目前，我國給水中應(yīng)用的氧化消毒劑以液氯為主。但隨著源水污染的變化，廢水中各種有機(jī)物的含量有所增加，運(yùn)用液氯消毒會(huì)產(chǎn)生氯代有機(jī)物，其中有的產(chǎn)物具有致突變作用。為滿足人們對水質(zhì)要求的不斷提高，尋求能替代氯的更安全而經(jīng)濟(jì)的新型氧化消毒劑，成為今后給水處理的一個(gè)發(fā)展方向。其中，較有前途的是二氧化氯1二氧化氯（a2）1.1二氧化氯的應(yīng)用十九世紀(jì)初，美國科學(xué)家DaryH.發(fā)現(xiàn)了Cl2氣體。二十世紀(jì)40年代，二氧化氯開始應(yīng)用于食品加工的殺菌消毒，造紙的漂白和水的凈化處理等。由于二氧化氯不會(huì)與有機(jī)物反應(yīng)而生成THMs所以在飲用水處理中應(yīng)用越來越廣泛。1983年美國國家環(huán)保局（EPA）提出飲用水中三氯甲烷含量必須低于0. 1mg，并推薦使用Cl2消毒。二氧化氯消毒的安全性被世界衛(wèi)生組織（WHO）列為A1級，被認(rèn)定為氯系消毒劑理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。目前，美國和歐洲已有上千家水廠采用Cl2消毒；我國則多用于造紙、紡織等行業(yè)，并逐步應(yīng)用于自來水廠。

在給水處理中，Cl2不僅可以作為高效的消毒劑，還可考慮投加在原水、沉淀池前或過濾池前，進(jìn)行預(yù)氧化或中間氧化，以控制嗅味（尤其是氯酚或藻類副產(chǎn)物嗅味等），防止微生物滋長，加強(qiáng)混凝過濾；也可用于去除水中的鐵、錳和色度。另外，歐洲一些國家將Cl2、3與Cl2結(jié)合起來用于飲用水處理，取得了較好的效果。

1.2二氧化氯的物理性質(zhì)°C）下是一種黃綠色的氣體具有與氯氣、臭氧類似的刺激性氣味，分子量67. 45，比空氣重，熔點(diǎn)一59C沸點(diǎn)11C Cl2極易溶于水而不與水反應(yīng)，22C時(shí)溶解度約為氯的5倍，達(dá)2.9g.Cl2在水中的溶解度隨溫度升高而降低。同時(shí)二氧化氯分子的電子結(jié)構(gòu)雖是不飽和狀態(tài)，在水中卻不以聚合狀態(tài)存在，這對Cl2在水中迅速擴(kuò)散十分有利。

但Cl2水溶液易揮發(fā)，在較高溫度與光照下會(huì)生成ClZ與CIO―應(yīng)避光低溫保存。

據(jù)介紹，Cl2在常溫下可壓縮成深紅色液體，極易揮發(fā)，極不穩(wěn)定，光照、機(jī)械碰撞或接觸有機(jī)物都會(huì)發(fā)生爆炸；在空氣中的體積濃度超過10%或在水中濃度超過30 %時(shí)也會(huì)發(fā)生爆炸。

不過Cl2溶液濃度在10g以下時(shí)基本沒有爆炸的危險(xiǎn)。

由于Cl2對壓力、溫度和光線敏感不能壓縮進(jìn)行液化儲(chǔ)存和運(yùn)輸，只能在使用時(shí)現(xiàn)場臨時(shí)制備。

1.3二氧化氯的氧化消毒機(jī)理作為強(qiáng)氧化劑，Cl2在酸性條件下具有很強(qiáng)的氧化性：CIO2能將水中少量的S2一、Sr、NI等還原性酸根氧化去除，還可去除水中的Fe2+、Mn2+及重金屬離子等。另外，對水中有機(jī)物的氧化，Cl2以親電取代為主，而C1O2以氧化還原為主，能將腐殖酸、富里酸等降肖解且降解產(chǎn)物不以三氯甲烷形式存在。

