目前，我國給水中應用的氧化消毒劑（jì）以液氯為主。但隨著源水汙染的變化，廢水中各種有機物的含量有所增加，運用液氯消毒會（huì）產生氯代有機物（wù），其中（zhōng）有的產物具有致突變作用。為滿足人們對水質要（yào）求的不斷提高（gāo），尋求能替代氯的更安全而經濟的新型氧化（huà）消毒（dú）劑，成為（wéi）今後給水處理的一個發展方向。其中，較有前途的（de）是二氧化氯1二氧化氯（a2）1.1二（èr）氧化氯的應用十九世紀初，美國科學家DaryH.發現了Cl2氣體。二十（shí）世紀（jì）40年代，二氧化氯開始（shǐ）應用於食品（pǐn）加工（gōng）的殺菌消毒，造紙的漂白和水的淨化處理等。由於二氧化氯不會與有機（jī）物反應而生成THMs所以在飲用水處理中應用越來越廣泛。1983年美國（guó）國家環（huán）保局（EPA）提出飲（yǐn）用水中三氯甲烷含量必須低於0. 1mg，並推薦使用Cl2消毒。二氧化氯消毒的安全性被世（shì）界衛生組織（WHO）列為A1級，被認定為氯係（xì）消毒劑理想的更新換（huàn）代產品。目前（qián），美國和（hé）歐洲已（yǐ）有上千家水廠采用Cl2消毒；我國則多用於（yú）造紙、紡織等行業，並逐（zhú）步（bù）應用於自來水廠。

在給水處理中，Cl2不僅可以作為高效的消毒劑，還可考慮投加在原水、沉澱池前或過濾池前，進行預氧化或中間氧化，以控製嗅味（尤其是氯酚或藻類副產物嗅味等），防止微生物滋（zī）長，加強混凝（níng）過濾；也（yě）可用於去除水中的鐵、錳和（hé）色度。另外，歐洲一（yī）些國家將Cl2、3與Cl2結合（hé）起來用於飲用水（shuǐ）處理，取得了較好的效果。

1.2二氧化氯的物理性質°C）下是一種黃綠色的氣體具有與氯氣、臭氧（yǎng）類似的刺激性氣味，分子量67. 45，比空氣重，熔點一59C沸點11C Cl2極易（yì）溶於水而不與水反應，22C時溶解度約為氯的5倍，達2.9g.Cl2在水（shuǐ）中的溶解度隨溫度升高而降低。同時二氧化（huà）氯分子的電子結構雖是（shì）不飽（bǎo）和狀態，在水中（zhōng）卻不以聚合狀態存在，這對Cl2在水中迅速擴散十分有利。

但Cl2水溶液易揮發，在較高溫度與光照下會生成ClZ與CIO―應避光低溫保存。

據介（jiè）紹，Cl2在常溫下可壓縮成深紅色液體，極易揮發，極不穩定，光照、機械碰撞或（huò）接觸有機物都（dōu）會發生爆炸；在空氣中的體積濃度超過10%或在水中濃度超過30 %時也會發生爆炸。

不過Cl2溶液濃（nóng）度在10g以下時基（jī）本沒有爆炸的危險。

由於Cl2對壓力、溫（wēn）度和光線敏感不能壓縮進行液化儲存和運輸，隻能在使用時現場（chǎng）臨時製備。

1.3二氧化氯（lǜ）的氧化消毒機理作為強氧化劑，Cl2在酸性條件下具有很強的氧化性（xìng）：CIO2能將水中少量的S2一、Sr、NI等（děng）還原性酸根氧化去除，還可去除水中的Fe2+、Mn2+及重金屬離（lí）子等。另（lìng）外，對水中有（yǒu）機物的氧化，Cl2以（yǐ）親電取（qǔ）代為主，而C1O2以氧化還（hái）原為主，能將腐殖酸、富裏酸等降肖解且降解產物不以三氯甲（jiǎ）烷（wán）形式存在。

Cl2是一種廣譜、高效的殺菌消（xiāo）毒劑，實驗證實，它對細菌、芽（yá）孢、藻類、真（zhēn）菌、病毒等均有（yǒu）良好的殺滅效果。關於Cl2的消毒機理，有多種解釋，一（yī）般認（rèn）為Cl2對微生物細胞壁有較好的（de）吸附和穿（chuān）透作用，能（néng）滲（shèn）透到細（xì）胞內（nèi）部與（yǔ）含巰基（一SH）的酶反應（yīng），使之迅速失活，抑（yì）製細胞內蛋白質的合成，從而達到將微生物滅（miè）活的目的。

