2、稳定性亚氯酸钠溶液的性质
1.热稳定性:采用加速实验法，将稳定性亚氯酸钠溶液在54℃连续放置14天，即相当于室温下放置一年叫，以相同浓度的亚氯酸钠原溶液作对比，结果表明，稳定性相当于室温下放置一年，以相同浓度的亚氯酸钠原溶液作对比，结果表明，稳定性亚氯酸钠溶液14天后浓度仅下降了1.67%，而亚氯酸钠原溶液14天后溶液浓度则下降了 21.77%，高出7倍多。由此可见稳定性亚氯酸钠溶液的热稳定性良好。
2.光稳定性:阳光照射4h后，稳定性亚氯酸钠溶液溶液的浓度下降率远低于相同浓度的原溶液，说明其光稳定性大大提高。另外还发现，在阳光直射下，亚氯酸钠原溶液很快变成黄绿色并产生气泡，原因是亚氯酸钠发生分解放出了二氧化氯气体，而稳定性溶液的颜色基本上没有发生变化，表明该溶液光稳定性良好。
3.酸稳定性:溶液的酸稳定性可以用溶液对酸侵入的敏感程度来表示。加入相同体积的酸时，稳定性亚氯酸钠溶液的pH值下降较慢，加入1.0mllmol/L的盐酸，溶液 pH值由8.85降至6.45，下降了2.31，说明溶液具有一定的缓冲能力，而亚氯酸钠原溶液对酸敏感，pH值下降快，加入1.0mllmol/L的盐酸，溶液pH值由11.43降至5.57， 下降了5.86，不具有缓冲作用。随着酸的加入，溶液中亚氯酸钠不断分解，浓度不断降低，相对于亚氯酸钠原溶液，稳定溶液的浓度下降率减缓，说明稳定性亚氯酸钠溶液对酸稳定性明显提高。
4.安全性:稳定性亚氯酸钠溶液的各个组分都没有毒副作用，加酸活化后，其分解产物主要是二氧化氯、水、氯化钠、二氧化碳、氧气等无毒物质，对高等生物细胞无不良影响，也不会改变样品的组织结构和感官性状，具有高度的安全性和作用温和性。
2.3稳定性亚氯酸钠溶液的活化和杀菌效果
稳定性亚氯酸钠溶液在使用过程中，必须经过加酸活化后才能释放出有效成分一一 二氧化氯，从而发挥其强力杀菌消毒作用。活化剂根据性质不同，分为即效活化剂和缓效活化剂两大类，也就是强酸和弱酸。实验表明，弱酸作活化剂一般仅能活化60%的二氧化氯，损失较大，因此，一般都以盐酸为活化剂，其活化效率较高，活化时间相对较短，当活化至pH值0.5时，10min内的活化率大于90%，活化较完全

亚氯酸钠酸化法发生CIO 2 的机理是酸分解需要 CIO2一 质子化形成亚氯酸H ClO 2; N aCIO2在酸性条件下，CIO 2一 以可测量的速率稳定的分解成C I O 2 ，其分解速率是温度和p H 值的函数。酸化法发生CIO2的设备有法国德格雷蒙公司的二氧化氯发生器、德国普罗名特二氧化氯发生器等; 我国有清华同方股份有限公司的亚氯酸钠法二氧化氯发生器等。

稳定性亚氯酸钠溶液对各种微生物都有较好的杀菌效果，以含二氧化氯75mg/L的溶液分别对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌作用5min和10min，含300mg/L的溶液对青霉作用10mni，杀灭率均达100%。二氧化氯的浓度、作用时间、温度、溶液pH值及有机物对二氧化氯的杀菌效果均有一定的影响，其杀菌效果随溶液浓度、作用时间、温度的 增高而增高，随有机物的增加而降低，基本上不受溶液pH值的影响，但酸性条件下较好。
四、稳定性亚氯酸钠溶液有效浓度的测定
稳定性亚氯酸钠溶液是由多种物质配成的稳定体系，体系中各种成分会发生一定的反应和变化，其中的含氯化合物形态有游离氯(C12)、亚氯酸根(CIO2ˉ)、氯酸根(CIO3ˉ)、 二氧化氯(C102)等。加入酸性活化剂后，酸首先破坏缓冲体系，然后氢离子就会与溶液中的亚氯酸盐作用生成二氧化氯，从而发挥高效的氧化、消毒作用，反应式如下:
5C102一+4H+→4C102+CIˉ+2H20
因此，在该稳定体系中，我们主要关心的是亚氯酸盐和二氧化氯的含量，通过对其含量的测定，可知道该溶液的有效浓度。
1测定方法的选择
