二氧化氯是目前国际上公认的新一代广谱杀菌剂、漂白剂和除藻剂，在世界发达国家中已得到广泛应用。在冷却循环水杀菌处理方面，相对于氯而言，二氧化氯是一种高效杀菌剂，其杀菌能力比氯强，杀菌作用比氯快，且剩余剂量的药性持续时间长，特别是在采用碱性水处理剂配方和含较高氨气或有机物时，用二氧化氯作冷却循环水的杀菌剂更有效、更经济、更环保。此外，二氧化氯还能消除水的腐臭味，分解菌体残骸，控制粘土生长。同时，作为第四代消*剂，二氧化氯被世界卫生组织（WHO）列为A1级安全消*剂。由于二氧化氯具上述优点，它正逐渐取代或补充工业上传统的氯气灭菌法，成为最具有应用前景的工业循环水的新一代灭菌、除藻剂，广泛应用于电厂、钢铁厂，石油化工、油田等行业。
一、二氧化氯灭菌原理
二氧化氯是一种广谱型的消*剂，它对水中的病原微生物，包括病*、细菌芽孢、配水管网中的异养菌、硫酸盐还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。
二氧化氯能在pH值很宽的范围内杀灭大肠杆菌，其杀灭效果与温度T有关，是温度（1/T）的函数，这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。二氧化氯在水中的扩散速度较氯快，所以在低浓度时较氯更为有效。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强，对水中的放线菌、野生菌种、孢子体等均有较好的杀灭作用。
1、二氧化氯对锰的氧化二氧化氯能够把二价锰氧化成四价锰，使之形成不溶于水的二氧化锰(MnO2)，即：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2+12H++2Cl-
通过氧化，二氧化氯对锰的去除率为69%-81%，而氯对锰的去除率仅为25%，一般二氧化氯的投加量为5.0mg/L。
2、二氧化氯对铁的氧化
二氧化氯同样也能够把二价的铁氧化成三价的铁，形成氢氧化铁沉淀，即：ClO2+5Fe(HCO3)2+13H2O=5Fe(OH)3+10CO32-+Cl-+21H+
通过氧化，二氧化氯对铁的去除率为78%-95%，而氯对铁的去除率仅为50%左右，一般二氧化氯的投加量为2.0mg/L。
3、二氧化氯对硫化物的氧化二氧化氯在pH值5～9的区间内，很快将硫化物(S2-)氧化成硫酸盐(SO42-)，即：8ClO2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+
当二氧化氯的投加量为3.0mg/L时，硫的去除率为81%。
4、二氧化氯对氰化物的氧化二氧化氯可以将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：
2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-
当氰化物的浓度为3.0mg/L，二氧化氯的投加量为5.0mg/L，其氰化物的去除率一般都大于85%。
5、二氧化氯对苯酚的氧化二氧化氯对苯酚的氧化去除效果随着二氧化氯投加量的增加而提高(它对苯酚的去除率明显优于液氯)。当源水中苯酚浓度为2.0mg/L加5mg/L二氧化氯时，苯酚的去除率一般大于85%。传统的氯消*随着液氯投加量的增加，氯代酚的量随之增加，而投加二氧化氯时，则基本上不形成氯代酚。
6、二氧化氯对有机物的氧化二氧化氯对有机物的的氧化降解，与氯所不同的最大特点是，它不会生成有机氯代物。二氧化氯可以控制三卤甲烷(THMS)的形成，减少总有机卤的生成。众所周知，三卤甲烷的前驱物质通常有以下三类：一类是天然大分子有机物，如腐殖酸、灰*霉酸等；另一类是小分子有机物，如酸类化合物、苯胺、苯醌、氨基酸等多种有机物；第三类是藻类及代谢产物。
