一．概 述
自来水厂给水常规净化技术，一般是指由絮凝（投药、混合、反应）、沉淀、过滤和消毒等组成的净水工艺流程。水厂中净水处理的目的是去除原水中的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害成份，使净化后的水质能满足生活饮用或工业生产的需要。水源的水质状况及用户对水质的要求不同，净水工艺流程也不同。
在对生活饮用水处理时，一般要求在自来水厂出厂前应加入一定量的消毒剂，以保证出厂水及配水管网末梢中的余氯达到国家标准GB 5749—2006（氯气消毒分别为不小于0.3ppm、0.05ppm；二氧化氯消毒分别为不小于0.1ppm、0.02ppm），目前通常使用的消毒剂为液氯、次氯酸钠、二氧化氯或臭氧等。上述几种清毒方式各有优缺点。液氯运输、投加较麻烦，但运行费用较低，目前仍是大中型水厂主要采用的方式；臭氧的消毒运行费用高，很少在自来水行业使用，几乎是没有。
由于二氧化氯是现场发生现场使用，即使泄漏（事实上使用质量好的发生器绝不会发生泄漏）也不会对附近的居民及操作人员造成伤害。另外二氧化氯在水中的活性可维持至少48小时，其有效期比氯长，配水管网中使用二氧化氯不但能保证抑制细菌再生长，而且可对藻类进行杀灭（即使是存活的藻类，也会失去繁殖能力。），还可以有效地控制藻类以及腐烂的蔬菜产生的异味，且用二氧化氯消毒后不会像使用氯气、次氯酸钠等氯系消毒剂一样与水中的有机物起反应产生三卤甲烷之类的致癌物质，很受水处理行业的青睐，可见使用二氧化氯对自来水进行消毒显得安全、方便、经济、环保。
二氧化氯是目前国际上公认的新一代广谱杀菌剂、高效氧化剂和优良的漂白剂，在世界发达国家已有几千家水厂使用二氧化氯消毒处理饮用水和废水。我国供水行业随着自来水的原水因污染而导致原水水质恶化，传统的消毒工艺将不再被接受，二氧化氯在饮用水中的应用正在迅猛发展。
二． 二氧化氯消毒剂的优势
1811年戴维（Humphrey Davey）用氯酸钾（KClO3）水溶液和盐
酸反应，首次合成并收集了二氧化氯（ClO2）气体。1834年，Watt
和Burgess发现了该化合物的漂白性。本世纪初，人们发现二氧化氯溶于醋酸稀溶液可用来漂白纸浆。1940年在美国的马蒂逊碱公司首次实现二氧化氯工业化生产，开始了其工业化的广泛应用。1944年，美国尼亚加拉瀑布城水厂为控制水中由于藻类繁殖与酚污染所产生的异味臭,率先使用二氧化氯获得成功，显示了二氧化氯在饮用水消毒、尤其是处理含酚和臭味的原水方面具有明显的优越性。随后，在西方发达国家，二氧化氯在饮用水处理方面得到迅速地推广。如瑞士早在1950年就用二氧化氯对含酚地下水消毒、除臭；后来苏黎世水厂大量采用二氧化氯消毒；1979年，美国印第安纳州埃文斯维尔市水厂，选用二氧化氯作为控制THMS的有效方法。目前，世界发达国家
已有2000多家自来水公司采用二氧化氯。欧、美水厂的应用表明，二氧化氯替代氯可有效地降低三卤甲烷的生成量，特别在藻类繁殖严重的湖水，二氧化氯可有效地降低出水的异味。
2．1 二氧化氯的性质