测定溶液中二氧化氯及亚氯酸钠含量的方法主要有顺序电流滴定法、离子射流法、间接分光光度法、直接分光光度法、离子色谱法和五步碘量法等。
1.1顺序电流滴定法
该法是利用不同pH值条件下CIO2、ClO2一、C12和CIO3一与Iˉ的不同反应阶数生成不同量的I2，再用氧化苯砷或硫代硫酸钠作滴定剂，分步滴定游离出的I2，以反应的电位突变点确定终点，再计算出各物质含量的方法。这种测定方法区分测定各种氯化合物的 精度和准确度很高，但需要专用设备和较强的分析技能。
1.2离子射流法
该法是一种基于动力学的自动选择性碘量法。其基本原理同顺序电流滴定法，但最后用分光光度计测定生成的碘来确定各物质的浓度。该法整个反应和测定过程均在密闭条件下进行以防止Iˉ的空气氧化，分析过程迅速、简单，自动化程度高，但需要昂贵的设备离子射流器，影响了该法的推广。
1.3.间接分光光度法
间接分光光度法，即比色法，是在其他几种物质的存在下，不受干扰的测定CIO2、 CIO2一、CI2和CIO3ˉ中的一种或两种物质，这4种物质的区分测定则需要由其他测定方 法相配合来完成。该法测定有简便、快速、直接、选择性好等优点，但只能测定其中的 一种或两种物质，需要其他方法配合才能区分测定，而且所需药剂如丽丝胺绿、氯酚红、 酸性铭紫K等在国内很难买到。
1.4.直接分光光度法
CIO2在360nm处有一个最大的吸收值，C102一在260nm处有最大吸收，据此可测定 CIO2、CIO2一的含量，氯气干扰可通过加氨基磺酸、丙二酸等掩蔽测定。该法测定方便、 迅速，无需加药剂。
1.5.离子色谱法
离子色谱法是通过电导率来测定CIO2一和CIO3一的含量。对这两种物质的检测不受水中其他氧化剂的干扰，但不能测出CIO2和CI2的含量，需要其他方法相配合。
1.6.五步碘量法
该方法的原理和步骤同顺序电流滴定法一样，只是不采用电流滴定仪，而用碘量法分步滴定。其终点则由淀粉指示剂颜色突变确定。该法最大的优点是简单易行，如手工操作方法得当，也能取得较高的准确性，所以得到广泛应用。
介于上述各测定分析方法的优缺点，本文选择五步碘量法对稳定性亚氯酸钠溶液进行成分分析。
2材料和方法
2.1实验材料及主要仪器设备
2.1.1主要试剂
稳定性亚氯酸钠溶液;硫代硫酸钠;无水碳酸钠;基准重铬酸钾;浓硫酸;碘化钾;可溶性淀粉:无水磷酸二氢钾:十二水磷酸氢二钠;溴化钾
12实验内容和方法
2.1五步碘量法原理
五步碘量法是根据不同pH条件下，C102、C12、CIO2ˉ及CIO3ˉ与Iˉ的氧化还原反应来测定各物质含量的方法。反应式如下:
C12+2Iˉ一I2+2CIˉ (PH≤7)
2C102+2Iˉ—12+2CIO2一 (PH＝6.8～7)
2CIO2ˉ+101ˉ+8H+—512+2CIˉ+4H2O (pH≤2)
CIO2一+4Iˉ+4H+—2I2+Clˉ+2H20 (pH≤2)
CIO3一+6Iˉ+6H+—312+Clˉ+3H2O (酸度≥6M盐酸)
用Na2S2O3溶液滴定游离出的12，确定各物质的量:
2Na2S203+12一Na2S406+21ˉ+2Na+
2.2主要试剂配制
1.硫代硫酸钠标准溶液 (Na2S203，0.lmol/L)配制及标定
配制:称取26gNa2S2O35H2O于l000mL棕色容量瓶中，加入0.2g无水碳酸钠， 用二次蒸馏水定容至刻度，摇匀，暗处放置两周后过滤并标定其浓度。
标定:准确称取120℃烘千至恒重的基准重铬酸钾0.05一0.10g，置于250ml容量瓶中，加蒸馏水40ml溶解。加2mol/L硫酸15ml和100g/L碘化钾溶液l0ml，盖上盖混 匀，加蒸馏水数滴于碘量瓶盖缘，置暗处10mni后再加蒸馏水90ml。用硫代硫酸钠标 准溶液滴定至溶液呈淡黄色，加5g/L淀粉溶液10滴(溶液立即变蓝色)，继续滴定到溶 液由蓝色变成亮绿色。记录硫代硫酸钠溶液的总毫升数，同时作空白校正。
m
C二—
004903(V2一V1)
