供水消毒劑中“氯”的應(yīng)用分析

姜學(xué)杰

摘 要：水是生命之源，水和我們的生活息息相關(guān)，為了保障人民的身體健康，生活飲用水必須進(jìn)行徹底消毒處理后，才可向用戶供給。而在我國，普便采用含氯消毒劑進(jìn)行消毒，那么“氯”在其中起到什么樣的作用呢？本文從消毒的目的、氯的消毒原理、影響氯消毒效果的主要因素、常見消毒劑的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)等四個(gè)方面對含氯消毒劑中“氯”的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：消毒;目的;原理;因素;健康

水，是生命的源泉，地球上一切生命活動(dòng)都源自于水。水，潤澤世界，決定萬物的生存與進(jìn)化，更是人類生存的基礎(chǔ)。為了保障人民群眾的身體健康，飲用水在提供給用戶之前必須進(jìn)行徹底的消毒。而在我國，普遍采用含氯消毒劑進(jìn)行消毒，那么“氯”在其中起到什么樣的作用呢？

一、消毒的目的

為防止通過飲用水傳播疾病，在生活飲用水處理中，消毒是必不可少的。我國現(xiàn)在大部分供水公司采用公共給水氯化。原水經(jīng)過混凝，沉淀和過濾以后，去除了水中的懸浮物質(zhì)和膠體雜質(zhì)，使水變清，同時(shí)粘附在雜質(zhì)顆粒上的細(xì)菌，大腸桿菌和其他微生物也被去除，但水中仍還有一定數(shù)量的微生物包括對人體有害的病原菌。消毒并非要把水中微生物全部消滅，主要是殺掉對人體健康有害的病原菌、病毒及原生動(dòng)物胞囊等。經(jīng)過消毒處理的水，可以允許含有少量的對人體健康無害的細(xì)菌。

二、氯的消毒原理

氯是一種有強(qiáng)烈刺激的黃綠色氣體。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下。溫度0℃時(shí)。每升重3.22g，約為空氣重的2.5倍。當(dāng)溫度低于-33.6℃時(shí)，氯呈液態(tài)。在常溫下加壓6～8個(gè)大氣壓時(shí)，成為液態(tài)，灌入鋼瓶內(nèi)，便于貯藏和運(yùn)輸。

氯氣加入水中后，會(huì)產(chǎn)生一系列化學(xué)變化。不同的原水水質(zhì)其化學(xué)反應(yīng)的過程也不一樣，但最終起消毒作用的產(chǎn)物為次氯酸根離子。

（一）當(dāng)水中無氨氮存在時(shí)

Cl2+H2OH0Cl+H++C1-

次氯酸是種弱電解質(zhì)，它按下式離解成H+和OCl-：

H0CLH++OCl-

對于氯的消毒機(jī)理，近代認(rèn)為。次氯酸HOCL起了主要的消毒作用。氯氣溶解在水中后，水解為HCl和次氯酸HOCl，次氯酸再離解為H+和OCl一。在酸性條件下，次氯酸HOCl的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位是1.49V，而在中性和堿性條件下次氯酸根OCl一的標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位分別是1.2V和0.9V。因此HOCl比0Cl一的氧化能力要強(qiáng)得多。

（二）當(dāng)水中有氨氮存在時(shí)

地面水源的水中含有各種各樣的雜質(zhì)，所以加氯的化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上是復(fù)雜的。由于污水排入江河、帶入了許多有機(jī)物，其中含有相當(dāng)數(shù)量的氮化合物，它的性質(zhì)很不穩(wěn)定，常因水中細(xì)菌的作用逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榘?、氨在水中呈游離狀態(tài)或以銨鹽形式出現(xiàn)。

加氯后，氯與水中的氨結(jié)合生成氨胺稱化合性氯（結(jié)合性氯），氯胺同樣能起消毒作用：

NH3+Cl2NH2Cl+HCL

NH3+2Cl2NHCl2+2HCL

NH3+3Cl2NHCl3+3HCL

氯胺與水作用能生次氧酸HOCL：

NH2CL+H2ONHCl3+HOCL

NHCL2+2H2ONH3+2HOCL

一氯胺（NH2Cl）、二氯胺（NHCL2）起消毒作用，二氯胺比一氯胺消毒作用強(qiáng)，三氯胺（NCl3）不起消毒作用。加氯后究竟生成哪種氯胺，各種氯胺的生成量多少。決定于水的pH值和水中氯與氨的比例。實(shí)踐證明，在pH較低時(shí)二氯胺的生成量比一氯胺形成多。所以說pH值低時(shí)，氯的消毒效果好。

