关于饮用水消毒剂选择的问题分析（供参考）一、序言目前，从水体消毒的种类来说，有氯气、次氯酸钠、漂白粉、三氯异氰尿酸、二氧化氯、双氧水、臭氧等药剂和方式，此外还有紫外线消毒等一些手段。
二、消毒剂分类简介2.1液氯：氯是一种强氧化剂和广谱杀菌，有特殊的气味、黄绿色有毒气体。
由于它被压缩成液体灌装在压力容器里，一旦发生泄漏，容易污染环境，伤害人畜。
氯气在标准在气压力下，温度为9.6℃时与水蒸气接触形成一种豆渣状软冰，称为8水化氯（CI2·8H2O），会堵塞管道。
液氯是水重的1.5倍，易蒸发成气体，氯气约是空气重的2.5倍。
氯微溶于水，必须通过加氯机才会使氯与水得到充分的混合。
一般情况下，氯在水中的溶解度与水的温度成反比，即水的温度越高，溶解度越低；水的温度越低，溶解度越高。
但水温不得低于10℃。
如当水的温度20℃时，其溶解度为7.3g/L；水温为30℃时，其溶解度只为5.5g/L。
为了安全起见，一般运行中采用5~6g/L（即5~6‰）为宜。
氯的溶液对所有的金属都会造成腐蚀，可以腐蚀钢、铜、铝，甚至可以腐蚀不锈钢。
因此输送或贮存氯的溶液时，必须采用耐腐蚀的聚氯乙烯、ABS工程塑料或玻璃钢等材料制作的管道或容器，绝对不能使用任何金属管道及配件。
液氯约是水重的1.5倍，易蒸发成气体，一体积液氯的重量相当于457.6体积在标准状态下氯气的重量。
装在钢瓶中的液氯，一般压力为0.6Mpa，但是其压力随环境温度而变化。
因此，在一般情况下，氯瓶不得在阳光下曝晒，不得放置在高温及明火环境下。
由于氯的价格便宜并且容易取得，因此广泛应用于水的消毒。
但由于液氯泄漏会污染环境、伤害人畜，在使用上又受到很大的限制。
尤其在城市和人口稠密地区，必须具有一定的安全保证才得使用。
贮存、处理或使用氯的房间应有通风设备。
氯气比空气重，出现泄漏事故时，有集中于地面的倾向，排风口应靠近地面。
新鲜空气进口应远离排风口，以防通风短路。
不管室内是否已有通风设备的开关，所有通风设备在室外仍应设开关。
贮存或使用氯的房间不得有明火，如果氯瓶的易熔塞达到70℃时，则易堵塞，将熔化而使氯气逸出。
使用氯的房间应设置氯气报警、抢救、中和（捕消器）计量及监测装置和个人防护设备。
当氯瓶中的氯气通过管道进入水中时，水也可以被回吸到氯瓶里来，回吸曾造成多起严重事故，不论在任何情况下，应有回吸的防止措施。
2.2次氯酸钠次氯酸钠的分子式是NaClO，属于强碱弱酸盐，它清澈透明，是一种能完全溶解于水的液体。
但由于次氯酸钠液不易久存，次氯酸钠多以电解低浓度食盐水现场制备。
次氯酸钠液体通过电解食盐水制备，这种设备称为次氯酸钠发生器。
其次氯酸钠的生成过程可以通过化学方程式表达如下：其总反应表达如下： NaCl + H2O → NaClO + H2↑次氯酸钠的灭菌原理主要是通过它的水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒的蛋白质变性，从而使病源微生物致死。
2.2.1现场制备次氯酸钠次氯酸钠发生器是电解食盐水的方法制取次氯酸钠（NaClO）溶液。
将食盐配制成一定浓度的水溶液进入电解装置，在直流电场的作用下，溶液中钠离子和氯离子分别移向阴极和阳极，当施加的电压力大于氯化钠的分解电压时，即发生电解作用，其总反应表达如下： NaCl + H2O → NaClO + H2↑次氯酸钠发生器由电解槽、整流器和盐水系统等部分组成。
电解槽的型式有板式和管式两种。
板式电解槽是用板式电极，管式电解槽则是用管式电极。
管式电解槽的结构见图2-7简称电解管。