Cl2是一種廣譜、高效的殺菌消毒劑，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，它對細(xì)菌、芽孢、藻類、真菌、病毒等均有良好的殺滅效果。關(guān)于Cl2的消毒機(jī)理，有多種解釋，一般認(rèn)為Cl2對微生物細(xì)胞壁有較好的吸附和穿透作用，能滲透到細(xì)胞內(nèi)部與含巰基（一SH）的酶反應(yīng)，使之迅速失活，抑制細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，從而達(dá)到將微生物滅活的目的。

由于細(xì)菌、病毒、真菌都是單細(xì)胞的低級微生物，其酶系分布于細(xì)胞膜表面，易于受到Cl2攻擊而失活。而人和動(dòng)物細(xì)胞中，酶系位于細(xì)胞質(zhì)之中受到系統(tǒng)的保護(hù)，Cl2難以和酶直接接觸，故其對人和動(dòng)物的危害較小。

4二氧化氯的氧化消毒特性C1O2是較強(qiáng)的氧化劑，氧化水中有機(jī)物具有選擇性。

Cl2氧化能力強(qiáng)，其氧化能力是氯的25倍，能迅速殺滅水中的病原菌、病毒和藻類（包括芽孢、病毒和蠕蟲等）。

與氯不同，Cl2消毒性能不受pH值影響。這主要是因?yàn)槁认究看温人釟⒕趸葎t靠自身殺菌。

Cl2不與氨或氯胺反應(yīng)，在含氨高的水中也可以發(fā)揮很好的殺菌作用，而使用氯消毒則會(huì)受到很大影響。

⑷Cl2隨水溫升高滅活能力加大，從而彌補(bǔ)了因水溫升高Cl2在水中溶解度的下降。

Cl2的殘余量能在官網(wǎng)中持續(xù)很長時(shí)間，故對病毒、細(xì)菌的滅活效果比臭氧和氯更有效。

Cl2具有較強(qiáng)的脫色、去味及除鐵、錳效果。

Cl2消毒只是有選擇的與某些有機(jī)物進(jìn)行氧化反應(yīng)將其降解為以含氧基團(tuán)為主的產(chǎn)物，不產(chǎn)生氯化有機(jī)物，所需投加量小，約為氯投加量的40%且不受水中氨氮的影響。因此，采用Cl2代替氯消毒，可使水中三氯甲烷生成量減少90% 1.5二氧化氯的制備及經(jīng)濟(jì)性比較Cl2的制備方法有化學(xué)反應(yīng)法、電解食鹽法、離子交換法等。其中化學(xué)法和電解法在生產(chǎn)上應(yīng)用較多。

1.5.1化學(xué)法化學(xué)反應(yīng)制取Cl2的方法有：鹽酸與亞氯酸鈉反應(yīng)鹽酸與氯酸鈉反應(yīng)根據(jù)方法（3）研制的Cl2發(fā)生器，使用時(shí)固體亞氯酸鈉置于反應(yīng)器中，以空氣稀釋的氯氣通過反應(yīng)器，這樣可在反應(yīng)過程中一直保持過量的亞氯酸鈉，使全部氯氣都參與反應(yīng)從而避免產(chǎn)物中混入氯氣。但由于NaCl2價(jià)格昂貴，這種方法的成本與運(yùn)行費(fèi)用較高，難以在飲用水處理中推廣。

目前，一般談到的化學(xué)法制取Cl2指方法（1）。這種方法生產(chǎn)規(guī)模較小，設(shè)備簡單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，適于水處理中生產(chǎn)應(yīng)用；但碰到的問題同樣是NaCl2價(jià)格昂貴，且該法Cl2的理論產(chǎn)率只有80 %.為此，有公司研制出使用NaCl3和H2SO4反應(yīng)制取Cl2的二氧化氯發(fā)生器，其反應(yīng)原理是：反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生氯氣，用戶再根據(jù)需要將氣體純化據(jù)稱該種發(fā)生器產(chǎn)生的混合氣體中Cl2占70 %其余30%為Ck.使用純化器后Cl2的含量可達(dá)95 %.該發(fā)生器價(jià)格不到相同規(guī)格電解法發(fā)生器的1/2比使用NaCl2的發(fā)生器價(jià)格還低。設(shè)備可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，也可以間歇使用，發(fā)生器可調(diào)范圍大。同時(shí)，NaCl3價(jià)格低廉，只有NaCl2價(jià)格的十分之一，運(yùn)行費(fèi)用較低，有一定的競爭力。

