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净水厂二氧化氯使用中的问题及其消毒副产物的控制
李旭
（深圳市深水龙华水务有限公司，广东深圳518031）
摘要：二氧化氟(CIO,)作为一种饮用水消毒剂，可用于净水厂的消毒或预氧化工艺。依托净水厂实际运行经验，总结二氧化氯制备、投加、计量等使用中存在的问题,提出控制二氧化氟使用产生的亚氯酸盐(CIO,)和氯酸盐(CIO,)等消毒副产物的策略，为二氧化氯消毒的安全和有效使用提供借整。
关键词：二氧化氟；消毒副产物；控制
产生的残液与产物一同进人水体，增加消毒副产物的生成的风险；而高
随着饮用水水质安全保障要求的提高，我国已开始加强对净水厂
消毒剂的使用、管理及其副产物的监控。二氧化氟（CIO,)作为一种高效饮用水消毒剂，与传统的氯消毒技术相比，主要优点是消毒时不产生三氧甲烷(THMs）、卤乙酸（HAAs)等氯化消毒副产物，此外还具有环境适应性强；持续消毒时间长；破坏氰化物、硫化物、铁、锰酚类等污染物以及除酚嗅和异味的特点。但是，与所有消毒剂一样，二氧化氯在净水过程中也会产生副产物，待别是其无机副产物亚氧酸盐、氟酸盐对人体健康的危害最大。因此，为确保二氧化氧的使用安全，我国颁布的生活饮用水卫生标准(CB5749-2006)中明确规定二氧化氟(CI0)出厂水浓度在0.1~0.8mg/L：管网末梢水浓度≥0.02mg/L；规定亚氧酸盐(CI0,)和氯酸盐(CIO,度≤0.7mg/L。目前，深圳市部分中小型水厂将二氧化氟用作消毒或预处理。本文探讨二氧化氯消毒对饮用水安全的影响，并提出规范、加强二氧化氮使用的监督和管理建议，产格控制二氧化氯消毒副产物亚氟酸盐(CIO,)和氯酸盐(CIO，)的浓度，为提高饮用水水质安全提供借鉴。
1二氧化氯的制备
纯二氧化氯发生器产生的残液也未经要善处理直接排放，同样对水质安全和环境安全造成威胁。33受投加过程、计量反馈的影响。二氧化氧的投加量、接触时间以及投加方式等也是影响二氧化氰消毒效果和消毒副产物生成的另一个重要因素。部分水厂没有二氧化氯气体的计量设备，不具备准确计量二氧化氟投加量的能力，而是通过原料氯酸钠投加量进行粗略估算。并通过检测出厂水中二氧化氯余量对二氧化氟投加量进行反馈控制。由此导致水厂对二氧化氟的控制能力滞后，不能及时适应原水水质变化对二氧化氟的需求，易造成出厂水二氧化氰及无机副产物超标的问题。此外，反馈控制二氧化氟投量也无法表征预氧化工艺所消耗的二氧化氟，从而容易导致饮用水中消毒剂不足或过量和由于二氧化氟投加量不足而产生的亚氯酸盐消毒副产物。此外，由于二氧化氧见光易分解，粗放式的投加方式易导致二氧化氧有效利用率下降，亚氧酸盐和氯酸盐的含量上升。3.4受消毒副产物检测能力的影响。消毒副产物检测的频率和准确度，各水厂主要采用清时捷S-CL501检测设备测定二氧化氟消毒副产物的含量，该方法的准确程度应定期校
由于二氧化氧性质极不稳定，不便保存和运输，因此在使用时通常
营验。
用二氧化氟发生器现场制备二氧化氯。经过近十年的发展，二氧化氟化学法发生器在以氯酸盐和盐酸为主要原料的复合二氧化氟发生器的基
4控制二氧化氧消毒副产物的建议与策略
为控制二氧化氯无机消毒副产物的产生，保障二氧化氟消毒剂的
础上，又新增高纯二氧化氧氯发生器。与复合二氧化氟发生器相比，高纯
安全使用，主要从两个方面出发：一是从源头上尽量避免消毒副产物的
法二氧化氯发生器具有结构简单、反应速率快、原料转化率和二氧化氯
形成；二是对已生成的无机副产物采用有效措施予以去除。出厂水中次
收率高等优点，可有效降低氧酸盐等原料进人供水对饮用水安全造成的威胁。
2二氧化氯消毒副产物的产生
