摘  要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展導(dǎo)致原水受到污染，原水中藻類增多，其處理效果直接影響出廠水水質(zhì)。本文系統(tǒng)介紹了二氧化lv應(yīng)用于微污染水源水預(yù)處理的原理與優(yōu)勢(shì)，并總結(jié)出當(dāng)前主流二氧化lv發(fā)生器的技術(shù)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：微污染水源   預(yù)氧化   二氧化lv   殺菌滅藻

1. 前言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口迅猛增長(zhǎng)，大量污染物質(zhì)進(jìn)入天然水體，直接或間接地污染了水源。由于原水中氮、磷、有機(jī)碳等物質(zhì)含量增加，使水中的色度、嗅味和藻類數(shù)量較大。對(duì)于有機(jī)微污染物質(zhì)，常規(guī)的傳統(tǒng)凈化工藝不能有效地將它們?nèi)コ?，增加了水處理工藝的難度。若不采取有效的措施，在清水池中藻類及藻尸增多，消毒后出現(xiàn)強(qiáng)烈的刺激性氣味，嚴(yán)重影響了水質(zhì)指標(biāo)，對(duì)人們的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

目前對(duì)微污染水源水凈化的工藝主要是在處理前增加預(yù)處理?；瘜W(xué)預(yù)氧化技術(shù)因易于實(shí)施、收效明顯而正逐漸引起人們的關(guān)注。而二氧化lv作為一種強(qiáng)氧化劑，在預(yù)氧化方面的應(yīng)用也正日益受到人們的青睞。

1. 二氧化lv的殺菌滅藻機(jī)理

二氧化lv在常溫常壓下是一種黃綠色氣體，易溶于水，溶解度為2900mg/L，被世界衛(wèi)生組織確認(rèn)為一種安全、高效、廣譜的殺菌消毒劑。其中有效lv的含量是lv的2.63倍，殺菌效果是lv的2.5倍。

二氧化lv在水中以中性分子形式存在，對(duì)微生物細(xì)胞壁有良好的吸附和穿透性能，其殺菌消毒作用主要是通過(guò)滲入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，將核酸（RNA或DNA）氧化，從而阻止細(xì)胞的合成代謝，并使細(xì)胞死亡。因此它比一般的氧化劑（如液lv）更易進(jìn)入藻細(xì)胞，有研究表明采用1mg/L的二氧化lv進(jìn)行預(yù)氧化時(shí)的除藻率可達(dá)75%以上。二氧化lv除對(duì)一些細(xì)菌有殺菌作用外，對(duì)芽孢、病毒、藻類、鐵細(xì)菌、硫化菌、硝化菌、真菌等均有很好的殺滅作用。

二氧化lv對(duì)藻類的控制機(jī)理為：二氧化lv對(duì)苯環(huán)有一定的親和性，能使苯環(huán)發(fā)生變化而無(wú)嗅無(wú)味，而葉綠素中的吡咯環(huán)與苯環(huán)非常類似，二氧化lv也同樣能作用于吡咯環(huán)。這樣，二氧化lv氧化葉綠素，植物新陳代謝終止，使得蛋白質(zhì)的合成中斷，導(dǎo)致藻類死亡。

二氧化lv還對(duì)水中鐵（Fe²⁺）、錳（Mn²⁺）、酚等有明顯的去除效果。其良好的殺菌滅藻特性，使其在生活飲用水領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。

1. 二氧化lv在微污染水源水預(yù)氧化處理中的應(yīng)用

通常微污染水源水質(zhì)特征表現(xiàn)為氨氮、亞鹽、BOD₅、耗氧量等項(xiàng)超標(biāo)；藻類繁殖嚴(yán)重；水體中存在病原微生物；存在溶解性有機(jī)污染物，Ames試驗(yàn)為陽(yáng)性；有些還會(huì)引起色、嗅、味的產(chǎn)生。藻類是lv化消毒副產(chǎn)物的重要前驅(qū)物質(zhì)，多數(shù)藻類及其代謝產(chǎn)物均能使水體產(chǎn)生異臭，并且常規(guī)凈水工藝很難去除藻類產(chǎn)生的臭味，嚴(yán)重影響出廠水水質(zhì)。