电解管由两个同心管组成，内管与外管之间保持一定的均匀间隙，电解液由间隙通过。
外管为阴板，通常用不锈钢制做。
内管为阳极必须采用耐腐蚀，导电性能优良的材料制作。
阳极管的材料决定次氯酸钠发生器的寿命，一般用钛管做基质，表面涂镀一层稀有金属，如铂、钌铂铱合金、微铂二氧化铅等涂层。
国内已研制出寿命达3年的钛基阳极。
一台次氯酸钠发生器是由若干根电解并联或串联组成。
板式次氯酸钠发生器则是在电解槽内，安置多块平行板构成的阴阳电极，阴阳电极板之间保持一定的均匀距离，盐水通过槽内时，即可在阴、阳电极间发生电解反应，生成次氯酸钠，释放出氢气。
次氯酸钠发生器根据其运行情况又可分为连续式和间歇式两种类型。
连续式发生器是由若干根电解管并联组成，将浓度为3%的盐水连续通过并联的电解管内，产生的次氯酸钠溶液不断地流入次氯酸钠贮槽，供消毒使用。
．这种发生器的优点是结构简单，自动化程度高、电耗低、耗盐量少，生产的次氯酸钠溶液浓度可达10~12‰有效氯。
其缺点是在电极表易形成钙镁等的沉积物，需要经常清洗电极。
盐水是制备次氯酸钠的原料，在运行过程中，正常不断地向发生器供给盐水是保证设备生产次氯酸钠的重要关键。
盐水由溶盐器供给。
溶盐器由溶盐池、过滤器和配置槽组成。
固体盐在溶盐池内被水溶解成饱和盐溶液，然后通过滤器去掉悬浮杂质，通过盐水泵送入盐水配置槽加水配置成3%的溶液供电解槽使用。
国外则使用精制盐和软化水。
盐水溶液由盐水泵通过自控设备运行，其配置槽的容积能保证12小时次氯酸钠发生器的使用。
盐水溶盐器全部由防腐材料制成，以避免发生腐蚀。
2.2.2商品次氯酸钠溶液商品次氯酸钠溶液系成品消毒剂，其有效氯的含量为10~12%，由生产厂家定时用罐车或桶装供给用户。
这种消毒剂最大的优点是工艺简单、管理方便、价格低廉、运行安全。
由于商品次氯酸钠溶液系成品消毒剂，管理人员没有使用发生器制备消毒剂之繁劳，也没有大量耗费水、电的缺点，因此，容易实现全自动按污水流量定比投配，不需专业值守。
商品次氯酸钠溶液不稳定，保存不当容易分解。
其稳定性受温度、光照、PH值和重金属离子的影响，即次氯酸钠的浓度越高、温度越高，浓度衰减也越快。
当溶液中存在铁、铜、镍和钴时，可加速其分解。
铁的含量即使低于0.5mg/L，也将使其溶液浓度在几天之内降低5%以上。
在溶液中铜的浓度不宜大于1.0mg/L。
因此，次氯酸钠溶液不应在铁或铜的溶器中贮存。
在采用次氯酸钠溶液作为消毒剂时，必须注意保存条件，定时化验其有效氯的含量，以便掌握溶液内有效氯的衰减情况，确定每次最佳的送货量或送货周期，减少氯的损失。
次氯酸钠溶液需设置溶液贮槽（罐），贮槽（罐）可用聚氯乙烯板或玻璃钢等防腐蚀材料制做，槽或罐体附设出液、溢流、清洗、人孔、排气管和液位计。
溶液贮槽房间应有排风、给水排水设备和采暖设备。
地面、墙面以及设备管件、门窗均要防腐材料制作。
2.3二氧化氯二氧化氯的分子式是ClO2，在高于110℃时，二氧化氯沸腾，成为一种黄绿色气体。
它是一种极活泼的化合物，其性能极其不稳定，不能象次氯酸钠那样可以运输，运输中很容易发生爆炸事故，所以只有依靠现场制备。
一般都是通过氯酸盐同酸的反应制备得到。
氯酸钠与盐酸发生反应过程：NaClO3 + HCl（稀）→ NaCl + Cl2↑ + 2ClO2↑ + 2H2O国内生产二氧化氯发生器的企业很少有掌握生产二氧化氯水溶液这种较高安全性技术的，多数都是采用氯酸钠同盐酸定量滴定，控制反应生成量的办法来实现。
这样的设备成本很低，但安全性是非常差的，稍不谨慎就会酿成事故，管理上需要特别细心。
