次氯酸及其盐、二氧化氯

二氧化氯消毒原理二氧化氯消毒是一种常用的消毒方式，广泛应用于水处理、食品加工、医疗卫生等领域。

二氧化氯（ClO2）是一种强氧化性气体，其消毒原理主要与其氧化作用有关。

下面将详细介绍二氧化氯消毒的原理。

首先，二氧化氯可以杀灭细菌、病毒和其他微生物，这是因为它能与微生物细胞的蛋白质、氨基酸、核酸等重要生物分子发生氧化反应，破坏其细胞膜和内部结构。

在水中，二氧化氯通过与水中的溶解氧和水分子发生反应，生成次氯酸（HClO）和次氯酸根离子（ClO-）。

次氯酸是一种具有强氧化性的化合物，对细菌和病毒具有杀灭作用。

其次，二氧化氯还能通过氧化反应去除水中的有机物、异味物质和色素物质等污染物。

二氧化氯气体在水中溶解并与溶解氧反应，形成次氯酸和二氧化碳。

次氯酸和二氧化碳的生成过程需要一定的反应时间，所以二氧化氯消毒通常需要一定的接触时间。

此外，二氧化氯还能与亚硫酸盐等还原剂反应生成氯离子，进一步增强其消毒效果。

这种反应被称为亚硫酸盐法二氧化氯消毒法，常用于处理含有有机物质或氯消毒副产物超标的水。

亚硫酸盐在水中与二氧化氯反应生成亚硫酸氢钠和氯离子，亚硫酸氢钠能迅速中和二氧化氯，避免其过量残留。

最后，二氧化氯消毒的效果与其浓度、pH值、接触时间等因素有关。

一般来说，二氧化氯浓度越高、pH值越低，并且接触时间越长，其消毒效果越好。

根据不同的需求，可以通过调节二氧化氯的浓度、加药量和接触时间等参数来达到所需的消毒效果。

总之，二氧化氯消毒通过氧化作用杀灭微生物并去除有机污染物，是一种高效、广泛应用的消毒方式。

在实际应用中，需要根据具体情况调整相关参数，以确保消毒的效果和安全性。

自1811年英国化学家汉弗莱·戴维（Humphvy David）用硫酸将氯酸钾酸化制得二氧化氯气体以来，近两百年间，二氧化氯的制备与应用已进入了一个飞速发展的时期，它以其优良的氧化性与漂白性广泛地渗入了农产品加工、造纸、制革和纺织业、循环冷却水和废水处理，油类和燃气工业、水产养殖业以及医疗场所等领域中的应用在逐年增加。

在1881年以前，有不少人制备出了二氧化氯，如米隆，他于1843年用盐酸将氯酸钾酸化获得一种黄绿角气体，随即将这一气体吸收在碱性溶液中，获得亚氯酸盐（以及次氯酸盐），但制备出的气体中的二氧化氯并没有被识别。

直至1881年卡扎罗利﹒舍恩拉科才鉴别出这种气体是二氧化氯和氯气的混合物。

上世纪20年代，德国曾备出较纯的二氧化氯，德国生物学家艾里克·施米德（Eric Schmidt）于1921年在制备木片标本时，使用二氧化氯溶去木素而剩下碳水化合物后，发现木片标本被漂白了，于是二氧化氯作为纸浆的漂白剂有了初步的认识，但因制造工艺复杂、毒性大、成本高、产品不稳定、易爆炸、腐蚀性强，当时尚未大量工业应用。

直到1930年马蒂逊（Methieson）制碱公司研究成功工业生产二氧化氯的方法（以SO2做为还原剂还原用硫酸酸化的氯酸钠制备ClO2），1940在美国首次实现工业化生产二氧化氯，但生产的二氧化氯是用于生产亚氯酸钠，1946年加拿大和瑞典的纸浆厂开始用二氧化氯使用漂白剂漂白纸浆。

1946年加拿大拉普逊（Rapson）教授发明了制备二氧化氯新法（R1），并同年在加拿大魁北克和瑞典实现工业化生产。

R1法仍采用马蒂逊法的SO2还原NaClO3制备氯酸钠，与马蒂逊法不同的是拉普逊法没有向反应体系中加入硫酸，而是利用SO2被氧化氯后生成的硫酸来维持反应体系的酸平衡。