地表飲用水源中比較常見(jiàn)的是藍(lán)藻、綠藻、硅藻。目前去除藻類的技術(shù)和方法很多，主要有生物法、化學(xué)法和人工法。比較常用的是化學(xué)法，即利用強(qiáng)氧化劑（CuSO₄、Cl₂、ClO₂等）去除藻類。

目前我國(guó)大部分水廠仍采用lv氣消毒。對(duì)于微污染水源水，lv氣被用作滅藻的預(yù)氧化劑。預(yù)加lv目的在于殺滅部分藻類和細(xì)菌、氧化部分有機(jī)物，降低藻類和有機(jī)物對(duì)后續(xù)混凝沉淀的干擾，并防止藻類在沉淀池和濾池中滋生，以保證構(gòu)筑物的衛(wèi)生環(huán)境和運(yùn)行。在使用lv氣消毒的過(guò)程中，正常投lv后水中有機(jī)物種類與濃度均有較大幅度的增加。這主要是lv在水中殺菌消毒的同時(shí)，又與水中有機(jī)物（腐殖酸、富里酸等）反應(yīng)，生成各種有機(jī)鹵代烷和lv化有機(jī)物。研究表明，預(yù)lv化是產(chǎn)生lv化消毒副產(chǎn)物的重要原因。由于預(yù)lv化過(guò)程中lv氣只能殺死藻類，而不能象沉淀池或?yàn)V池那樣將其從水中去除，因而增加了水中的有機(jī)物含量。lv氣與水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)是以親電取代反應(yīng)為主，水中的有機(jī)物濃度越高，三lv甲烷的生成量就越大。因此，要控制飲用水加lv過(guò)程中消毒副產(chǎn)物的生成，必須減少lv的沉淀前投加工藝，嚴(yán)格控制預(yù)lv化過(guò)程的投lv量。zui根本的解決途徑是選用一種高效、經(jīng)濟(jì)的替代消毒劑。

二氧化lv作為新一代*的消毒劑，其滅藻效果比lv氣高2～10倍，同時(shí)還可以去除出廠水因藻類引起的色度和異味。二氧化lv對(duì)有機(jī)物的氧化降解，與lv所不同的zui大特點(diǎn)是不會(huì)生成有機(jī)lv代物。以二氧化lv與*反應(yīng)為例：氧化反應(yīng)的zui終產(chǎn)物為有機(jī)酸、水和二氧化碳，通過(guò)反應(yīng)，二氧化lv則被還原成lv離子。由此可見(jiàn)，二氧化lv對(duì)水中的有機(jī)物既有良好的去除效果，同時(shí)又不會(huì)產(chǎn)生顯著量的有機(jī)副產(chǎn)物。

二氧化lv已成為lv系消毒劑的替代品。隨著國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、政策的出臺(tái)，也*地促進(jìn)了二氧化lv在飲用水行業(yè)的普及。*即將頒布的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006）中，對(duì)二氧化lv消毒飲用水也作出了明確規(guī)定：二氧化lv與水接觸至少30min后出廠水中余量≥0.1mg/L，管網(wǎng)末梢水中余量≥0.02mg/L。

二氧化lv用于生活飲用水消毒的工藝流程如下：

加ClO₂除藻                     加ClO₂消毒

↓                             ↓

原水→ 配水井→ 反應(yīng)池→ 沉淀池→ 濾池→ 清水池→ 管網(wǎng)

1. 二氧化lv消毒劑的制備

由于二氧化lv是一種極不穩(wěn)定的氣體，可以分解成lv氣和氧氣，并放出熱，當(dāng)其分壓達(dá)到300mmHg時(shí)分解速度極快。因此實(shí)際應(yīng)用中多采取現(xiàn)場(chǎng)制備現(xiàn)場(chǎng)使用的方法。根據(jù)二氧化lv制取所用的原料和工藝特點(diǎn)，大致可分為：lv酸鹽還原法、亞lv酸鹽氧化法和電解法。其中在我國(guó)應(yīng)用zui廣泛的是lv酸鹽還原法：