随浓度不同，二氧化氯是一种黄绿色到橙色的气体，具有与氯气相似的刺激性气味，沸点为11℃，在空气中的体积浓度超过10%便有爆炸性，但在水溶液中二氧化氯十分稳定，与氯不同，它在水中不与水反应，也不酸解。二氧化氯是一种高效氧化剂，而不是氯化剂，其氧化能力是氯的2.5倍。二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速抑制微生物蛋白质的合成，从而破坏微生物。二氧化氯除对一般细菌有杀死作用外，对芽苞、病毒、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌和真菌等均有很好的灭杀作用。由于二氧化氯对压力敏感，不能装运及长期存储，通常需现场发生就地使用。
2. 2 二氧化氯用于饮用水消毒杀菌的优势
1) 杀菌性能
二氧化氯对大肠杆菌、脊髓灰质炎病毒、肝炎病毒、兰伯氏贾第虫胞襄不但有很好的消毒杀菌作用，且效果优于自由氯。与氯不同，二氧化氯的杀菌活性在很宽的pH范围内都比较稳定。当pH为
6.5时，0.25mg/L的二氧化氯和氯对大肠杆菌一分钟的灭杀率相似；而pH 为8.5时，二氧化氯能保持相同的灭杀效率，而氯气则需要5倍的时间，故二氧化氯对于高pH值、石灰软化水无疑是合适的消毒剂。二氧化氯同样能有效地杀死其他的传染性细菌，如葡萄球菌和沙门氏菌。在处理脊髓灰质炎病毒和大肠噬菌体时，2mg/L剂量的二氧化氯产生的存活率比10mg/L剂量的氯低得多。
2) 对THMS的控制
THMS（总三卤甲烷）被怀疑是致癌物质,而二氧化氯可以防
止THMs的形成。与氯不同，二氧化氯与THMs前体，如腐殖物和灰黄霉酸发生的是氧化反应，不形成氯代有机物THMs。通常，二氧化氯对
THMs控制是取代前氧化。
3) 除藻
二氧化氯对各种藻都有杀伤致死作用。它不仅对藻类进行有效杀灭，而且即使是存活的藻类，也会使其失去繁殖能力。此外，二氧化氯还可以有效地控制藻类以及腐烂的蔬菜产生的异味，且能控制侵害有机体并产生异味的放线菌。
藻类的大量繁殖不仅使给水处理带来困难，还会带来色、嗅、味的问题。夏天，自来水厂的沉淀池、滤池内藻类繁殖较为严重，使用预氯化除藻，壁上仍然会有藻类繁殖，杀藻效果不明显。以湖泊、水库为水源的给水工程，由于水源受有机物污染而富含氮、磷，使水体富营养化，再加上相对静止的水利条件，很容易造成藻类的大量繁殖。为了除藻，有的地方不得不向水中投放大量的硫酸铜，而实际上硫酸铜杀藻效果并不如使用二氧化氯好，在相近的处理费用下，二氧化氯比硫酸铜更有效。美国费城以二氧化氯替代硫酸铜用作水库的除藻剂，在52个用二氧化氯进行味、臭处理的调查报告中，7 个有藻类问题的调查表明二氧化氯对藻类及腐烂植物所产生的味臭控制极为有效。
4) 二氧化氯除铁、锰
水中含有过量的铁和锰，将有害人体健康，给生活带来不便，并危害工业生产，影响产品质量。因此，国家饮用水卫生标准规定：饮用水中含铁量不得超过0.3mg/L。因此，提高地下水除铁除锰技术水平，在给水净化工艺中，占有很重要地位。
二氧化氯能够把二价锰氧化成四价锰，使之形成不溶于水的二氧化锰(MnO2),即
2ClO2 + 5Mn2+ + 6H2O = 5 MnO2 + 12H+ +
2Cl-
二氧化锰不溶于水，在离开水厂前可以过滤掉。除去一份锰需要2.45倍（按重量计）的二氧化氯。pH值大于7时，能获得最佳的效果。通过氧化,二氧化氯对锰的去除率为69%至81%,而氯对锰的去除率仅为25%。
同样，二氧化氯也能够把二价的铁氧化成三价的铁,形成氢氧化铁沉淀,即
6ClO2 + 5Fe(HCO3)2 + 3H2O = 5Fe(OH)3 + 10CO3- + 6Cl- + H+
