淺析二氧化氯發生器在農村飲水工程中的應用

【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生器的原理、構造及成本、消毒效果、運行管理。給農村飲水工程選用二氧化氯發生器提供參考。

【關鍵詞】農村飲水、消毒、二氧化氯發生器

近年來，國家大力建設農村飲水安全工程，農村自來水普及大幅提升。為保障農村水廠水質達標率，銅仁市碧江區在農村水廠探索著使用二氧化氯消毒設備。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，滅菌效果明顯優于液氯[1]，二氧氯技術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村飲水工程[3]。由于二氧化氯不穩定，不易儲存和運輸，一般采用現場制取。目前市面上有電解鹽法和化學法兩類二氧化氯發生器，通過對兩類二氧化氯發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備，供設計者參考。

1、設備使用原料及反應原理

1.1電解法二氧化氯發生器

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

1.2化學法二氧化氯發生器

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

鹽酸-氯酸鈉法化學反應方程式為：

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

鹽酸-亞氯酸鈉法化學反應方程式為：

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

2、設備成本及運行成本

統計銅仁市碧江區農村飲水安全工程歷年采購的二氧化氯設備，以規模小于200m3/d農村水廠為例，電解法二氧化氯發生器設備投入在2.5-4萬元之間，氯酸納法二氧化氯發生器設備投入0.5-1.5萬元之間。按1g/m3有效氯投加，不計人工費和設備折舊費，電解法設備凈水成本約0.8分/m3，氯酸納法設備凈水成本約0.6分/m3，亞氯酸納法設備凈水成本約0.012元/m3[5]。電解法設備較貴，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；氯酸納法設備簡單，原材料容易采購，價格低，一次投入少；亞氯酸納法設備轉化率高，但價格也貴，原材料價格高，不易采購，在農村水廠推廣困難。銅仁市碧江區主要采用的是電解法和氯酸納法消毒設備。

3、消毒效果

電解法比較常用的是隔膜電解法，電解產生含有ClO2、Cl2、O3、H2O2混合消毒溶液， 各種消毒劑協同作用；化學法反應產生對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、持續殺菌效果好、消毒凈水成本低的優勢[6]。兩類設備都能生成含ClO2的消毒劑，均可在農村飲水安全工程中推廣應用，應選擇品質好質量高的設備。

4、運行管理

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

化學法設備原料為氯酸鈉（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知識，運行管理要求較嚴格。化學法設備不需用電，在農村水廠可廣泛使用，局限性小。

5、結語

二氧化氯是理想的消毒劑，可在農村水廠大力推廣。對于通電條件較差的集中式供水工程可使用化學法二氧化氯發生器；對于條件較好、規模較大的集中式供水工程推薦使用電解法二氧化氯發生器。對有智能化系統建設要求的水廠，推薦使用帶數據接口的電解法二氧化氯發生器，可接入水廠智能管理系統。對有條件的水廠，應設立水質化驗室，加強對水質消毒劑余量的監測。

目前我國在二氧化氯發生器設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化率等方向加強研究，同時應加強二氧化氯消毒副產物亞氯酸鹽及氯酸鹽與人體作用的研究。隨著經濟社會的發展，更科學高效的二氧化氯消毒技術將在農村水廠廣泛應用。

政府主管部門在加大農村水廠投入的同時，還應加強監督指導，加大水質監測力度，以保障農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，鄂學禮，凌波，張嵐.二氧化氯消毒技術在農村飲用水消毒中的應用探討.中國衛生檢驗雜志.2010（4）：773-774.

[3]沈濤，潘強.二氧化氯消毒方法在農村飲水工程中的應用.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.二氧化氯發生器在山區飲水安全工程中的應用.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現狀.凈水技術.2010，29（4）：16-18.