式中:C— 硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L
04903— 1mol/L硫代硫酸钠标准溶液lml相当于重铬酸钾的克数;
V2—重铬酸钾消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积数 ml
V1— 试剂空白消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积数 ml
2.淀粉指示剂:0.5g淀粉中加少许冷水调成糊状，倾入100ml沸腾的蒸馏水中搅拌 沉淀过夜，上清液加。0.125g水杨酸和0.4g氯化锌防腐。
3磷酸盐缓冲溶液(pH=7.00):溶解25.4g无水kH2PO4和86.0gNa2HP04.12H2O于800ml蒸馏水中，用水稀释成1000ml。
.2.3操作步骤
第一步:在第一个碘量瓶中加入lmlpH=7.00的缓冲液，90ml去离子水，适量的待测液，尽量避免试样与空气接触。加入10ml碘化钾溶液，碘量法滴定至终点。记录读数A(ml)。
第二步:继续做第一瓶水样，在上述水样中加入lmll:9的盐酸溶液，在黑暗中放 置5min，碘量法滴定至终点。记录读数B(ml)。
第三步:取第二个碘量瓶加lmlpH=7.00的缓冲液，90ml去离子水，适量的待测液，尽量避免试样与空气接触。用纯氮气吹气10min后，加入10ml碘化钾溶液，碘量法滴定至终点。记录读数C(ml)。
第四步:继续做第二瓶水样，在上述水样中加入lml1:9的盐酸溶液，在黑暗中放置5min，碘量法滴定至终点。记录读数D。
第五步:取第三个碘量瓶加入25ml饱和Na2HPO4溶液。另取一个50ml碘量瓶， 在其中加入lml溴化钾溶液和10ml浓盐酸，混合均匀，加入适量的待测液 尽量避免 试样与空气接触。定容至约50ml，摇匀，在暗处放置20min，加入10ml碘化钾溶液，剧烈震荡10s后转移至第三个碘量瓶中，最后定容总体积约150ml，碘量法滴定至终点。 记录读数E1(ml)。同时用蒸馏水代替水样做空白试验，记录读数E0 (ml)。最后得读 数E(ml)=El一E0。
以上数据代表各组分的量表示如下:
A=C12+1/5CIO2
B=4/5CIO2+CIO2ˉ
C=未吹出的C12
D=C102一;
E=CIO2+CI2+C102一+C103-
2.4计算方法
C12(mg/L)=[A一(B一D)/4]×M×35450/V
C102(mg/L)=5/4(B一D)×M×13490/V
CIO2一(mg/L)=D×M×16863/V
C103一(mg/L)=[E一(A+B)]×M×13908/V
式中:A、B、C、0、E— 上述各步中消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积，ml
M— 硫代硫酸钠标准溶液的浓度，mol/L
V— 待测液的样品体积，ml。
3结果与讨论
用五步碘量法测定稳定性亚氯酸钠溶液将稀释100倍后其中各物质含量结果如下：
表2.1稳定性亚氯酸钠溶液中主要含量的测定
项 目 CI02 ˉ CI03ˉ CI02 CI2
测定值(mg/L) 1301.04 8.57 1.77 5.56
从表中的数据可知，稳定性亚氯酸钠溶液中的主要成分是CIO2一，只有少部分转化为其他物质，其有效浓度应为C102一与CIO2含量之和，换算成原溶液，其浓度为10.42%，明显高于稳定性二氧化氯溶液2%的水平。

二氧化氯在水厂应用中存在问题分析
王丽 张光明
(深圳市水质检测中心 清华大学深圳研究生院)
摘要:
不同纯度的二氧化氯C102用于水厂消毒，其生成的三氯甲烷量以及Ames试验结果是不同的，较高纯度的C102才可有效控制三氯甲烷量和Ames试验结果阴性。在C102消毒的水厂中普遍检测出C102消毒的无机副产物亚氯酸盐C102ˉ。C102去除藻类效果较好，但有可能增加藻毒素的风险。