此法副反应多，产品不纯，其使用与推广受到了限制。

后来，教授又开发成功R2法，R2法的还原剂氯化钠还原用硫酸酸化后的氯酸钠，生成二氧化氯与氯气的混合气体，二氧化氯用冷冻水吸收，剩余的氯气用石灰乳吸收制备漂白液。

二氧化氯消毒剂与其它常用化学消毒剂的比较1、化学消毒剂的分类根据消毒剂对微生物的杀菌能力，可将消毒剂分为三类高效消毒剂：指可杀灭一切微生物，包括细菌、真菌、芽孢、病毒的消毒剂，这类消毒剂也称为灭菌剂。

有二氧化氯、双氧水、戊二醛等中效消毒剂：指不能杀死细菌芽孢，但能杀死细菌繁殖体、真菌和大多数病毒的消毒剂。

有乙醇、氯制剂等。

低效消毒剂：指可杀灭多数细菌繁殖体、部分真菌和病毒，但不能杀灭细菌芽孢、结核杆菌以及某些真菌和病毒的消毒剂。

有洗必泰、新洁尔灭等。

2、常用化学消毒种类以及作用机制和特点、过氧化物类：杀菌机理是释放出新生态原子氧，氧化菌体中的活性基团，杀菌特点是作用快而强，能杀死所有微生物。

包括：双氧水、臭氧、二氧化氯等。

该类消毒剂为灭菌剂。

广泛应用于医学消毒和工业灭菌。

、卤素类：杀菌机理是氧化菌体中的活性基团，与氨基结合使蛋白质变性。

杀菌特点是能杀死大部分微生物，性质不稳定，杀菌效果受环境条件影响大，消毒过程中易产生三致物质（治癌、致畸、致突变如三氯甲烷等），包括：漂白粉（次氯酸钠）、84消毒液、优氯净、三氯异氰尿素（钠）、碘伏等。

该类消毒剂为中效消毒剂。

其中含氯制剂主要应用于工业消毒。

、酚类：杀菌机理是蛋白质变性、沉淀或使酶系统失活；酚类能抑制和杀死部分细菌的繁殖体和亲脂病毒。

包括：苯酚、来苏水（甲酚）等。

该类消毒剂为低效消毒剂。

主要应用医学消毒。

、醛类：杀菌机理是蛋白质变性或烷基化；杀菌特点是对细菌、芽孢、真菌、病毒均有效应。

甲醛、戊二醛等。

可做灭菌剂使用。

主要应用医疗卫生的器械表面和空间消毒，不能用于食品领域的消毒。

、季铵盐类阳离子表面活性剂：杀菌机理是改变细胞膜透性，使细胞质外漏，妨碍呼吸或是蛋白质变性。

特点是能杀死细菌繁殖体，但对芽孢、真菌、病毒、结核杆菌作用差。

包括：苯扎溴铵（新吉尔灭）。

作中效消毒剂。

一般适于皮肤、粘膜、手术器械，污染的工作服的消毒。

、醇类：杀菌机理是使蛋白质变性，干挠代谢。

二氧化氯（ClO2）在饮用水处理中的应用摘要：消毒通常是传统饮用水处理工艺关键一步，从而保证了水质的安全可靠。

加入到水中消毒剂可以从根本上消除或是抑制传播水生疾病的病菌，就目前来说，氯气（cl2）以及次氯酸盐（clo-）是给水处理工业当中最常见的消毒剂。

由于认识到加氯消毒副产品的危害，现在研究人员越来越多的把目光投向了其他的替代消毒剂。

主要从水处理替代消毒剂二氧化氯（clo2）的制造，氧化方式，消毒效率以及副产物等方面进行论述。

关键词：饮用水处理、消毒、二氧化氯（clo2）、ph值1 二氧化氯（clo2）消毒1.1简介。

二氧化氯是一种含氯的中性化合物，由于其在化学反应中的单电子转移能力，二氧化氯通常在水消毒的过程中被用作高效率的氧化剂，氧化还原反应后的产物为亚氯酸根离子（clo2-）。

亚氯酸盐与亚氯酸根离子之间的电离平衡常数相对较小,这也与次氯酸（hocl）与其共轭碱对之间的电离平衡关系有着很大的不同,次氯酸的电离平衡反应多发生在中性的ph范围内,这就决定了在饮用水的应用范围内,水中的主要成分还是次氯酸根离子（clo-）。

