消毒在水處理中是必不可少的步驟，氯系消毒劑在消毒領域占據了決定性的地位，本文對氯系消毒劑的介紹全部基于現場實際狀況，本文照片均為現場實拍，表格為實際數據總結，未經允許禁止采用！
　　一、氯系消毒劑--次氯酸鈉
　　1、概述
　　次氯酸鈉消殺方式和氯氣基本相同，消毒副產物和氯氣也基本相同，但所產生的致癌物質要明顯少于氯氣，其來源主要有兩種，一種是成品的次氯酸鈉，一種是電解制備的次氯酸鈉，我國污水處理廠兩種都有采用，其中成品次鈉有效氯含量較高，為10%，電解次鈉發生器依照有無陽離子交換膜可分為兩種，采用陽離子膜的二氧化氯發生器我國采用的極少，主要為無陽離子膜的二氧化氯發生器，所制取的二氧化氯發生器的濃度均≤1%。
　　2、次氯酸鈉的的使用應注意的問題
　　（1）成品次鈉
　　成品次鈉主要考慮結垢、積氣及衰減的問題，次鈉的衰減主要和環境溫度、光照等因數有關，一般來說成品次鈉從10%有效氯含量衰減至5%需要140-180天左右，達到5%濃度時候更為穩定，衰減速度大幅放緩，可以較為長期保存。投加量因污水性質不同而不同，有效氯投加量為給水消毒用的3-5倍左右，約在為3-5mg/L，具體投加量應以小試實驗為標準。
　　成品次鈉的投加管道多采用CPVC管道，這是因為次鈉有較強的腐蝕性，存儲容器一般采用PE桶和混凝土池（環氧樹脂內壁防腐處理，圖1），并遮光隔熱。
　　成品次鈉在稀釋成5%的溶液時，需要采用軟水，否則很容易結垢（圖2），而且成品次鈉會溶鹽會分解產生大量氣體，所以投加的時候需要考慮排氣。
　　（2）電解法制取次氯酸鈉

　　電解法次(ci)氯酸鈉(na)發生器主反應過(guo)程可(ke)用以下方程式來(lai)表示(shi)：

　　電(dian)(dian)解鹽水型次(ci)氯(lv)酸鈉(na)發生器(qi)的(de)電(dian)(dian)解過程是一個電(dian)(dian)化(hua)學的(de)反應過程，它的(de)原材(cai)料是鹽水（非飽(bao)和，工(gong)業精鹽），沒有別的(de)任(ren)何附加成(cheng)份，制成(cheng)次(ci)氯(lv)酸鈉(na)溶液品質(zhi)純凈，其工(gong)藝(yi)流程如(ru)圖3所(suo)示(shi)

圖(tu)(tu)3 電解次鈉一般工藝流(liu)程圖(tu)(tu)

　　電解法次氯酸鈉(na)發生(sheng)器一(yi)(yi)般由電解槽（圖(tu)4）、酸洗設備(bei)（一(yi)(yi)般采(cai)用檸檬酸或者鹽酸）、鹽水配置裝置、氫氣(qi)強排(pai)裝置、離(li)子(zi)交換(huan)裝置（軟化溶解食(shi)鹽用水）、次鈉(na)存儲罐投加設備(bei)（圖(tu)5）組成，其(qi)中冷卻、氫氣(qi)強排(pai)、離(li)子(zi)交換(huan)裝置與設備(bei)運行同期(qi)、鹽水配置視生(sheng)產所需，酸洗一(yi)(yi)般為每半年一(yi)(yi)次。

圖4 電解槽

圖(tu)5 存儲及投加

　　目前我國各省在采用電解法制取次鈉所面臨的問題主要是安全問題，因為次鈉產生氫氣，按照相關要求，氫氣需要高排，但污水及給水廠中，一般難以達到高排的要求，此外稀釋水的軟化及設備要求定期酸洗，系統也較成品次鈉復雜，對管理水平要求較高。
　　3、電解次鈉與成品次鈉的制水成本對比
　　相較成品次鈉而言，電解次鈉一次性投資較大，但是制取成本較低，每消毒1m3自來水（污水性質相差較大，比較較為困難）,成本約為0.009-0.012元，而次鈉與運距有直接關系，10%有效成分成品約在800-2800元/噸之間，不同地區差異很大，相對制水成本在0.08元-0.12元/噸之間。
　　二、氯系消毒劑--二氧化氯
　　1、概述
　　二氧化氯是氣態下是一種黃綠色的氣體，有劇毒，有效氯含量約為氯氣的3倍，理論上消毒能力也強于氯氣，主要通過對細胞壁的穿透殺滅細菌，消毒時一般不產生氯類物質消毒所產生的致癌物質（轉化率降低時除外），但產生一定量的氯酸鹽及亞氯酸鹽。
　　二氧化氯屬于易燃易爆品，我國采用二氧化氯消毒較早，2000年左右在我國中小型水廠、醫院污水處理站均有較大范圍使用，使用的時多采用現場制備的方式，現產現用。
　　現場制備主要采用二氧化氯發生器或AB劑調和的方法，也有少數景區采用二氧化氯泡騰片。污水廠由于二氧化氯投加量較大，多采用現場制備的方式獲得二氧化氯，即二氧化氯發生器。