关键词：二氧化氯C102，三氯甲烷，亚氯酸盐C102ˉ ,藻
长期以来，简便而又经济的氯消毒是世界上绝大多数水厂所采用的消毒方法，然而自1974年发现饮水氯消毒产生三卤甲烷类物质以后，对饮水消毒的安全研究越来越深入。二氧化氯C102由于与水中的氯化前驱物反应不生成三卤甲烷类物质而成为氯的较好替代消毒剂，己经逐渐在一些小水厂得到应用，深圳市现在一些小水厂使用CIO2采用的是氯酸盐法现场发生产生CIO2。
大量研究表明，C102能够有效杀灭水中的细菌、病毒、藻类以及浮游生物等有害微生物，对水中的Fe2+, Mn2+, S2–, CNˉ以及酚类和胺类等无机和有机污染物均有良好的去除效果。同其它消毒剂相比，C102具有自己独特的优点，但在其消毒过程中的化学和生物安全性问题也值得关注。
1 C I 02应用中的纯度问题
1.1不同纯度的C102对三级甲烷生成的影响
C102的发生方法主要有两种一化学法和电解法，其中化学法发生C102的技术相对成熟，电解法发生CIO2技术正在发展中。化学法发生C102分为亚氯酸钠法和氯酸钠法。由于C102发生方法和发生技术的不同，产生的CIO2纯度也不尽相同，即在C102气体中含有浓度不同的CI2。表1为C102和CI2混合液与氯化前驱物间苯三酚、间苯二酚反应生成三氯甲烷 CHC13的试验结果。
由表1可见，C102和CI2混合液与间苯三酚、间苯二酚反应，随

着CIO2在混合消毒剂中所占比例的增加，CHC13生成量才有较大幅度的降低，但C102含量在70%以前，CHC13生成量降低十分明显，C102含量达90%时CHC13可达98%去除率，即基本控制了CHC13生成。岳舜琳考察了C102和CI2混合投加对自来水中总三卤甲烷TTHMs产生的影响，发现混合消毒剂中C102含量为70%时，对TTHMs的去除率为93%, C102含量为85%时，TTHMs去除率为100%。
1.2不同浓度的CIO2消毒水样Ames试验结果
在本研究中，C102与C12混合消毒剂中消毒水样的Ames试验水样采自深圳某水库源水。在源水中分别投加53%和78%的C102与C12混合消毒剂(C102和C12总量为20mg/L，为使反应完全，投加量大于水厂的实际投加量)，密封反应装置，反应1d，每份水样富集400L，富集后的水样进行Ames试验。其结果见表2。
由表2可见，53%C102混合消毒剂用于饮用水消毒，对于TA98菌株，在剂量为1.0皿/L，不加S9活化，诱变指数MR为2.32，剂量2.0皿/L，MR为2.59，加S9活化后，MR为2.84, MR出现了大于2的情况。水样与78%C102混合消毒剂作用后，TA100与TA98菌株，无论是加与不加S9活化，其MR均小于2.0。可见，C102与C12混合消毒剂用于饮水消毒其中的C102质量百分数必须足够大，即可抑制CHC13的生成，并可保证Ames结果为阴性。
某水厂以二氧化氯混合液(其中C102含量为33.9%, C12含量为39.1 %)进行饮用水消毒，研究目TA98无S9活化时，当剂量为1.0皿/L和2.0皿/L时，MR值分别由原水的1.56和1.71，消毒后2.11和2.60，虽然没有明显的剂量反应关系，但可以判断该水样经混合C102消毒后Ames试验结为阳性。
综上所述，纯度不同的C102应用于水厂消毒，对CHC13生成量和Ames试验结果影响不同，应根据具体状况选取纯度相对高的C102，才可抑制CHC13的生成，保证Ames试验结果阳性。
2 C I 02消毒的副产物及检出情况
2.1 C102消毒的无机副产物
C102由于其强氧化性能，在消毒过程中产生的主要是氧化副产物，而不是氯化副产物。C102在消毒过程中会氧化水中的一些还原性物质并生成C102ˉ，其反应为1 mol电子氧化反应:
C102 + e = C102ˉ(1)
C102一离子也是一种有效的氧化剂，它终将消耗在氧化还原中:
C102ˉ + 4H+ + 4e ˉ= C1ˉ+ 2H20 （2 )
但在饮用水条件下消耗速率比C102低得多。在水处理条件下，大约50%-70%参与反应的C102立即以C102一和氯化物的形式残留，剩余的C102一通过方程式(2)的反应在配水中继续降解，所以C102与水中的物质反应后主要是以C102一型体存在。
C102生产方法主要有亚氯酸盐、氯酸盐和电解法，由于发生器的设计、发生条件以及采用原料的不同，使得生产的C102中也含有一些C102一和C103– 。
C102本身在光和热的作用下会歧化分解产生一定量的C102一和C103一 。
国外一些学者对应用C102消毒的水厂的出厂水C102, C102一和C103一的情况进行了调查分析，发现C102一和C103一在出厂水中普遍存在。
美国现行饮用水水质标准(2001年)规定最大浓度MRDL不得超过0.8mg/L, USEPA推荐在出厂水中ClO2, C102一和C103一总剩余浓度不得大于1.0mg/L。我国现行的饮用水标准GB5749-85、欧盟饮用水水质指令(98/83/EC)中对该项目未作规定。卫生部《生活饮用水卫生规范》(2001年)要求采用C102消毒的水厂出厂水C102一不得大于0.2mg/L 。
2.2 CIO2消毒水厂CIO2–检出情况
对采用C12进行预氧化消毒的某市水厂出厂水进行采样，离子色谱法分析其中的C1O2一，其结果见表3。由表3可见，采用C102预氧化消毒的水厂出厂水CIO2一浓度均大于0. 2mg/L，大多数在0.6mg/L-0. 8mg/L范围内，但也有大于0. 8mg/L的现象出现。

2.3 C102–的去除
CIO2消毒产生的C102一与待消毒水质密切相关，水质越好，生成的C102一越少。现在我市采用C1O2消毒的水厂均未采用C102一去除技术。生成的C102一一般通过以下方式去除。
(1)亚铁还原法
Fe2+可以还原CIO2一为本身被氧化成Fe3+，Fe3+在碱性条件下生成红色Fe(OH)3沉淀，反应速度很快，其原料FeCI2和FeSO4价格便宜。反应式为:
CIO2一 ＋4Fe2++ l 0H2O=4Fe(OH)3＋＋CIˉ＋8H+
该历程中Fe2+和的化学计量数为4，其质量比率为3.3 。pH大于5时，反应速率非常快，溶解氧在pH小于10的介质中对反应的影响很小，并且Fe2+的反应副产物Fe(OH)3对后处理和配水系统不会构成影响。
( 2) S203一还原法
40mg/L的硫代硫酸钠NaS203可以有效去除浓度高达4.0mg/L的C102－，并没有C103一生成。但在近中性的水处理条件下使C1O2－的浓度降至要求的程度，则需要较长的反应时间。
(3)活性炭吸附法
粒状活性炭(GAC)主要通过表面吸附和氧化还原反应来去除C1O2一，当C1O2–被GAC饱和吸附后，就在其表面发生氧化还原反应，CIO2一被还原为CIˉ。
尽可能去除C1O2一，并保证过程中不能有C103一生成，同时反应要快，这是去除C102一的基本原则。亚铁还原法为去除C102一的首选方法之一。
3 C I 02对藻类的去除以及产生的问题
3.1藻毒素的产生
藻毒素主要的结构特征为N一甲基脱氢丙氨酸以及两个L-氨基酸残基X和Z。篮藻是己知的产生毒素最多的门类。
己证实微囊藻毒素是一种肝毒素，虽然主要存在于藻细胞中，但是当藻细胞死亡解体后，不断有藻毒素释放到水体，对饮水造成危害，已证实某些地区的肝癌高发率与饮用水源中的水华大量发生有关。
3.2水源水藻类的检出情况