2.3.1电解法二氧化氯发生器：二氧化氯是一种黄绿色的气体，具有与氯相似的刺激性气味。
在空气中的体积浓度超过10%时容易发生爆炸，但在水溶液中十分稳定。
二氧化氯的溶解度是氯的5倍。
二氧化氯容易分解失效，故使用时多半也是用发生器现场制备。
电解法的二氧化氯主要原料为食盐。
在阳极室注入盐溶液，在阴极室注入清水，通电流后，离子通过两极之间的隔膜，进行定性迁移。
据厂家介绍在阳极及隔膜间周围产生二氧化氯、臭氧、氯气和氯化氢。
故一般厂家将电解法二氧化氯发生器定名为：“复合二氧化氯发生器”。
但是，很多厂家并没有把发生器通过电解食盐产生出来的气体究竟包括多少二氧化氯和臭气标示出来，而只是含混的标注出“有效氯”的产量。
有资料介绍，电解法二氧化氯发生器“为电解饱和食盐水产出的气体，经分析实测，阳极室产气体中CI2占90%以上，其次为CIO2，气量﹤10%（重量计），可能有微量O2，没有什么其它气体如H2O2，阴极室有氢气产生。
”又介绍说：“所谓复合二氧化氯发生器”产生气体中应有ClO2气体，该气体所占比例越大越好，方能有ClO2消毒的优点。
社会产品中ClO2占总产氯量均小于10%，一般能达到5~8%就算不错的，有相当一部分产品所产生气体几乎没有CI2或所占比例小于3%。
这样，二氧化氯的优点在这种混合气体中根本就无法显示出来，更如何能称做“二氧化氯发生品”。
因此在工程中选用时应进行技术经济比较和详细的调查研究。
2.3.2化学法二氧化氯发生器：1944年美国首先采用二氧化氯作为自来水厂的饮用水消毒剂。
目前在德国、美国、英国、瑞士较多的水厂使用。
由于采用液氯消毒会形成氯仿之类的氯代衍生物，这些氯代化合物有潜在的致癌作用，在自然界难以生物降解，故二氧化氯引起人们的重视。
国内化学法二氧化氯发生器用氯酸钠、盐酸为原料，其反应式如下：2NaCIO3+4HCI 2CIO2+CI2+2NaCI+2H2O采用氯酸钠和盐酸制备二氧化氯时，每小时生成1Kg二氧化氯，理论上需要氯酸钠1.58kg，氯化氢1.0kg。
并生成氯气0.53lg，食盐0.87kg。
总耗水量约为547kg。
但实际运行过程中，氯酸钠约需增加15~20%，盐酸需增加10~15%，耗水量需增加15%左右。
国产发生器受原料添加和反应时间的限制，不易实现自动控制。
因此，很难与污水量相匹配达到自动定比投加的目的。
二氧化氯在pH=2~9的范围内是液气相共存，二氧化氯中有效氯为氯的2.63倍，它的氧化能力是氯的2.5倍，对耐氯较强的芽孢、炭疽、脊髓灰质炎、肝炎病毒有很强的灭活能力。
并且反应快，接触时间短，而杀菌效果持续时间长。
温度越高，二氧化氯的杀菌效力越大。
这种混合气体经水射器抽吸，在真空状态下与水混合成为液态的消毒剂。
电解法的二氧化氯的含量说法很不一致。
最好通过监测，确定ClO2的含量。
但是由于国内的氯酸钠价格比亚氯酸钠便宜很多，所以很多厂家在没有二氧化氯纯度要求的条件下，便采用氯酸钠做原料了。
为了防止机房空气中ClO2的浓度超标而发生爆炸，机房内应有良好的通风换气设备，因为ClO2气体重量为空气的2.4倍，因此排风口须设在机房下部，进气口设在机房上部。
ClO2发生器机房须设原料贮存室，各种原料应分隔设置，不得混合。
原料贮存室应避免高温及明火，更不得与其它药剂共同贮存。
2.4臭氧臭氧的分子表达式为O3，通常状态下是浅蓝色气体，并具有剧毒性。
由于有一种鱼腥臭味便得了这个不雅的称谓。
在-112OC凝聚为深蓝色液体，在-192OC凝结为黑紫色固体。