　　二氧化(hua)氯發生器經過多年研發改進，目前已經是第四代產(chan)品，主要(yao)有二元(yuan)(yuan)法(fa)(fa)、三(san)(san)元(yuan)(yuan)法(fa)(fa)及(ji)電(dian)解法(fa)(fa)三(san)(san)種，二元(yuan)(yuan)法(fa)(fa)及(ji)三(san)(san)元(yuan)(yuan)法(fa)(fa)通俗稱為(wei)復合法(fa)(fa)及(ji)高(gao)純法(fa)(fa)，復合法(fa)(fa)以濃(nong)鹽酸與氯酸鈉反應為(wei)代表(biao)，高(gao)純法(fa)(fa)以硫(liu)酸與氯酸鈉反應為(wei)代表(biao)，電(dian)解法(fa)(fa)由于陽離子滲透膜技(ji)術問題(ti)，使用較少。

　　上述反應式除電解法外，原料并不單一，如雙氧水可以用蔗糖代替，但反應式會相應改變，氯酸鈉也有使用亞氯酸鈉作為原料的。
　　一般來說，無論何種二氧化氯發生器，其使用壽命一般在5-7年左右，壽命接近終結后，會發生轉化率大幅下降導致二氧化氯的制備的產物純度降低，氯酸鹽和亞氯酸鹽的生成量爆增的情況，此時應及時更換二氧化氯發生器。
　　2、二氧化氯發生器

　　二氧化氯發生器一般由控制部分(fen)(fen)（如(ru)圖(tu)1）、反應部分(fen)(fen)（如(ru)圖(tu)2）及投(tou)加部分(fen)(fen)（如(ru)圖(tu)3）及原(yuan)(yuan)料存儲(chu)部分(fen)(fen)組成。產生的時候，由計量(liang)泵按照預定比(bi)例將原(yuan)(yuan)料吸入(ru)反應器中，待反應完成后由水射器帶入(ru)投(tou)加點進行(xing)投(tou)加，投(tou)加量(liang)與水質有很(hen)大關系，在(zai)給水中投(tou)加量(liang)一般在(zai)0.1-0.5mg/L范圍內(nei)，在(zai)污水中一般在(zai)1-2mg/L范圍內(nei)，具體投(tou)加量(liang)應進行(xing)小(xiao)試(shi)實驗，并以(yi)出水指標為小(xiao)試(shi)的要(yao)求。

圖1 二氧化(hua)氯控制柜

圖2 二氧(yang)化氯(lv)反(fan)應(ying)釜

圖3 二(er)氧化(hua)氯投加水射器

　　3、二氧化氯使用過程中需要注意的問題
　　（1）轉化率問題
　　二元法及三元法的二氧化氯發生器在我國經過二十余年發展，已經越來越成熟，但其所面對的主要問題仍然是轉化率問題，這是因為轉化率直接制約著二氧化氯的制備的產物純度、氯酸鹽和亞氯酸鹽的生成量、各原材料的用量問題。制約二氧化氯轉化率的因素較多，如原料純度、反應溫度、廢液排放頻次等等，使用二氧化氯的時候可以定期測定二氧化氯發生器的轉換率，如無測定能力，可通過觀察原料消耗情況、氯酸鹽及亞氯酸鹽的生成量、及廢液產生量來判斷，因為轉化率降低生成相同量的二氧化氯消耗的原料、氯酸鹽及亞氯酸鹽的生成量及廢液產生量將明顯增加。
　　（2）原料純度

　　一般來說(shuo)，采用不(bu)同方法制(zhi)備(bei)的二氧化氯發(fa)生(sheng)器所需原(yuan)料的純度(du)不(bu)同，原(yuan)料純度(du)須嚴格按照廠家(jia)要(yao)求進行采購(gou)，如圖(tu)4采用濃度(du)過高的硫酸制(zhi)備(bei)會使(shi)發(fa)生(sheng)器產生(sheng)結晶。

圖4 二氧化(hua)氯制備(bei)時結晶

　　（3）腐蝕

　　鹽(yan)酸(suan)(suan)法制備二氧化(hua)氯有腐(fu)蝕(shi)設備的(de)問題，在(zai)鹽(yan)酸(suan)(suan)存儲的(de)時候要密封處理，對(dui)存儲空間應(ying)采(cai)用防腐(fu)蝕(shi)瓷磚等保護(hu)措(cuo)施。

圖5 被(bei)鹽酸氣體腐蝕的欄桿

　　4、鹽酸法及硫酸法的對比

　　鹽酸法(fa)及硫酸法(fa)（均采用(yong)氯(lv)(lv)酸鈉為原(yuan)料）對比如表1所示(shi)（由于污水性質較(jiao)為復雜，成本(ben)(ben)為某江段同原(yuan)水，同工(gong)藝，同出廠余二氧化(hua)氯(lv)(lv)量所計算成本(ben)(ben)）：