深圳市主要水源水库水质具有高藻、低浊特点，图1显示了深圳市4个主要水库2003年藻类变化情况。由图1可见，藻类年平均值均在107个/L以上，含藻量变化的季节行特征较为明显。7月-11月份藻类达到最高值。尽管水厂现有的常规处理工艺对藻类有一定的去除效果，但出厂水中仍存在一定数量的残余藻类，并有可能影响水的嗅味和色度，降低饮用水的化学和微生物安全性。《深圳市2010年生活饮用水水质目标》将藻类列为试行项目，要求饮用水中的藻类不得超过1.0×104个/升。去除藻类的方法，一是在藻类生成后采用物理及化学方法去除，二是在藻类生成前设法不让其形成又优势物种，这主要涉及水源的保护。水厂主要是对生成的藻类进行去除，由于采用物理及化学方法除藻会使藻细胞破裂，导致藻毒素释放到水体中。C102对藻类具有很好的去除效果，但杀灭藻类释放藻毒素的速率明显高于C102氧化藻毒素的速率，对藻毒素的去除能力有限。因而水源水藻类含量高的地区选C102用于除藻，必须要考虑藻毒素的风险。
4结论
(1) C102用于水厂消毒其纯度有可能影响氯仿生成量和Ames试验结果，C102纯度高可有效控制氯仿量和Ames试验结果阴性。
(2) C102消毒无机副产物C102一应该严格控制，必要时应考虑去除。
(3)源水藻类含量高选择C102用于消毒，应考虑藻毒素的风险。

否则CIO2–会在相当长的时间里稳定存在于水中。根据经验值，在Ⅱ类水源中投加1 mg/L的二氧化氯则产生的亚氯酸盐副产物在0.8mg/L左右，投加量越大则亚氯酸盐的生成量也越大。
我国卫生部2001年发布的〈〈活饮用水卫生规范〉〉中规定，亚氯酸盐(C1O2ˉ)在水中的残留量0.2mg/L;世界卫生组织的限量值0.7mg/L;建设部2005年实施的〈〈城市供水水质标准〉〉( C J /T206-2005)中规定C1O2ˉ≤0.7mg/L。从这些限值来看，即使二氧化氯在水中的投加量只有1 mg/L,也很难确保CIO2－不超标。
②二氧化氯消毒引起的色度升高
色度升高现象是二氧化氯消毒中常常出现的问题。理论上导致色度升高有多种可能性，但最为常见的原因是锰的影响。二氧化氯能迅速将水中的一价锰氧化成四价锰，形成不溶性的二氧化锰黄褐色胶体而使水的色度升高。锰对二氧化氯消毒的干扰并不是通常意义上所说的锰含量偏高引起的，实际上即使投加二氧化氯前锰的含量己经很低，甚至低于一般标准方法的最低检测浓度时就己经使水的色度上升到令人难以接受的程度了。笔者所在水厂的应用经验表明:当水中存在游离二氧化氯时，0 02mg/L的锰就可能使水的色度达到10度，0.03 mg/L的锰就可能使水的色度达到国家标准的临界值(15度)了。大多数用户认为色度在5度以下的水是“无色”的;8～10度时许多用户己经能够察觉到水有“微黄色”了，因此采用二氧化氯消毒时滤后水中一价锰含量应小于0.02mg/L。
2. 2设计要点
解决上述两个设计难点的关键在于优化预氧化处理的设计。
①尽管二氧化氯在预氧化处理上具有诸多优点如能有效去除铁、锰硫化物等物质，对藻类以及腐败生物引起的臭味也具有良好的去除作用，可以提高混凝效果并不产生有机卤代副产物等，但是二氧化氯预氧化过程会产生大量的C1O2ˉ,严重限制了其在预氧化处理工艺上的应用，并且CIO2ˉ的有关限量标准比较严格，因此笔者认为二氧化氯不适宜单独作为预氧化剂应用于饮用水净化。
②采用二氧化氯消毒的水厂宜选用适当的预氧化剂对源水进行预氧化处理。一方面预氧化工艺要能够消除水中的大部分可氧化物质，以减少二氧化氯的消耗量;另一方面预氧化工艺要能够将水中的一价锰完全氧化成四价锰，以便在混凝机淀和过滤等后续工艺中将锰基本除尽，从而避免出现色度升高现象。
③对于使用二氧化氯消毒的中小型水厂，笔者认为:主预氧化剂(高锰酸钾)+辅预氧化剂(二氧化氯)+二氧化氯消毒工艺是一个较好的选择。实践表明该工艺的特点是:主预氧化剂(高锰酸钾)能有效减少二氧化氯的消耗量并能氧化大部分的一价锰;辅预氧化剂(二氧化氯)能有效减少过量投加高锰酸钾带来的风险同时确保一价锰能完全氧化;二氧化氯的消毒作用也能得到较好发挥。
2. 3有关参数的选择
①接触时间。二氧化氯是一种强氧化剂，具有广谱杀菌能力，消毒能力与氯气相当，但其在水中的扩散速度和渗透能力都强于氯气，作用时间也比氯气短。二氧化氯与水混合接触时间按20 min考虑，一般可满足消毒需要。
