摘要：为了保障居民的身体健康，防止水致疾病的传播，出厂水中必须投加消毒剂，辽河油田供水公司目前投加的消毒剂为二氧化氯，它具有广谱高效的消毒效果，其杀菌效率与臭氧相当，远高于氯气，二氧化氯不与水中的有机物反应生成氯代产物，它还可以对饮用水中的Fe2+，Mn2+，嗅和色等都有很好的去除效果。
关键词：消毒技术；辽河油田；饮用水；研究应用
1.研究内容和主要工作
供水公司从2006年开始，历时6年时间，从二氧化氯消毒机理、产生的有机副产物、对除铁除锰的影响、微生物的杀灭作用、水质检测方法等方面深入开展了辽河油田二氧化氯消毒技术研究，并在油田各生活水源站推广应用，有效改善了外输水质。
1.1 技术创新点及研究成果
1.1.1 技术创新点
（1）形成了氯酸钠还原法复合二氧化氯预氯化除铁除锰技术，在确保杀毒效果的前提下，有效降低了水中铁锰含量，极大改善了外输水质；
（2）形成了二氧化氯消毒后水中余氯快速检测技术和消毒副产物检测技术，完善了辽河油田水质检测手段，确保二氧化氯消毒饮用水安全；
（3）掌握了提高二氧化氯收率及降低消毒副产物的氯酸钠和盐酸投加比例；
（4）形成了国内大中型水厂氯酸钠还原法复合二氧化氯消毒技术，在辽河油田各水厂推广应用。
1.2.2 研究成果
（1）用复合二氧化氯消毒取代氯气消毒并在全辽河油田推广应用，极大改善了外输水质，保障了居民饮用水安全。
（2）通过二氧化氯和液氯消毒效果分析，二氧化氯对细菌、大肠菌的杀菌效果不低于氯气，同时，二氧化氯具有不与水中有机物反应生成三卤甲烷和四氯化碳等消毒副产物的优点。二氧化氯作为饮用水消毒剂比液氯更有优越性。
（3）氯酸钠还原法复合二氧化氯消毒可以应用于馆陶组地下水预氯化除铁除锰，在确保杀毒效果的前提下，有效降低了水中铁锰含量。
2.分析研究小结
本次试验从消毒机理、使用安全性、产生有机副产物（三卤甲烷THMs）、微生物的杀灭作用（微生物指标）出发对氯、二氧化氯对饮用水的消毒效果进行了初步分析研究，研究结果表明：从消毒剂生物学杀灭能力、稳定性、持续能力来看，二氧化氯对细菌、大肠菌的杀菌效果不低于氯气，两者均符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5750-85）要求；二氧化氯具有不与水中有机物反应生成三卤甲烷和四氯化碳等消毒副产物的优点，其生成的亚氯酸盐和氯酸盐的副产物符合国际标准。所以从总体上看，二氧化氯作为饮用水消毒剂比液氯更有优越性。
3.复合二氧化氯预氧化除铁除锰试验
3.1试验方案
根据兴南水源站的工艺流程和复合二氧化氯消毒效果研究分析结果，确定本次试验采用一台HTFBS－2000（产量2000g/h）型的复合二氧化氯发生器（最大控制频率180），通过水射器在滤池进水管线前端投加二氧化氯，进行消毒和预氧化处理，再通过锰砂（广西）滤池对F3+和Mn2+吸附截留。
3.2 试验过程
兴南水源站二氧化氯消毒试验于2009年7月23日运行。站内预氧化除铁除锰初期液氯投加量为10mg/l，由于二氧化氯的氧化能力是液氯的2.6倍（复合二氧化氯发生器的二氧化氯转换率仅为50%－70%），因此，复合二氧化氯按照水源站进水量7mg/l投加，每小时需投加二氧化氯1470g，发生器频率为135。
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运行初期，滤后水从无阀滤池放空阀排入回收池，每1小时从放空阀取样一次，现场检测滤后水中的二氧化氯，铁、锰、浊度及肉眼可见物（国标不得含有）等（具体数据见表4.1），当指标都合格时并入清水池外供。
3.3 试验结论
复合二氧化氯氧化性强。对于广西锰砂滤料的滤池，液氯预氧化接触除铁除锰滤料成熟期一般为1－2天，复合二氧化氯氧化接触除铁除锰滤料成熟期3小时之间完成，远远短于液氯，且铁、锰去除效果好。