　　三、氯系消毒劑----氯氣
　　1、概述
　　目前在我國液氯仍然是水處理過程中應用較多的消毒劑，氯氣及游離氯劑用在不同規模的水廠所占比例為46.54%~89.36%，二氧化氯在中小型規模的水廠所占比例為10.3%~42.29%。主要是由于它應用歷史長，其使用歷史可以追溯到中國的首座自來水廠--上海楊樹浦自來水廠，在漫長的使用過程中，積累了豐富的運行管理經驗，而且氯氣的殺毒效率高、可保持一定的持續殺菌效果，但也易生成大量的有機鹵代烴類致突變的復雜有機化合物，造成水體的二次污染。氯氣消毒機理目前業界有兩種看法，一種是認為氯氣與水反應生成的新生態氧的強氧化作用，一種認為是氯氣與水反應生成次氯酸鈉對細菌的穿透的殺滅作用。
　　2、氯氣在使用過程中應注意的問題
　　氯氣在使用過程中主要存在的問題主要就是安全問題和投加問題，而安全問題又包括安全距離、存儲、運輸、副產物生成的問題，投加問題主要是折點投加量的問題。
　　（1）氯氣的投加
　　氯氣投加設備主要有真空加氯機及轉子加氯機兩種，其主要原理都是將液氯溶于水中后輸送至投加點進行投加，在一些溫度較低加氯量較大的地方還會設置液氯蒸發器。液氯用于存在一定量氨氮的原水消毒或污水消毒中會產生折點加氯效應，即液氯會與污水中的氨氮反應，使得加氯曲線不是一條直線，而是一條折線，這時加氯量應通過反復的小試實驗進行確認。
　　（2）液氯的安全
　　液氯的安全主要涉及安全距離、存儲、運輸、副產物生成的問題的，給水廠主要注重的是安全距離設置、存儲、運輸、副產物生成，而污水廠主要注重安全距離的設置、存儲、運輸的問題。運輸問題我國各大水務集團均分包給有運輸資質的運輸企業，而安全距離均參照《氯氣安全規程》（GB11984-2008）要求。

　　氯氣的存(cun)儲要(yao)求(qiu)非常高，需(xu)要(yao)在液氯貯罐區地(di)面應(ying)低(di)于周邊(bian)地(di)面0.3~0.5m或貯存(cun)區周邊(bian)設(she)0.3~0.5m的事故圍堰(yan)（即(ji)中和(he)堿池圖(tu)(tu)3），設(she)置漏氯吸收(shou)裝置（圖(tu)(tu)1）及噴淋系統(tong)（圖(tu)(tu)2），以上措施均需(xu)要(yao)通過當地(di)安(an)監部門的安(an)全評估。

圖1 漏(lou)氯(lv)吸(xi)收(shou)裝置

圖2 氯庫及(ji)噴淋系統

圖3 堿池

　　四、氯類消毒副產物的對比

　　為(wei)真實進行對比(bi)，抽取某地3個不(bu)同水(shui)(shui)廠（水(shui)(shui)源同源，三個水(shui)(shui)廠取水(shui)(shui)口(kou)相差不(bu)超過1km）2017年全(quan)年檢測數據(ju)進行比(bi)較（各廠出(chu)廠水(shui)(shui)水(shui)(shui)質要(yao)求均能滿足GB5749-2006規(gui)范(fan)要(yao)求，且(qie)出(chu)廠水(shui)(shui)濁(zhuo)度(du)均在0.3NTU左(zuo)右(you)），如下表(biao)2所(suo)示（三個水(shui)(shui)廠消毒劑(ji)投(tou)加點均在濾池(chi)后，有效氯投(tou)加量(liang)均在1mg/l左(zuo)右(you)，表(biao)2中一氯二(er)溴(xiu)甲烷(wan)(wan)、二(er)氯一溴(xiu)甲烷(wan)(wan)、三鹵甲烷(wan)(wan)、三溴(xiu)甲烷(wan)(wan)根(gen)據(ju)規(gui)范(fan)要(yao)求為(wei)半年進行一次(ci)分析）：

　　由表2可知，所有消毒方式副產物均能滿足GB5749-2006規范要求，其中：氯氣消毒產生了三氯甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三鹵甲烷，氯酸鹽和亞氯酸鹽在大多的月份未檢出；次氯酸鈉消毒產生的副產物和液氯消毒基本相同，也產生了三氯甲烷、二氯一溴甲烷、三鹵甲烷，但含量略少于氯氣消毒，有些月份還產生一定量的亞氯酸鹽和氯酸鹽；二氧化氯消毒幾乎沒有檢出三氯甲烷、一氯二溴甲烷、二氯一溴甲烷、三鹵甲烷，但產生了氯酸鹽、亞氯酸鹽的消毒副產物。
　　不同消毒劑所產生的消毒副產物各有區別，中的來水二氧化氯幾乎不產生鹵代物致癌物質，但產生氯酸亞及亞氯酸鹽，而次鈉及氯氣均產生鹵代物致癌物質，但次鈉產生量明顯低于氯氣的產生量。