根据werdehoff 和singer的研究,在使用二氧化氯进行给水消毒的过程中,大约有0%到70%的二氧化氯被转化成亚氯酸根离子（clo2-），还有30%左右的clo2被转化成氯酸根离子（clo3-）或氯离子（cl-）。

由于其超强的氧化能力，二氧化氯通常被用作初级或是二级消毒剂，并在对水中的气、味控制；含氯消毒副产品的消除；铁、锰离子的氧化，颜色调节以及硫化物和酚类物质的去处方面有着广泛的应用。

作为一种应用水处理中的替代消毒剂，二氧化氯对于病毒，细菌等微生物的抑制能力要超出氯气和氯氨类消毒剂。

1.2二氧化氯的制取。

因为二氧化氯具有较强的膨胀性并且在压力下容易发生爆炸，因此二氧化氯不可以被压缩或是简单的以气态的形式储存。

通常的情况下，二氧化氯多数是在现场制取。

在给水消毒的应用过程中，二氧化氯可以通过利用亚氯酸盐（如naclo2）分别与氯气（cl2）、次氯酸（hocl）或是盐酸（hcl）直接反应而生成二氧化氯。

二氧化氯与次氯酸钠消毒效果比选消毒是水处理工艺中的重要组成部分。

消毒方法大体可分为两类：物理方法和化学方法。

物理方法主要有加热、冷冻、辐照、紫外线和微波消毒等方法。

化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒药剂有多种氧化剂如氯、臭氧、碘高锰酸钾等、某些重金属离子（银、铜等）及阳离子型表面活性剂等。

其中二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒工艺属于化学方法消毒。

次氯酸钠为一种强氧化剂，在水溶液中生成次氯酸离子，通过水解反应生成次氯酸，具有与其他氯的衍生物相同的氧化和消毒作用，消毒效果不如Cl2强。

但是采用次氯酸钠消毒会产生较多的消毒副产物，如三氯乙酸、二氨乙酸、氯仿等。

次氯酸钠由于所含的有效氯易受阳光、温度的影响而分解，一般采用次氯酸钠发生器现场制取，操作简单。

次氯酸钠含有效氯6-11mg/mL。

每产生1kg有效氯，耗食盐量为3-4.5kg，耗电量为5-10kW小时，其成本低。

次氯酸钠具有原材料价格低，刺激味小的优点，但其氧化性较差，脱色过程投加量大，接触时间长。

二氧化氯易溶于水，不与水发生化学反应；其溶解度是氯的5倍而且不产生三卤甲烷等消毒副产物。

二氧化氯具有易爆炸，易挥发的特性，不宜储存，一般采用现场制取和使用。

二氧化氯不与氨氮等化合物作用而被消耗，故具有较高的余氯，杀菌消毒效果比氯更强。

Ph=6.5时，氯的灭菌效率比二氧化氯高，随着Ph提高，二氧化氯的灭菌效率将很快超过氯。

二氧化氯在较广泛的Ph范围内具有氧化能力，氧化能力为氯的二倍。

能比氯更快地氧化锰、铁，除去氯酚、藻类等引起的嗅味，具有强烈的漂白能力，可去除色度。

二氧化氯与次氯酸钠消毒与去除色度的优缺点见下表二氧化氯与次氯酸钠消毒方法的比较消毒方案二氧化氯消毒本工程处理水量Q=60000m3/d，加氯点设在清水池进水管，设计最大投氯量为10mg/L。

加氯间主要设备：自动高效复合二氧化氯发生器设备参数：Q=10.0kg/h，N=3.0Kw设备套数：4台，3用1备卸酸泵设备参数：N=1.50 Kw设备台数：1台化料器设备参数：N=1.5kw设备台数：1台。

臭氧、次氯酸钠、二氧化氯消毒剂的比较作者：佚名文章来源：本站原创点击数：240 更新时间：2006-9-16次氯酸钠、二氧化氯和臭氧的比较目前，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(二氯异氰尿酸钠)、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。

由于氯气在运输、存储方面存在安全隐患；在定量投加方面，因氯气在水中的溶解度较低，氯气容易散失，使得水中留存余量难以达到标准；同时，氯气瓶气压不断变化，存在投加计量不够准确的问题；氯气具有极强的扩散性，对环境存在毒害作用；游离氯的高活性容易形成许多象四氯化碳一类的致癌物质，故而，在常规消毒领域，取消液氯的主张越来越多，也日益受到人们的关注。