氯胺也能和水作用生成次氯酸HOCL，但反應(yīng)速度比氯慢得多。所以氯胺的消毒作用較慢。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用游離性氯消毒在5min內(nèi)殺菌率可達(dá)99%以上、而用氯胺殺菌時(shí)，5min內(nèi)只達(dá)到60%，如果將水與氯胺的接觸時(shí)間延長到20h，殺菌率才能達(dá)到99%以上。氨胺消毒的特點(diǎn)是見效慢。但消失的也慢。如果水廠的清水池容積較大。水的停留時(shí)間較長，也就是說能夠保證氯、氨在水中有足夠的接觸時(shí)間時(shí)，可以考慮采用氯胺消毒;如果城市的供水管網(wǎng)遠(yuǎn)處延伸，采用氯胺消毒，將有助于保持一定量的剩余氯在供水管網(wǎng)和它的末端，而不需要在管網(wǎng)的中途再次添加氯，也能達(dá)到保證管網(wǎng)水質(zhì)的目的。在水中的游離氯容易產(chǎn)生氯臭的氣味。當(dāng)酚存在于水中時(shí)，氯酚氣味更是令人惡心。采用氨胺消毒可以大大減少酚臭類氣味。當(dāng)水中不含氨或含氨量很小時(shí)，如實(shí)施氯胺消毒，應(yīng)在加氯的同時(shí)加氨。

三、影響氯消毒效果的主要因素

（一）接觸時(shí)間

當(dāng)水中的余氯量一定時(shí)，接觸時(shí)間長，消毒效果就好，但不能過長，過長會(huì)造成余氯損失。我國“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定：水廠出廠水的游離性余氯，在接觸30min后，應(yīng)不低于0.3mg/L，在管網(wǎng)末梢水應(yīng)不低于0.05mg/L;如用氯胺消毒，結(jié)合性余氯應(yīng)為游離性余氯的二倍以上，接觸時(shí)間不少于2h，關(guān)于剩余氯究竟維持多少最為適當(dāng)。應(yīng)根據(jù)細(xì)菌和大腸菌的檢驗(yàn)結(jié)果，以符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

（二）投氯量

在相同的原水和相同的接觸時(shí)間中，氯的投入量越多消毒的效果會(huì)越好，但殘留氯在水中不宜過大，殘留氯量過大，不僅液體氨被浪費(fèi)，而且會(huì)產(chǎn)生氯嗅的氣味，這將使得用戶不滿。如果氨的添加量不充分時(shí)，殺菌的效果將無法實(shí)現(xiàn)。當(dāng)氯加入水中后，不只是殺死細(xì)菌，而且還和水中的有機(jī)物起作用。使水的色度、濁度、臭味等得到進(jìn)一步的改善。除了殺死細(xì)菌和大腸桿菌，它還消除了有害于人體健康的致病細(xì)菌，同時(shí)會(huì)氧化有機(jī)物。保持余氯的一定量，會(huì)抑制在水中的殘余細(xì)菌的再生長，并且防止水從管道網(wǎng)絡(luò)中再次被污染。

（三）pH值

消毒效果與水的pH值成反比，pH值高，消毒效果差。CL2的水解反應(yīng)可在幾秒鐘內(nèi)完成，但HOCL和OCL的多少與反應(yīng)條件有關(guān)，其中最重要的就是水的pH值。根據(jù)研究得知當(dāng)pH=2～7時(shí)，HOCL占比例很大：當(dāng)pH=7.4時(shí)，H0-和OCL-含量相等：當(dāng)pH=9.5時(shí)幾乎完全是OCL-。總之為了增大次氯酸的含量，加氯消毒時(shí)控空制水的pH值是很重要的。

（四）水溫

水的溫度對游離殘留氯的消毒效果并不顯著，但對于氯胺消毒，高水溫可以加快消毒殺菌的速度。

（五）渾濁度

水的濁度越低，消毒效果越好。渾濁水中的雜質(zhì)要消耗一部分氯量，同時(shí)微生物又可以隱藏其間，會(huì)降低殺菌效果。

（六）氨氨物質(zhì)

在水中的氨和氮化合物對消毒效果的影響很大。在水中的亞硝酸鹽會(huì)消耗一定量的氯，游離氨與氯反應(yīng)形成的化合性殘留氯，會(huì)降低并延遲殺菌功能和速度。

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