二氧化氯（ClO₂）能够替代氯气（Cl₂）作为消毒剂，主要是因为它在效果、安全性和环保性方面具有一系列氯气无法比拟的显著优势。这种替代是水处理和技术进步的一个重要趋势。

以下是二氧化氯代替氯气消毒的七大主要原因：

1. 不产生致癌的氯化消毒副产物（最核心的优势）

这是二氧化氯取代氯气最根本、最重要的原因。

• 氯气的问题：氯气会与水中的天然有机物（如腐殖酸、富里酸）发生氯化反应，生成一系列含氯有机副产物，如三卤甲烷（THMs）、卤乙酸（HAAs） 等。这些物质被世界卫生组织（WHO）和国际癌症研究机构（IARC）认定为具有致癌、致畸、致突变风险的“三致物质”，对人体健康构成长期威胁。

• 二氧化氯的优势：二氧化氯主要通过强氧化作用破坏微生物结构，不与水中的有机物发生氯化反应。它的副产物主要是无机的亚氯酸盐（ClO₂⁻） 和氯酸盐（ClO₃⁻），这些无机副产物的生成量可控，且其健康风险远低于氯气产生的有机副产物。因此，使用二氧化氯能极大地降低饮用水的致癌风险。

2. 消毒杀菌效果更强，更广谱

二氧化氯的氧化能力是氯气的2.6倍，这意味着它杀菌更快、更彻底。

• 对病毒和孢子的灭活能力更强：二氧化氯对贾第虫、隐孢子虫等原生动物孢囊的灭活效果远优于氯气。这些孢囊对氯气的抵抗力很强，是水介传染病的重要病原体。

• 穿透生物膜：它能更有效地穿透和清除管道系统中的生物膜，保持输水网络的清洁。

3. 消毒效果几乎不受pH值影响

• 氯气的问题：氯气在水中会生成次氯酸（HOCl）和次氯酸根（OCl⁻）。其杀菌效果主要来自次氯酸（HOCl），但次氯酸（HOCl）的比例随pH值升高而急剧下降。当水的pH值>7.5（偏碱性）时，氯气的消毒效果会大打折扣。

• 二氧化氯的优势：二氧化氯以分子形态存在于水中，其杀菌活性在广泛的pH范围（pH 2-10）内都非常稳定。这对于pH值偏高的地区来说至关重要，无需调节pH值就能保证稳定的消毒效果。

4. 能有效去除色、臭、味，改善水质

• 二氧化氯能氧化分解水中的铁、锰离子，去除由它们引起的色度。

• 它能有效破坏水中的酚类、硫化物等致臭物质，不会像氯气那样与酚反应产生令人厌恶的“氯酚臭”。

• 使用二氧化氯处理后的水口感更好，没有氯气的那种刺激性气味。

5. 不与氨氮反应，节省投加量

• 氯气的问题：水中常见的污染物氨氮（NH₃-N）会与氯气反应生成氯胺。氯胺的消毒能力很弱，而且会产生异味。为了达到消毒效果，必须投加过量氯气直到“突破”氨氮反应点（折点加氯），这大大增加了氯耗和副产物生成量。

• 二氧化氯的优势：二氧化氯不与氨氮发生反应，因此无论水中氨氮含量多高，其消毒效果都不会受到影响，投加量也不会因此增加，运行控制更简单。

6. 持续消毒能力更强

二氧化氯在水中的残留时间比氯气更长，能在供水管网中维持更长时间的消毒效果，更好地保证管网末梢的饮水安全。

7. 对设备的腐蚀性更小

• 氯气与水反应会生成盐酸和次氯酸，酸性环境会加剧对金属管道的腐蚀。

• 二氧化氯在水溶液中以分子形式存在，腐蚀性远低于氯气，有助于延长输水设备的使用寿命。

总结对比表

结论

二氧化氯代替氯气， primarily is driven by the imperative to enhance public health safety by eliminating carcinogenic disinfection by-products, while simultaneously achieving superior and more reliable disinfection performance. 尽管二氧化氯的制备成本相对较高且操作需要更多技术知识，但其在健康、效果和环保方面的巨大优势，使其成为现代化水厂升级改造和确保饮用水安全的首选消毒剂。