1 二氧化氯作為一種強(qiáng)氧化型殺菌劑，與氯相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)：

        （1）在堿性環(huán)境中使用殺菌效果交好；

        （2）不與氨反應(yīng)生成殺菌效率低的氯胺，特別適于合成氨廠循環(huán)水系統(tǒng)使用；

        （3）與水中有機(jī)物反應(yīng)性低，不易被水中有機(jī)物消耗，不會生成致癌的有機(jī)氯化合物；

        （4）由原來的加氯消毒系統(tǒng)改為二氧化氯消毒系統(tǒng)簡便易行。

        有人對比研究了用二氧化氯與氯控制306不銹鋼熱交換上管生物膜的附著，結(jié)果表明二氧化氯可更有效地抑制生物生物膜的附著。一些化肥廠循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用二氧化氯消毒的實(shí)驗(yàn)也表明，二氧化氯是一種效果良好的消毒劑。因此應(yīng)推廣二氧化氯消毒技術(shù)在循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用，特別是在水質(zhì)較差、菌藻繁殖嚴(yán)重、采用堿性處理方案的合成氨廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，更有推廣應(yīng)用的價值。

2 二氧化氯

　　二氧化氯最初用于處理飲用水，以控制飲用水中異味。70年代中期，工業(yè)上開始采用二氧化氯處理堿性水，特別在合成氨廠用二氧化氯來代替氯進(jìn)行殺菌滅藻處理，能大大改善冷卻水系統(tǒng)粘泥沉積和腐蝕情況。

　　二氧化氯具有良好的殺菌和消毒性能，在城市飲用水和污水處理中，二氧化氯是一種較為理想的產(chǎn)品。與氯氣相比，二氧化氯不會與水中有機(jī)物產(chǎn)生三鹵甲烷，不會與氨氯反應(yīng)，也不會產(chǎn)生氯化銨，卻能破壞酚、氰化物、硫化物和其它許多有機(jī)物。與臭氧相比，二氧化氯投資少、產(chǎn)率高，在水中的殺菌持續(xù)時間長，能夠有效殺除和控制各種細(xì)菌。同時，二氧化氯不會與水中的溴化物、次溴酸反應(yīng)生成對人體有害的物質(zhì)。

　　二氧化氯在室溫下以氣體形式存在，低溫下也可誠液態(tài)。氣體在水中的溶解度為2.9g/L(22℃)。二氧化氯中的氯以正四價態(tài)存在，其活性為氯的2.63倍，及氯氣的有效氯含量為100%，而二氧化氯的有效氯含量為263%。理論上要將ClO₂完全還原為Cl^-，每分子二氧化氯需轉(zhuǎn)移5個電子，然而在與水中大部分物質(zhì)的反應(yīng)中，只能使二氧化氯還原為亞氯酸根，在典型的冷卻水處理中，二氧化氯不必全部利用5個電子轉(zhuǎn)移，就是一個非常有效的殺菌劑。與氯和溴不同，二氧化氯使一個有選擇性很強(qiáng)的氧化劑，不會發(fā)生鹵代反應(yīng)。這些性質(zhì)使它作為微生物抑制劑對細(xì)菌和藻類有極好的選擇性。

　　盡管二氧化氯及易溶于水，但它并不和水反應(yīng)或水解，這一性質(zhì)使得二氧化氯特別使用于處理高pH的水消毒。不管pH如何變化，二氧化氯分子都能保持其完整性，在工業(yè)水處理領(lǐng)域的pH范圍內(nèi)，它的效果都能保持穩(wěn)定。與等量的自由氯或剩余氯相比，二氧化氯剩余物的殺菌和殺病毒性更強(qiáng)。

3 二氧化氯在氨廠堿性循環(huán)水中的應(yīng)用

　　對于非堿性水及無氨存在時，氯是很有效的殺菌劑。但實(shí)際上，氨廠循環(huán)水常為堿性，并含氨-氯，需大量的氯以維持良好的微生物控制，由于氯需求量很大，常使得經(jīng)濟(jì)有效的微生物控制過程變?yōu)闊o效無用的高腐蝕過程。

　　由于二氧化氯不和氨氯反應(yīng)，殺菌效果不受pH影響，且用量比氯少得多，并明顯減少了潛在的腐蝕性。因此對含氮污染物、堿性pH、粘泥問題得冷卻水的微生物控制應(yīng)優(yōu)先選擇二氧化氯。