（2）投运初期，当投加频率不变时，滤后出水二氧化氯含量呈逐渐上升、铁锰含量及浊度呈逐渐下降走势，当下降到一定含量，滤后水铁、锰含量稳定，均小于0.05mg/l，浊度小于0.5NTU。
（3）随着滤后出水稳定后，降低二氧化氯投加量即可满足出厂水质的各项指标要求，复合二氧化氯馆陶组地下水预氧化除铁除锰投加量一般为4mg/l，考虑到消毒作用滤前可调整到5mg/l。
4.二氧化氯消毒后饮用水中余氯快速检测方法研究
4.1.1 试验原理
4.1.1.1 余氯快速比色器构造原理
水质余氯快速比色器是以彩色有机玻璃（比色片）代替各种标准化学色列制成各种标准比色盘，在比色器中，在衬以空白水样与已反应显色之水样相互比较，并且利用三棱镜将标准比色片和已反应显色水样的颜色集中于接目镜中进行比色测定。
4.1.1.2 检测原理
当用稳定性二氧化氯消毒处理饮用水时，若使用邻联甲苯胺检测水中余氯，则用于检测使用氯气消毒处理的饮用水中余氯的模仿标准色阶应用缓冲溶液稀释5倍。由于二氧化氯与邻联甲苯胺的显色灵敏度只有氯与邻联甲苯胺的五分之一（以余氯来衡量），因此，为了提高检测灵敏度，应增大显色液层的厚度，对余氯含量低的水样，建议使用50或100 mL的比色管测定水中余氯[6]。
5.试验操作方法
以上述方法配制的标准色列为基准，用彩色有机玻璃（比色片）替代标准色卡比色，采用立式比色器进行测定，二氧化氯测定范围为0～0.3mg/L。具体操作方法如下：
（1）在50mL比色管加入0.5 mL盐酸邻联甲苯胺溶液，注入水样至刻度，充分混匀；
（2）将盛装已反应显色的比色管及盛装空白水样的比色管分别插入比色箱内，静置5 min（左边放空白水样管，右侧放显色水样管）；
6.研究结论
邻联甲苯胺与ClO2和Cl2显色反应原理的研究结果表明：在相同条件下，余氯量相同的Cl2与邻联甲苯胺显色反应产生的颜色深度是ClO2的5倍。用pH6.5的Na2HPO4-KH2PO2缓冲溶液将传统测定余氯的比色法中的K2CrO4-K2Cr2O7模仿标准色阶稀释5倍，同时增大显色液层厚度，以提高检测灵敏度，使之能直接用于余氯测定。同时，以标准色列为基准，以彩色有机玻璃（比色片）替代标准色卡比色，形成配套完整的余氯快速立式比色器，经验证，该方法准确度、精密度均满足要求，可用于二氧化氯消毒处理的饮用水中余氯的分析测定。
7.结论
通过对比分析，二氧化氯的生物学杀灭能力、稳定性、持续能力不低于氯气，符合国家《生活饮用水卫生标准》（GB5750-85）要求。同时，二氧化氯具有不与水中有机物反应生成三卤甲烷和四氯化碳等消毒副产物的优点，其生成的亚氯酸盐和氯酸盐的副产物符合国际标准。从总体上看，二氧化氯作为饮用水消毒剂比液氯更有优越性。通过试验发现，氯酸钠还原法复合二氧化氯消毒可以应用于馆陶组地下水预氯化除铁除锰，可以在确保杀毒效果的前提下，有效降低水中铁锰含量。利用邻联甲苯胺与ClO2和Cl2显色反应原理，以标准色列为基准，以彩色有机玻璃（比色片）替代标准色卡比色，形成配套完整的余氯快速检测技术，用于二氧化氯消毒处理的饮用水中余氯的分析测定。通过研究发现，随着氯酸钠和盐酸投加配比例逐渐增加，水中氯酸盐、亚氯酸盐的含量逐步降低。氯酸钠和盐酸投加配比例在1：2时，二氧化氯的转化率相对最高。可根据水源站源水情况，在保证外输水氯酸盐合格的情况下，进行复合二氧化氯部分纯化。
参考文献：
[1]黄君礼 新型水处理剂—二氧化氯技术及其应用，北京：化学工业出版社，2002
[2]韩娟等 供水工培训实用教材，辽河石油勘探局供水公司职工教育培训中心，2008
论文作者:韩娟
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/11
标签：二氧化氯论文; 比色论文; 辽河论文; 水中论文; 显色论文; 氯酸盐论文; 余氯论文; 《基层建设》2017年第16期论文;