3. 二氧化氯消毒
二氧化氯也是一种强氧化剂,其氧化能力是氯的25倍,消毒能力仅次于臭氧,高于氯。1944年,美国的尼亚加拉大瀑布水厂为消除藻类繁殖所产生的气味,率先采用二氧化氯消毒饮用水获得成功。二十世纪七十年代逐渐作为常用消毒剂,欧美许多国家将二氧化氯用于各种水处理。试验表明,二氧化氯在控制THMs的形成和减少总有机卤方面,与氯相比具有优越性,二氧化氯与水中的腐殖酸和富里酸等腐殖质都不会生成THMs,即使在饮水消毒过程中,投加少量的二氧化氯,也能有效地抑制THMs的生成。二氧化氯是广谱型消毒剂,对水中的病原微生物包括病毒、芽孢、真菌、致病菌及肉毒杆菌均有很高的灭活效果,有剩余消毒能力,二氧化氯对孢子和病毒的灭活作用均比氯有效,并且在高PH值与含氨的水中灭菌效果不受影响。另外,二氧化氯去除水中的色度、嗅、味的能力也较强。
制备二氧化氯的起始原料有氯酸钠和亚氯酸钠,具体选用取决于二氧化氯的使用量。在水处理领域,二氧化氯的使用量一般不大,一般都由亚氯酸钠与氯反应制备,其反应式为:
因亚氯酸钠不能贮存,必须现场制取及时使用,且亚氯酸钠价格昂贵,成本较高。当反应不完全时,自由性氯同样会与有机物反应,有可能生成THMs。加入到水中的二氧化氯有50~70%转变为ClO2-和ClO3-,很多实验表明ClO2-和ClO3-对红细胞有损害,可引起高铁血红蛋白血症,对碘的吸收代谢有干扰,还会使血液胆固醇升高。
4. 氯胺消毒
氯胺消毒比氯消毒有以下三个优点:(1) 减少了消毒过程中THMs的产量;(2) 可以维持较长时间,能有效地控制水中残余细菌繁殖;(3) 避免游离性余氯过高时产生的臭味。氯胺消毒一般是先加氨,充分混合后再加氯。若先加氯后加氨,则难以控制产生THMs的浓度。另外,如果加氯很久后才加氨,就会变成以自由性余氯为主要消毒剂,氯胺为辅助消毒剂的情况。氯胺消毒的缺点是:需要较长的接触时间;由于需加氨从而使操作复杂。氯胺的杀菌效果差,不宜单独作为饮用水的消毒剂使用。但若将其与氯结合使用,既可以保证消毒效果,又可以减少三卤甲烷的产生,且可以在延长配水管网中的作用时间。
上述水处理中常用的四种消毒剂中,臭氧的杀菌能力最高,但是臭氧本身极易分解,消毒无持久性;二氧化氯既有相当强的杀菌能力,又具有相当好的持久性;氯对细菌有很强的灭活能力,但对病毒的灭活能力差,对芽孢无灭活能力;氯胺虽然持久性最强,但杀菌作用不如氯,一般不作单一的消毒剂。研究表明:在PH6~9时,四种消毒剂灭活效率的优先次序为:臭氧>二氧化氯>氯>氯胺;而稳定性的优先次序则为:氯胺>二氧化氯>氯>臭氧。