由於細菌、病（bìng）毒、真菌都是（shì）單細胞的低級微生物，其（qí）酶係分布（bù）於細（xì）胞膜表麵（miàn），易於受到（dào）Cl2攻擊而失活。而人（rén）和動物細胞中，酶係位於細胞質之中受到係統的保護，Cl2難以和酶直接接觸，故其對人和動物的危害較小。

4二氧化氯的氧化消毒特（tè）性（xìng）C1O2是較強的氧化劑，氧化水中有機物具有選擇性。

Cl2氧化能力（lì）強，其氧化能力是氯的（de）25倍（bèi），能迅速殺滅水中的病原（yuán）菌、病毒和藻類（包（bāo）括芽孢、病毒和蠕蟲等（děng））。

與氯不同，Cl2消毒性能不（bú）受pH值影響。這主要是因為氯消毒靠（kào）次氯酸殺（shā）菌而二氧化氯則靠（kào）自身殺菌。

Cl2不與氨或氯胺反應，在含氨高的水中也可以發揮（huī）很好的（de）殺菌作用，而使用氯（lǜ）消毒（dú）則（zé）會受到很大影響。

⑷Cl2隨水溫升高（gāo）滅活能力加大，從而彌補了因水溫升高Cl2在水中溶解度的下降。

Cl2的殘餘量能在官網中持續很長時（shí）間，故對病毒、細菌的滅活（huó）效果比（bǐ）臭氧和氯更有效。

Cl2具有較強的脫色、去味及除鐵、錳效果。

Cl2消毒隻（zhī）是有選擇的與某些（xiē）有機物進行氧化反應將（jiāng）其（qí）降解為以含氧（yǎng）基團（tuán）為主（zhǔ）的產物，不產生氯化有機物，所需投加量小，約為氯投加量的（de）40%且不受水中（zhōng）氨氮的（de）影（yǐng）響。因此，采用Cl2代替氯消毒（dú），可使水中三氯甲烷生成量減少（shǎo）90% 1.5二氧化氯的製備及經濟性比較Cl2的製備方（fāng）法有化（huà）學反應法、電解食鹽（yán）法、離子交換法等。其中化（huà）學法和（hé）電解法在生產上應用較多。

1.5.1化學法化學反應製取Cl2的方法有：鹽酸與（yǔ）亞氯酸鈉（nà）反應鹽酸與氯酸鈉（nà）反應根據（jù）方法（3）研製的Cl2發生器，使用時固體亞氯酸（suān）鈉置於反應器中，以空氣稀釋的氯氣通過反應器，這樣可在反應（yīng）過程中一直保持過量的亞（yà）氯酸鈉，使全部氯氣都參與反應從（cóng）而避免產物中混入氯（lǜ）氣。但由於NaCl2價格昂（áng）貴，這種方法的成本與運行費用較高，難以在飲（yǐn）用水處理中推廣。

目（mù）前（qián），一般談到的化學（xué）法製取Cl2指方法（1）。這種方法生產規模較小，設備簡單，便於實現自動化（huà）操作（zuò），適（shì）於水處理中生產應用；但（dàn）碰到的問題同樣（yàng）是NaCl2價格昂貴（guì），且該（gāi）法Cl2的理論產率隻有80 %.為此，有公司（sī）研製出使用NaCl3和H2SO4反應製取Cl2的二氧化氯發生器，其反（fǎn）應原理是：反應中會（huì）產生氯氣，用戶再根據需要（yào）將氣體純化據稱（chēng）該種發生器產生的混合氣體中Cl2占70 %其餘30%為Ck.使用純化器（qì）後Cl2的含量可達95 %.該（gāi）發生器價格不到相同規格電解法發生器的1/2比使用NaCl2的發生器價格還低。設備可以連續運（yùn）轉，也可以間（jiān）歇使用，發（fā）生（shēng）器可調範圍大。同（tóng）時，NaCl3價格低廉，隻有NaCl2價格的十分之一，運行費用較低，有一定的競爭力。