　　美國西海岸一生產(chǎn)無水氨的合成廠，當(dāng)水中含氨量高時，細(xì)菌數(shù)常在2.0×105～5.0×105個/ml，采用氯/MBT殺菌，因沒有剩余氯，殘余菌數(shù)為6.6×10⁴個/ml，而使用二氧化氯，起始劑量為2mg/L，間隔4小時加藥，殘余菌數(shù)為1.5×10³～2.0×10³個/ml。

　　美國海灣合成氨廠，過去循環(huán)水中氨一般為30～50mg/L，這需要很多氯，而且要求有剩余氯以維持殺菌效果，采用氯殺菌劑，即使加氯量大大過量，也檢測不到剩余有效氯，尚需采用非氧化性殺菌劑，再每天加氯或每周加氯，系統(tǒng)方可調(diào)至清潔良好狀態(tài)。而改用二氧化氯，開始投加2mg/L(4小時補(bǔ)償水)，隔4小時投加一次，不久即可檢測到剩余有效氯（即二氧化氯，DPD法），細(xì)菌總數(shù)由1.5×10⁴個/ml降至于1～5個/ml，隨后減少二氧化氯投加量，比以前用Cl₂殺菌效果有效得多，同時也不用非氧化性殺菌劑，系統(tǒng)腐蝕率僅為0.5mm/a，氨產(chǎn)量創(chuàng)歷史記錄。

　　聶光遠(yuǎn)等報導(dǎo)柳州化肥廠用穩(wěn)定性二氧化氯替代氯進(jìn)行循環(huán)冷卻水殺菌滅藻，工業(yè)試驗(yàn)表明，穩(wěn)定性二氧化氯殺菌能力強(qiáng)，不與氨反應(yīng)，對異養(yǎng)菌的殺生能力較強(qiáng)，加藥后4小時，殺菌率達(dá)到92.9%，加藥后24小時后，仍有83.3%以上的殺菌力，與該廠現(xiàn)用磷系水穩(wěn)定劑相容性好，對緩濁阻垢效果基本無干擾，對粘泥有一定的剝離效果，對環(huán)境無污染。改氯氣為二氧化氯處理冷卻水時，加藥系統(tǒng)和分析測試系統(tǒng)都無需作很大的改動。

　　魯南化肥廠8萬噸合成氨、13萬噸尿素?cái)U(kuò)建工程于1992年建成投產(chǎn)，與之相配套的循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)水流量為5500m³/h，換熱器材質(zhì)為碳鋼和不銹鋼，補(bǔ)水水質(zhì)為結(jié)垢型，設(shè)計(jì)處理藥劑為堿性有機(jī)磷系配方，主要?dú)⒕鷦榛钚月取?227及異噻唑啉酮。平時以活性氯為主，后兩者為每周加一次（主要為沖擊性殺菌，冬季為兩周一次），從1995年初至96年10月，出現(xiàn)循環(huán)水濁度大，水質(zhì)指標(biāo)變化異常，如菌藻生長迅速、pH值降低，堿度下降等，明顯出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。大修時檢查發(fā)現(xiàn)有兩臺凈化水冷器分別出現(xiàn)數(shù)十初漏點(diǎn)，合成壓縮機(jī)輔機(jī)水冷器出現(xiàn)大量粘泥及腐蝕現(xiàn)象。直接影響全廠生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行。由于愿水中含氨濃度較大，原加入的活性氯（次氯酸鈉）受氨的影響殺菌能力大大下降，隨每周采用二氧化氯沖擊性殺菌兩次，并用潔爾滅配合二硫氰基甲烷及異噻唑啉酮每周各沖擊殺菌一次，從大修后運(yùn)行至今水質(zhì)比較正常，未發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)垢及腐蝕現(xiàn)象，使生產(chǎn)基本安全穩(wěn)定正常運(yùn)行。

4 結(jié)語

　　綜上所述，二氧化氯在很寬的pH范圍內(nèi)是有效的殺菌劑，且不與氨及許多與氯反應(yīng)的有機(jī)物反應(yīng)。因此，在含氨水中使用很少量的二氧化氯即可達(dá)到良好的微生物控制，使循環(huán)冷卻水水質(zhì)穩(wěn)定，可不用氯或減少氯用量，同時使工廠相關(guān)危害減少。只要二氧化氯應(yīng)用合理，是可以以低費(fèi)用獲取安全有效的微生物控制的。
 

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