化學(xué)反應(yīng)式：2NaClO₃＋4HCl ==== 2ClO₂＋Cl₂＋2NaCl＋2H₂O

二氧化lv發(fā)生技術(shù)在中國(guó)已有十余年的歷史，然而多年來(lái)，大部分二氧化lv發(fā)生器仍采用手動(dòng)控制。隨著水廠的自動(dòng)化技術(shù)、控制設(shè)備和機(jī)電儀表設(shè)備的發(fā)展，要求對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控和優(yōu)化運(yùn)行，包括水處理的各個(gè)環(huán)節(jié)：過(guò)濾、投加、送水、水質(zhì)檢測(cè)等均要求自動(dòng)控制。而消毒工序作為水處理工藝的重要環(huán)節(jié)，二氧化lv發(fā)生器在供水行業(yè)的應(yīng)用，提高其自動(dòng)化程度將勢(shì)在必行。

近幾年來(lái)，二氧化lv發(fā)生器制作和應(yīng)用技術(shù)經(jīng)歷了突飛猛進(jìn)的發(fā)展階段，在原料轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)氣量方面都有很大的提高，為用戶節(jié)約了大量運(yùn)行成本。深圳紅荷公司作為二氧化lv行業(yè)發(fā)展的，十年來(lái)堅(jiān)持持續(xù)改進(jìn),不斷創(chuàng)造出超越顧客期望的水處理設(shè)備。作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《化學(xué)法復(fù)合二氧化lv發(fā)生器》（GB/T 20621-2006）的主要起草單位，將在十一五規(guī)劃中，為治水、保水、管水、造福人類而不斷推出高科技新產(chǎn)品。

隨著我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)展，新一代的二氧化lv發(fā)生器也應(yīng)突出體現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全和高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)。為了方便水司用戶選用到高性價(jià)比的水消毒設(shè)備，現(xiàn)將目前主流的二氧化lv發(fā)生器控制特點(diǎn)總結(jié)如下：

Ø 采用進(jìn)口高可靠性可編程控制器（PLC）和專有測(cè)控技術(shù)，可根據(jù)水量及余lv含量實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的全程自動(dòng)控制和運(yùn)行。

Ø 采用一套PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)終端10.4寸彩色液晶顯示觸摸屏全中文顯示，實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)或多臺(tái)主機(jī)的自動(dòng)控制；也可實(shí)現(xiàn)一用一備的切換，保證設(shè)備正常運(yùn)行與維護(hù)。

Ø 控制器設(shè)有485標(biāo)準(zhǔn)通訊接口，可與上位機(jī)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控，或通過(guò)以太網(wǎng)接口連接電腦實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，實(shí)現(xiàn)多種上位機(jī)通訊對(duì)接。

Ø 主機(jī)與控制器的分體時(shí)尚造型，突出人性化設(shè)計(jì)特點(diǎn)，便于操作維護(hù)，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。

Ø 控制柜按國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)制作。機(jī)柜內(nèi)可增設(shè)增壓泵、備用增壓泵、卸酸泵、備用卸酸泵等多項(xiàng)控制，方便用戶使用。控制柜的冷軋鋼板內(nèi)外噴塑處理，耐腐蝕能力強(qiáng)。

Ø 按用戶要求與設(shè)備配套的大容量yansuan、lv酸鈉儲(chǔ)罐，通過(guò)液位輸出信號(hào)，可在觸摸屏上顯示yansuan、lv酸鈉液位高度，并實(shí)現(xiàn)高低液位報(bào)警。

Ø 采用*可靠的卸壓裝置，保證設(shè)備在任何工況下安全可靠運(yùn)行。

Ø 設(shè)備具有缺料、缺水、欠壓、超溫報(bào)警和自動(dòng)停機(jī)安全保護(hù)功能。

Ø 采用雙套控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)控制的任意轉(zhuǎn)換。

1. 結(jié)語(yǔ)

lv氣危害性大，*使用不利國(guó)利民，國(guó)家和地方已采用限用、禁用等政策。而二氧化lv作為一種廣譜性殺生劑，使用安全可靠，在生活飲用水領(lǐng)域采用二氧化lv替代lv氣消毒是長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)，逐漸被全社會(huì)接受認(rèn)同，是lv系消毒劑的替代品。