1.5.2電解法（fǎ）用隔膜電解工藝，在陽極室（shì）注入飽和食（shí）鹽水（shuǐ），陰極室加入自來水，接通電源後使離子定（dìng）向遷移，從而在陽極（jí）室及中性電極（jí）周圍產生Cl2、3、H22、Cl2等混合氣體。生產中可以通過（guò）降低電（diàn）解溫度（dù），控製鹽水流量，增加陽極室ClO含（hán）量等方法提高Cl2產率。產生的混合氣體Cl2僅占10%左右，除了3、H2O2外，大部分是氯氣。這就無法避免液氯消毒的（de）缺點。同時Cl2含量（liàng）也難以（yǐ）精確計算設備複雜，易損壞部件價格昂（áng）貴。運行維護（hù）困難。但目前國內仍多用此法。

也有報（bào）道稱電解法可生產一種以Cl2為主的複合消毒（dú）劑，其成分Cl2占37%，Cl2占27 %，其它占11%.由於氧化作用速度3>Cl2>Cl2，所以3和Cl2首（shǒu）先將水中的有機物氧化分解（jiě）解（jiě）並進行消毒，而27 %的Cl2可保證水中足夠的餘氯。這對快速氧化和殺（shā）滅水（shuǐ）中微生（shēng）物及穩定水質都有很好（hǎo）的效果。

另外，曾有液體穩定性Cl2、固（gù）體穩定性Cl2的研究（jiū）報道。根據有關資（zī）料介紹，投加10 mg的液氯進行消毒（dú），藥劑成本約0.022元（yuán）/噸水；利用HCl和NaCl2製取的Cl2按0. 5mg/l投加，噸水消毒成本約0. 02元。而采用液體穩定性二氧化（huà）氯和（hé）固體穩定性（xìng）二氧化氯消毒，藥劑成本分別為每噸水0.35元和0.12元（投加量5mg），顯然經濟性較差。

6使用二氧（yǎng）化氯存在的問題Cl2加入（rù）水（shuǐ）中後，會有50%~70%轉變為ci2與cio―很多實驗表明ci2、a3對血（xuè）紅細（xì）胞有損害，對碘的吸（xī）收代謝有幹擾，還會使血液中膽固醇升高。美（měi）國EPA建議二氧化（huà）氯消毒時殘餘氧化劑總量（ci2+aoi+a7）<1.0mg/l使對正（zhèng）常人群（qún）健康不致有影響。而實際（jì）應用（yòng）中Cl2的劑量都控製（zhì）在0.5mg以下。

Cl2氧化分解有機物（wù）具有較強的選擇性。

它能氧化去除水中的Fe2+、Mn2+、氰（qíng）化物、酚等（děng）；能氧化硫醇、仲（zhòng）胺（àn）和叔胺，消除水中的不愉快氣味，卻不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有機（jī）物，導致去除不徹底。

二氧化氯性質比較活潑，易爆炸，且其本身也有毒性。因（yīn）此在使用Cl2時要十（shí）分注意（yì）安全。一般（bān）在Cl2製備係統中應嚴格控製原料（liào）稀釋濃度，防止誤操作並應建立相應（yīng）安全措施。

Cl2儲存要低溫避（bì）光；Cl2車間禁用火種，要有（yǒu）良好的通風換氣設備。

2.1臭氧的應用的存在。1886年法國（guó）人Metenus發現臭氧具有殺菌作用。1893年荷蘭首先（xiān）將臭氧應用於水的消毒處理。1906年（nián）法國的Nice城將臭氧用於大規模淨水廠的水處理，至今已有近百年曆（lì）史。

臭氧氧化能力強，用於消毒殺菌殺傷力大，速度快；臭氧可氧化溶解性鐵、猛，形成高價沉澱物，使之易於去除；可將氰化物、酚等有毒有害物質氧化為無害物質（zhì）；可氧化致（zhì）嗅和致色物質，從而減少嗅（xiù）味，降低色度；可將生物難（nán）分（fèn）解的大分子有機物氧化分解為中小分子量（liàng）有機物，使（shǐ）之易於生物降解；使用臭氧預處理，還可（kě）以起到微絮凝作用，提高出水水質；應用臭氧，不（bú）會在處理過程中產生有害的三致物質。