóng)村水廠大力推廣。對于通電條件較差的集中式供水工程可使用化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器；對于條件較好、規(guī)模較大的集中式供水工程推薦使用電解法二氧化氯發(fā)生器。對有智能化系統(tǒng)建設(shè)要求的水廠，推薦使用帶數(shù)據(jù)接口的電解法二氧化氯發(fā)生器，可接入水廠智能管理系統(tǒng)。對有條件的水廠，應(yīng)設(shè)立水質(zhì)化驗室，加強對水質(zhì)消毒劑余量的監(jiān)測。

目前我國在二氧化氯發(fā)生器設(shè)計制造方面還有很大的提升空間，可在安全性和二氧化氯轉(zhuǎn)化率等方向加強研究，同時應(yīng)加強二氧化氯消毒副產(chǎn)物亞氯酸鹽及氯酸鹽與人體作用的研究。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，更科學(xué)高效的二氧化氯消毒技術(shù)將在農(nóng)村水廠廣泛應(yīng)用。

政府主管部門在加大農(nóng)村水廠投入的同時，還應(yīng)加強監(jiān)督指導(dǎo)，加大水質(zhì)監(jiān)測力度，以保障農(nóng)村居民用上安全健康的飲用水。

參考文獻：

[1]黃君禮，王麗，任南琪，馬放，鞠林.二氧化氯對水中細菌的滅菌效果.中國給排水.1996（3）：13-16.

[2]岳銀鈴，鄂學(xué)禮，凌波，張嵐.二氧化氯消毒技術(shù)在農(nóng)村飲用水消毒中的應(yīng)用探討.中國衛(wèi)生檢驗雜志.2010（4）：773-774.

[3]沈濤，潘強.二氧化氯消毒方法在農(nóng)村飲水工程中的應(yīng)用.江淮水利科技.2009（5）：33-34.

[4]Holm strom UK，SandgrenL，NorellM，etal.Process for production of chlorine dioxide.US4，678，654，1987.

[5]查日東.二氧化氯發(fā)生器在山區(qū)飲水安全工程中的應(yīng)用.江淮水利科技.2012（3）：35、48.

[6]黃君禮，吳明松.飲用水二氧化氯消毒技術(shù)現(xiàn)狀.凈水技術(shù).2010，29（4）：16-18.