②二氧化氯投加量。一般情况下用于饮用水消毒的二氧化氯投加量不宜超过0.5mg/L,若二氧化氯同时也作为辅助预氧化剂使用，则在饮用水单的总投加量(包括预氧化及消毒)不应超过1.0mg/L。
③采用主预氧化剂(高锰酸钾)+辅预氧化剂(二氧化氯)+二氧化氯消毒工艺时，高锰酸钾投加时间应至少先于二氧化氯5 min高锰酸钾的投加量应能消耗80%的可氧化物质，具体投加量应通过试验确定。由于二氧化氯见光易分解，当滤前投加二氧化氯进行辅助预氧化时，宜采取适当的避光措施。
④进行二氧化氯发生器设备选型时，宜留有足够的富余产气能力以避免发生器因超负荷运转而导致未反应完全的C1O2ˉ或C1O3ˉ原料被直接带入水中。
⑤二氧化氯消毒对除锰的要求较高，为了提高对微量锰的去除效果，建议滤池滤料选用石英砂或锰砂，设计滤速宜取较低值。
3自控设计要点
目前二氧化氯发生器的自控投加技术尚不够成熟，主要技术缺陷在于:一是缺乏能快速、准确目能在线检测水中低浓度二氧化氯含量的可靠仪器;一是化学法二氧化氯发生器自身的化学反应时间(即从增加一定量的化学原料到产生预期的二氧化氯所间隔的时间)引起的自控响应滞后问题。
3. 1自控方式及“余氯“控制指标的选择
目前大多数二氧化氯发生器自控仪表采用的是电极式探头，并且用邻联甲苯胺法检测的显示值来标定电极，这种方法虽能实现基本的自控功能，但是难以区分二氧化氯、氯气以及二氧化氯消毒物产物等构成的复杂组分，而邻联甲苯胺法检测的显示值与二氧化氯投加量的相关性也较高，因此不利于准确控制二氧化氯的投加量，也不利于了解消毒副产物的生成量。
笔者认为最好选用能正确区分二氧化氯、余氯以及亚氯酸盐等各组分且能在线检测的化学法二氧化氯检测仪表作为自控仪表，采用游离二氧化氯或总有效氯(包括游离二氧化氯、余氯以及亚氯酸盐)作为控制指标来实现自控，或者直接用二氧化氯发生器的理论产气量结合待处理水量的方式来控制二氧化氯的投加，这样会更有利于正确控制二氧化氯的投加量及消毒副产物的生成量。
3. 2自控响应滞后问题
自控响应滞后问题是化学法二氧化氯发生器自身化学反应的固有特性决定的，特别是氯酸盐法发生器的滞后问题尤为突出，目前尚没有满意的解决方案。
4结语
二氧化氯发生器及二氧化氯消毒净化工艺所具有的诸多优点己经逐渐得到人们的广泛认识，但是作为一种新兴的设备和工艺，尚有许多不完善的方面需要人们在应用中作进一步研究。

饮用水二氧化氯净化工艺设计要点
黄晓平
(深圳市观澜自来水有限公司，广东深圳}
摘要:针对当前国内二氧化氯发生器以及二氧化氯消毒工艺的应用现状，结合实际应用经验，阐述了二氧化氯净化工艺在工艺设计、安全设计、设备选型以及自动控制等方面主要特别注意的问题，为二氧化氯净化工艺的设计及改造提供参考经验。
关键词:饮用水;二氧化氯消毒;设计要点
经初步估计，日前国内有数千家水厂己经采用了二氧化氯发生器进行饮用水净化处理，还有许多水厂正在关注二氧化氯发生器技术的发展。据了解目前采用二氧化氯发生器的水厂最大规模己经达到10×104m3 /d。
1工艺安全
1. 1设备及操作
二氧化氯在常温下随浓度的不同而呈现为一种黄绿色至橙色的气体，具有与氯气相似的刺激性气味。二氧化氯易爆炸，即使在常压下，当其在空气中的含量超过10%或水溶液中的含量大于30%时都容易发生爆炸，受热、光照、火星、振荡等因素或遇到某些有机物质都能加速二氧化氯的分解从而引起爆炸。二氧化氯的这种不稳定性使人们目前尚无法将其制成压缩气体或浓缩液，必须现场制备，就地使用。
化学法二氧化氯发生器是一个在使用现场通过化学反应来连续获得二氧化氯的化学反应器。其主要防爆技术就是利用负压生产以及时将反应生成的二氧化氯从发生器内抽出并投入水中，同时在发生器上留出一个带安全塞的小孔或者将小孔的出口用管道引至室外，其作用类似于高压锅的安全阀，目的在于万一发生爆炸时起到泄爆作用，避免设备整体爆裂。