就拿氯气的安全性来说，就始终是一个让人时时警觉的问题。

在我国，几乎每年都有氯气罐泄漏的安全事故发生。

氯气作为危险品受到各国安全机关的严格管制。

前些年，发生在福建三明火车站氯气瓶运输中的跑氯事件，造成几千人的紧急疏散；在北京有些游泳场由于操作人员不谨慎，三分钟的跑氯，就有37名孩子住进医院。

2005年3月29日18时50分，江苏省淮安市境内，一辆山东鲁H－00099装有液氯危险品的运输车，行至京沪高速公路上行线103KM＋300M处，与一辆鲁QA0938货车相撞，导致鲁H－00099侧翻液氯泄漏。

截止3月31日8时，此事故已造成28人中毒死亡，285人被送往医院救治。

事故发生后，有关部门立即组织疏散村民群众近1万人，造成京沪高速公路宿迁至宝应段关闭20个小时。

我国的天津地区就明确规定公共娱乐场所禁用氯气进行消毒。

在国外许多发达国家，如美国、德国、日本等对氯气的使用有严格的限制，氯气主要用于污水处理。

而公用场所和中小型自来水厂一般不再使用液氯，而多使用次氯酸钠液体进行消毒。

当然，也可根据用水量的情况，采用其它消毒方法。

如小量饮用水的消毒就可以采用诸如紫外线、臭氧、双氧水等手段进行灭菌杀毒。

电厂补给水和循环水杀菌除藻中次氯酸钠和二氧化氯的比较河北乾元电力科技有限公司一、简述在火力发电厂补给水、循环水等水处理过程中，杀菌除藻是主要措施之一。

在90年代以前液氯作为主要的杀菌除藻剂广泛应用于电厂水处理，主要加氯设备为加氯机。

从90年代中期开始，次氯酸钠发生器开始进入电厂水处理领域，并广泛推广应用。

本世纪初二氧化氯作为新一代杀菌剂开始应用于电厂水处理。

二氧化氯作为新一代杀菌剂与次氯酸钠相比具有很大的优势。

为了使二氧化氯这一新技术在电厂尽快推广，下面就以DH系列二氧化氯发生装置和次氯酸钠发生器在技术性能上、运行方式上和经济性诸方面进行比较。

二、药剂杀菌除藻效果比较1、火力发电厂水处理系统杀菌除藻要求：杀菌效果强于传统的杀菌除藻剂；杀菌除藻效果不受PH值的影响；具有较长的维持杀菌消毒能力的时间；无毒无害，操作安全性高；2、杀菌机理与性能比较次氯酸钠溶液为淡黄色或无色液体，分子式为NaClO，有效氯含量为0.953。

其杀菌原理是在酸性或微酸性环境下，次氯酸钠在水中以次氯酸分子的形态存在，次氯酸分子极易穿透微生物细胞，具有较强的杀菌效果；次氯酸钠的杀菌过程以氯代反应为主。

二氧化氯溶液为黄色或淡黄色液体，分子式为ClO2，有效氯含量为2.63。

二氧化氯以分子态在水中存在，其分子以对微生物细胞的高穿透力和强氧化性迅速杀灭微生物。

二氧化氯作为第四代高效、广谱杀菌剂，杀菌过程为氧化还原反应，杀菌速率快，杀菌效果是次氯酸钠的4～5倍。

3、环境对杀菌效果影响次氯酸钠杀菌效果受PH值的影响很大，在碱性环境下NaClO以次氯酸根的形态存在，杀菌效果大幅度下降。

而电厂水处理水质一般均呈碱性，次氯酸钠杀菌效果较差已成为共识。

以分子态溶解于水中的二氧化氯，其杀菌效果基本不受水质PH值的影响。

在水质较差微生物含量较高或污染较严重的情况下，由于次氯酸钠杀菌速率较慢，杀菌效果也很差。

而二氧化氯由于氧化性强杀菌速度快，在水质差的情况下更凸现其杀菌的高效性能。

新《生活饮用水卫生标准》GB5749- 项目解读 二氧化氯(1)标准中的规定长期以来，饮用水消毒采用氯和漂白粉作为消毒剂是供水界所公认的，但同时其消毒副产物对人所产生的危害也越来越被人们所认识。