二氧化氯消毒副产物来源主要分为两大类：一类是被其氧化生成的有机消毒副产物；另一类是其本身被还原形成的无机消毒副产物。目前对于有机副产物研究尚浅，但已初步推断羟基、醛基、酚基等含氧官能团易被氧化成对人体有害的酮、醛或基类物质。而另一类无机消毒副产物亚氧酸盐的形成和二氧化氧的消耗几乎是平行的，在消毒过程中，大约有70%参与反应的二氧化氯立即以CI0，和氯化物的形式残留，在水中pH值较高或存在游离次氯酸的条件下形成CIO，。CIO的毒性主要表现为氧化损伤、破坏血液中红细胞壁，面CIO,和CIO，进人人体后迅速转化为CIO；对人体健康造成影响，因此二氧化氧消毒过程中无机副产物的生成量及其浓度水平应予以控制，以降低二氧化氯消毒潜在的水质安全风险。
3影响消毒效果及产生消毒副产物的主要因素
为了确保二氧化氧的安全使用，降低消毒副产物对人体健康造成的威胁，对深圳市部分以二氧化氧作为主要消毒剂或辅助消毒剂的水广开展调研。分析总结出净水厂实际运行中影响二氧化氯消毒效果和消毒副产物的主要问题
3.1受微污染原水的影响。原水微污染问题日益严重，各水厂原水水质并不理想，有机物含量较高，污染物随季节的波动较大，二氧氟化氧消毒的有机副产物的前驱物含量较高，由此增加二氧化氯消毒生成有机消毒副产物的风险。32受制备过程、残液处置不当的影响。二氧化氯发生器所采用的原料以及原料的浓度、反应工艺、所产出的二氧化氧纯度等，均会影响的水中亚氧酸根和氧酸根浓度。二氧化氯发生设备的影响，现有设备对原料转化率和二氧化氯产率均无法准确计量，易出现由于原料反应不充分造成二氧化氟纯度不够或原料氯酸盐进人水体的现象，造成无机消毒副产物氯酸盐和亚氯酸盐含量超标。此外，现有的二氧化氯发生器不同程度上存在一定的故障，由此会直接影响原料的转化和产品的质量。此外，残液的处理处置不当，复合型二氧化氯发生器
作者简介：李旭(1983-)，女，黑龙江哈尔滨人，博士，工程师。万方数据
氯酸盐、氯酸盐和余二氧化氯的主要来源是对二氧化氧发生器操作不规范和产物二氧化氧纯度低在消毒过程中伴随副反应。因此，建议使用或备用二氧化氧的水厂可采用以下措施保障二氧化氧的使用安全：
4.1根据不同的二氧化氧反应工艺，优化反应条件（最佳浓度、酸度温度、压力等)，提高原料的转化率，分离反应残液，避免未充分反应的氧酸根进人水体。42定期维护、检修使用、备用的二氧化氧氯发生器保障反应过程的安全进行。43有条件的水广应增设二氧化氯流量计，精确控制其投加量，根据水质变化情况及时调整二氧化氯的投加量。4.4 二氧化氯在水中见光易分解、螺气易挥发，因此二氧化氟投加点应进行避光处理，避光时闻控制在约2min即可，建议各水厂在二氧化氯投加点处设置避光区，以保障二氧化氧的有效反应率，降低由于二氧化氧见光分解所生成的亚氯酸盐和氯酸盐。前加二氧化氧预氧化，注意二氧化氧投加时的避光处理，没有避光措施的水厂可改用管道投加，控制避光反应时间在1~2min。4.5定期校验亚氯盐和氯酸盐检测设备，保证消毒副产物检测值的准确。4.6对于微污染水源，可尽量提高消毒工艺之前混凝、沉淀、砂滤工序的效率，降低水中有机物的含量及有机副产物前驱物的含量。4.7对于已生成的无机消毒副产物（亚氧酸盐和氰酸盐）可选用适合的去除方法，目前主要指氧化还原法，主要包括硫化物、业铁还原法、活性炭吸附以及臭氧氧化法等。
结束语
建立在对使用二氧化氯消毒水厂充分调研的基础上，全面总结在水广实际运行中影响二氧化氧消毒效果及消毒副产物产生的关键问题。针对问题，提出优化制备条件、规范投加过程、科学计量、减少消毒副产物前驱物并开展消毒副产物去除的研究等控制建议。
参考文献
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