在实际使用过程中，由于水射器堵塞操作人员误操作以及设备故障等原因，发生器都有发生爆炸的可能性。几年来笔者单位使用的某品牌氯酸盐一盐酸法二氧化氯发生器就发生过数次安全孔跳塞现象(爆炸)，由于发生器内反应釜单的药量有限，爆炸强度不大，没有造成人员伤亡，也未造成设备及其他损坏，但爆炸引起的二氧化氯气体泄漏及药液喷溅，也使多名当班操作人员出现轻度二氧化氯中毒症状。
1. 2化学原材料的贮运及使用
化学法二氧化氯发生器的常用化学原料有亚氯酸钠、氯酸钠、浓盐酸以及硫酸，这4种化学药品和氯气一样被我国列入《化学危险品目录》( 2002版)中的化学危险品，和氯气不同的是液氯钢瓶的容量较大(一般一只钢瓶有700 ～1 000 kg液氯)，一旦泄漏则危害也较大，而二氧化氯发生器一般在中小型水厂使用，设备内的反应釜容积不大，用药量也相对较小。但随着二氧化氯在水厂应用规模上的扩大，这一安全性问题也将越来越突出。以一个l0×104 m3 /d规模的水厂采用氯酸盐－盐酸法二氧化氯发生器为例，即使投加量只有1 mg/I,则15 d的原料储备量大约为6 5 t氯酸钠,17 t浓盐酸。这在贮存、运输上都可能带来一定的安全隐患。
1. 3消毒副产物
二氧化氯消毒会产生具有毒害作用的亚氯酸盐（CIO2－）和氯酸盐(C1O3－)等无机副产物，尤其是亚氯酸盐(C 1O2－)。
1. 4设计要点
①建议二氧化氯发生器设备间的设计参照现行《室外给水设计规范》(GBJ 13-86的1997年修订版)的第7. 7. 8条、第7. 7. 10条、第7. 7. 14条。
②设备间地面和墙面应做表面耐腐蚀处理。
③应将亚氯酸钠或氯酸钠等氧化剂类原料与盐酸或硫酸分别存放在两个完全隔开的仓库，最好参照设备的布置将两个原料仓库分别设计在设备间的两侧，使原料的搬运线路不重叠。
④原料的投加、溶解等操作应尽量在封闭设备或管道内自动完成，尽量减少人与化学品的直接接触。
⑤设备间及原料仓库等整个二氧化氯系统单元的防火、防爆要求还应符合〈〈建筑设计防火规范〉〉GBJ 16-87( 2001修订版)中的规定。
2工艺设计及参数选择
2. 1设计难点
①副产物(C IO2–)的产生
研究表明将二氧化氯投加到水中后，其氧化还原反应的第一步即是将CIO2,转变成CIO2–离了，除非有专门的后续工艺来去除CIO2–，

太好了，非常感谢！写的非常全面，学习了。

原料氯酸钠含量的测定
用已知并过量的铁( Ⅱ) 盐还原氯酸钠，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准液滴定溶液滴定过量的铁(Ⅱ ) 盐。分析步骤如下;
①称取约2 . 5 g 试样，精确至0.00 l g ，加水溶液，移至l 0 0 0 m l 容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。
②用移液管移取2 5 ml 上述溶液，置于5 0 0 m1 锥形瓶中，用移液管移取5 0 ml上述溶液，置于500m l 锥形瓶中，缓慢加入 2 0 m l 硫酸和 5 ml 磷酸，同时冷却，在室温下静置 10mi n 。稀释至3 0 0 ml 左右，加 5滴二苯胺磺酸钠指示液，用重铬酸钾标准溶液滴定至溶液变为紫色为终点。
③同时做空白实验，计算公式为：

式中 w1氯酸钠的质量分数，%; V0 :空白试验所消耗的重铬酸钾标准滴定溶液的体积，m l ; V:滴定试验溶液所消耗的重铬酸钾标准滴定溶液的体积，m l ; c :重铬酸钾标准滴定溶液的实际浓度，m o l .L - 1 ; 0 . 0 1 7 7 4 :与 1 . 0 0 m l 重铬酸钾标准溶液.C (1/6K 2 C r 2 0 7 ) = 1 . 0 0 0 m o l .L –1相当的以克表示的氯酸钠的质量; m : 试料质量， g ;
w 2 :按国标工业氯酸钠分析标准第2条测得的水分质量分数，%。

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