氧化溶解的金属铁，需要1.2倍（按重量计）的二氧化氯。通过氧化,二氧化氯对铁的去除率为78%至95%,而氯对铁的去除率仅为50%左右。
5） 对水中酚类化合物的破坏
地表水常含有工业产生的酚。用氯气消毒时，生成氯化酚，导致味和嗅。二氧化氯能经济而有效地破坏水中的酚类，而且不形成令人讨厌的副产物。当pH10时，3.3份重量的二氧化氯能将1份重量的苯酚氧化成小分子量的二元脂肪酸。二氧化氯能彻底破坏氯酚，完全去除是一份氯酚要求七份的二氧化氯。当pH值为7时，所有的酚都反应完全。
三、二氧化氯发生器简介
1、设备结构简单，占地只有办公桌大小，安装、调试、使用极为方便，无须专人值守，可配备在线检测、自动控制装置；
2、设备采用耐腐材料制造，反应器等部件全部密闭在发生器内部，几乎没有易损件，使用寿命长，产生的二氧化氯经密闭管道加入待处理水中，无泄露，不会对操作环境产生污染；
3、设备发生用原料转化率高，氯酸钠法大于70%，亚氯酸钠法大于95%，反应产生二氧化氯得率高于国内其它同类产品15%左右，以产同样量二氧化氯或有效氯计算，设备价格最低；
4、供料系统分别采用流量计和计量泵，计量准确、稳定、可靠、直观易操作，并且可配备断料自动报警、单一缺料自动报警装置、自动停机等装置；
5、触摸屏式选择控制、人机界面显示（选配）。
6、设备型号、规格齐全，二氧化氯生产能力从每小时30克到20公斤，或产有效氯90克到60公斤。
四、二氧化氯发生器使用
1、二氧化氯投加工艺确定：
对于有清水池的水厂，一般将二氧化氯的投加点选择在滤后清水池进水口处，靠清水池中有效的接触时间，达到杀菌、消毒效果，如若投加在滤后管道中，因有利于混合均匀，效果则更好。
对于没有清水池的地下水直供，或水塔调供，可将二氧化氯直接投加到供水管道中。
对于配备在线检测自动控制装置的水厂，可在投加点之前设置流量检测装置，自动测定水量值并转成控制信号给二氧化氯发生器以控制二氧化氯投加量。同时在出厂水管上设置余氯或二氧化氯检测装置，自动测定出厂水余氯值或二氧化氯浓度值，并转成控制信号后与流量信号复合控制投加量，使加药量更精确。
2、二氧化氯投加浓度、投加方式确定
按国家饮用水标准，出厂水余氯量应高于0.1PPm,否则不能满足管网末端的杀菌效果,但过量的余氯不仅增加制水成本,也对人体健康不利,因此适宜的二氧化氯投加浓度对水厂非常重要.
一般首先确认源水是地表水，还是深井水。对于深井水，一般按0.5~0.8ppm二氧化氯/吨水浓度投加药剂，而对于地表水则一般按0.8~1ppm二氧化氯/吨水浓度投加，对污染严重的地表水按1~1.5ppm二氧化氯/吨水投加。
投加方式主要取决于水厂生产方式，如属连续生产型，可根据投加浓度和水量大小连续投加二氧化氯，若水厂为间断生产型，可在生产期间投加药剂，但需注意每天供水前，首先开机投加二氧化氯。
3、二氧化氯发生器选型
以氯酸钠为原料的二氧化氯发生器，因运行费用极低，产生少量氯气与二氧化氯协同杀菌、消毒，且避免ClO2ˉ根的吸入对人体产生的负作用而被我国许多水厂所欢迎。

0.5~1（克二氧化氯/吨）×最大水量（吨/小时）=选用规格（克二氧化氯/小时）

工艺流程图：

结 论
二氧化氯发生器用于饮用自来水消毒，安全无毒，消毒杀菌效果明显，不污染水质，而对水中氨氮、亚硝酸氮、铁锰有明显去除作用，使用成本低廉，