我们知道，*腐酸是腐殖质的主要组成物质，腐殖质里*腐酸(FA)的含量高达90%。通过研究和试验表明，二氧化氯与*腐酸几乎不生成氯仿，而液氯与*腐酸反应，则会生成大量氯仿。而且，氯仿的生成量随着液氯的投加量和水中腐殖质含量的增加而增加。
二、二氧化氯的性能与特点
1、高效性
循环冷却水系统结垢、腐蚀与微生物繁殖是相互联系的，控制微生物即可控制循环冷却水系统结垢、腐蚀等，从而提高冷却效率，降低操作及维修费用。
二氧化氯是一种强氧化剂，杀菌力强。与氯相比，二氧化氯不仅能有效的杀灭细菌，还能杀灭芽孢和孢子、病*、真菌及除藻，且药效持续时间长。如当循环水中异养菌浓度为-个/升时，0.1ppm的二氧化氯达到99%杀菌率时只需要5分钟，且二氧化氯杀菌效果持续时间长。试验表明通常二氧化氯对厌氧菌的杀灭率在12小时内保持在99%左右，即使在作用时间长达24小时后，杀菌率仍可保持在86%左右。而5ppm氯气的杀菌率只能达到75%左右，且作用时间只能保持数小时。
2、适应性广
二氧化氯适用的pH值范围广。在pH值为6-9的范围内，都能有效的杀灭绝大多数微生物，因此杀菌效果基本不受水的pH值影响。如当pH值从7增加到9.5时，氯的杀菌效果大大降低，但二氧化氯的杀菌效果大致相同。这使二氧化氯特别适用于碱性条件下（pH≥8）循环冷却水系统中。为避免腐蚀，循环冷却水的pH值一般控制在8.0-9.5之间，而一般以氯为主的微生物控制方案的pH值最佳范围为6.5-7.5。
3、绿色环保
二氧化氯虽是强氧化剂，但不是氯化剂，它与有机物等不产生发散性的卤化物，既不生成有致癌性的三氯烷烃；而氯气的氧化作用是无选择性的，常通过原子取代而发生氯化反应，这种反应将产生大量氯化物，特别是氯代烷烃（如THM）等强致癌性物质，同时，氯气杀菌投入量比二氧化氯高很多，为了保持杀菌率，还要维持高的余氯浓度，这将造成排污处理成本的增加。
氯化酚对水生生物有负影响，并造成相对高的化学耗氧量，在环境中也相当持久（排放浓度为0.1mg/L），二氧化氯可以氧化酚类化合物，使其成为环境所能接受产物，如草酸和马来酸。因此，使用二氧化氯有助于酚类和氯化酚类符合排放标准。故从卫生环保发展来说，用二氧化氯法取代传统氯气法有特别重要的意义。
4、不与氨氮化合物反应
由于二氧化氯不与氨氮化合物反应，当二氧化氯加到含氮污染的水中时，不会增加二氧化氯的消耗，也不会产生有*的反应产物，而且其实际消耗量比氯要少，因此它特别适合于含这类化合物的系统，如合成氨厂、炼油厂等冷却水系统。
5、其它
二氧化氯可迅速氧化二价铁离子形成Fe(OH)3，达到除铁，剥粘泥，防腐的目的；由于二氧化氯是强氧化性杀菌剂，不会产生抗药性，而通常非氧化杀菌剂使用久了，会使微生物产生抗药性，如目前常用的季胺盐杀菌剂；此外许多水处理药剂会受到氯的影响，如缓腐剂三唑、EDTA、NTA等，二氧化氯对其则没有影响。
三、二氧化氯的投加方式及投加量
二氧化氯应直接用于冷却水系统的循环泵入口，因为杀菌剂的主要作用是保护热交换器及冷却水系统中的其他部件，提高冷却效率。
投加量与诸多因素有关，如系统状况(循环率等)、投加周期、泄漏进系统的还原物质等。定期投加进行正常杀菌时，二氧化氯的投加量约为0.4-0.8mg/L，投加周期长，投加量也要相应提高。通过实际应用，对某工厂冷却水的监测分析，如3天投加一次，二氧化氯投加浓度为0.4mg/L，如要延长周期至5-6天，则投加量为0.6-0.8mg/L。当水质恶化，微生物大量繁殖时，可视具体情况作冲击投加，投加浓度为1.0-2.0mg/L。
冷却塔中微生物的控制，一般须保持投加二氧化氯后作用5分钟，可维持残量0.1-0.3mg/L。
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