因此，研究替代氯的消毒剂正在受到重视。

其中除臭氧和氯胺外，二氧化氯是研究最多的，也是很有前途能替代氯的消毒剂。

1 概述物理化学性质二氧化氯为带有浅绿色的黄色有毒气体，其味道比氯更大。

在工作区域空气中的极限允许浓度(以蒸汽计)为0．1g／L(一级危险度)，有刺激性，对呼吸道有刺激作用。

感官性质水中二氧化氯的味阈值和嗅阈值为0．4mg／L。

1．2 主要用途二氧化氯用于水的消毒及控制水的气味／味道；可用作纤维素、纸浆、面粉和油的消毒剂；亦可做皮革的清洗和去鞣剂。

二氧化氯的消毒应用历史也超过50年，但真正被重视和应用还是在上世纪70年代以后，即人们认识到有机卤代物的危害及氯化消毒副产物的产生以后。

二氧化氯具有广谱杀菌性，对绝大多数细菌和病原微生物均有很好的杀灭效果，尤其对芽孢和病毒效果更明显。

其杀菌活性在很宽的pH范围内都比较稳定(pH4--10)，在水中的扩散速度比氯快、渗透能力比氯强，特别是在低浓度时。

除高效杀灭微生物作用外，它还有高选择性的优点，即几乎不与水中的有机物作用产生有害的卤代有机物，其有机副产物主要是低分子量的乙醛和羧酸，其无机副产物主要是次氯酸盐，其次是氯酸盐和氯化物。

2环境水平和人体摄入途径在处理水中二氧化氯可以很快的分解为亚氯酸盐、氯酸盐和氯离子,其中亚氯酸盐占多数。

碱性条件下分解速度会加快。

二氧化氯的摄入主要来源于饮用水。

在中性和碱性条件下ClO2能产生C102-和ClO3-：2Cl02+20H-→Cl02-+Cl03-+H20在酸性条件下：Cl02+e→Cl02-由于二氧化氯的不稳定性．使得商业上不便制成压缩气体或浓缩液,必须现场制备：为此人们开发出稳定性二氧化氯，其有效二氧化氯含量在2%以上(W／V)。

自来水消毒标准随着城市化进程的加快，自来水已成为人们生活中不可或缺的资源。

然而，在自来水输送过程中，可能会受到污染，威胁人体健康。

因此，自来水消毒已成为供水处理过程中必不可少的一个环节。

本文将详细介绍自来水消毒标准的各个方面。

一、消毒剂选择自来水消毒剂应具备高效、广谱、安全、稳定等特点，且对人体和环境不产生危害。

常用的自来水消毒剂包括氯气、次氯酸盐、二氧化氯、臭氧等。

其中，氯气和次氯酸盐是最常用的消毒剂，具有消毒效果好、成本低等优点，但会产生消毒副产物。

二氧化氯和臭氧则具有较高的氧化能力和杀菌能力，但成本较高，臭氧还有可能产生二次污染。

在实际应用中，应根据具体情况选择合适的消毒剂。

例如，对于大型自来水厂，可选用次氯酸盐或氯气进行消毒；对于小型自来水厂或农村地区，可选用氯气或漂白粉等成本较低的消毒剂。

二、投加量确定消毒剂投加量的计算主要考虑消毒剂的杀菌能力、自来水中细菌含量以及出水水质要求等因素。

一般而言，消毒剂的投加量应按照以下步骤确定：检测自来水中的细菌含量，如总大肠菌群数等指标。

根据细菌含量确定需要去除的细菌数量。

选择具有相应杀菌能力的消毒剂。

测定消毒剂的浓度和投加量。

根据实际情况调整投加量，确保出水水质达到国家标准。

具体计算方法可参考相关规范或手册。

例如，次氯酸钠溶液的投加量可按照公式：投加量（mg/L）=（需要去除的细菌数/消毒剂的杀菌率）/原水流量（L）进行计算。

三、消毒设备选型消毒设备主要有液氯消毒、次氯酸钠消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒等类型。

各类型设备的适用场景和优缺点如下：液氯消毒设备：设备简单、价格便宜、消毒效果良好，但存在安全隐患及副产物问题。

适用于大型自来水厂。

次氯酸钠消毒设备：设备简单、运行稳定、安全性高、无副产物，但存在成本较高、储存危险等问题。

适用于各类自来水厂。

二氧化氯消毒设备：具有氧化能力强、杀菌效果好、副产物少等优点，但设备成本高、运行维护复杂。

适用于对水质要求较高的自来水厂。