1.5.2電解法用隔膜電解工藝，在陽極室注入飽和食鹽水，陰極室加入自來水，接通電源后使離子定向遷移，從而在陽極室及中性電極周圍產(chǎn)生Cl2、3、H22、Cl2等混合氣體。生產(chǎn)中可以通過降低電解溫度，控制鹽水流量，增加陽極室ClO含量等方法提高Cl2產(chǎn)率。產(chǎn)生的混合氣體Cl2僅占10%左右，除了3、H2O2外，大部分是氯氣。這就無法避免液氯消毒的缺點(diǎn)。同時(shí)Cl2含量也難以精確計(jì)算設(shè)備復(fù)雜，易損壞部件價(jià)格昂貴。運(yùn)行維護(hù)困難。但目前國內(nèi)仍多用此法。

也有報(bào)道稱電解法可生產(chǎn)一種以Cl2為主的復(fù)合消毒劑，其成分Cl2占37%，Cl2占27 %，其它占11%.由于氧化作用速度3>Cl2>Cl2，所以3和Cl2首先將水中的有機(jī)物氧化分解解并進(jìn)行消毒，而27 %的Cl2可保證水中足夠的余氯。這對快速氧化和殺滅水中微生物及穩(wěn)定水質(zhì)都有很好的效果。

另外，曾有液體穩(wěn)定性Cl2、固體穩(wěn)定性Cl2的研究報(bào)道。根據(jù)有關(guān)資料介紹，投加10 mg的液氯進(jìn)行消毒，藥劑成本約0.022元/噸水；利用HCl和NaCl2制取的Cl2按0. 5mg/l投加，噸水消毒成本約0. 02元。而采用液體穩(wěn)定性二氧化氯和固體穩(wěn)定性二氧化氯消毒，藥劑成本分別為每噸水0.35元和0.12元（投加量5mg），顯然經(jīng)濟(jì)性較差。

6使用二氧化氯存在的問題Cl2加入水中后，會(huì)有50%~70%轉(zhuǎn)變?yōu)閏i2與cio―很多實(shí)驗(yàn)表明ci2、a3對血紅細(xì)胞有損害，對碘的吸收代謝有干擾，還會(huì)使血液中膽固醇升高。美國EPA建議二氧化氯消毒時(shí)殘余氧化劑總量（ci2+aoi+a7）<1.0mg/l使對正常人群健康不致有影響。而實(shí)際應(yīng)用中Cl2的劑量都控制在0.5mg以下。

Cl2氧化分解有機(jī)物具有較強(qiáng)的選擇性。

它能氧化去除水中的Fe2+、Mn2+、氰化物、酚等；能氧化硫醇、仲胺和叔胺，消除水中的不愉快氣味，卻不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有機(jī)物，導(dǎo)致去除不徹底。

二氧化氯性質(zhì)比較活潑，易爆炸，且其本身也有毒性。因此在使用Cl2時(shí)要十分注意安全。一般在Cl2制備系統(tǒng)中應(yīng)嚴(yán)格控制原料稀釋濃度，防止誤操作并應(yīng)建立相應(yīng)安全措施。

Cl2儲(chǔ)存要低溫避光；Cl2車間禁用火種，要有良好的通風(fēng)換氣設(shè)備。

2.1臭氧的應(yīng)用的存在。1886年法國人Metenus發(fā)現(xiàn)臭氧具有殺菌作用。1893年荷蘭首先將臭氧應(yīng)用于水的消毒處理。1906年法國的Nice城將臭氧用于大規(guī)模凈水廠的水處理，至今已有近百年歷史。

臭氧氧化能力強(qiáng)，用于消毒殺菌殺傷力大，速度快；臭氧可氧化溶解性鐵、猛，形成高價(jià)沉淀物，使之易于去除；可將氰化物、酚等有毒有害物質(zhì)氧化為無害物質(zhì)；可氧化致嗅和致色物質(zhì)，從而減少嗅味，降低色度；可將生物難分解的大分子有機(jī)物氧化分解為中小分子量有機(jī)物，使之易于生物降解；使用臭氧預(yù)處理，還可以起到微絮凝作用，提高出水水質(zhì)；應(yīng)用臭氧，不會(huì)在處理過程中產(chǎn)生有害的三致物質(zhì)。