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在水處理中常用的消毒劑有液氯、臭氧、二氧化氯、氯氨和紫外線等，應用較多的是液氯、臭氧和二氧化氯。目前在我國液氯仍然是水處理過程中應用最多的消毒劑，這主要是由于它應用歷史長，積累了豐富的運行管理數據，并且成本低、運輸方便、在管網中可保持一定的持續殺菌效果的原因。但隨著全球環境污染的加劇，在對一些遭受污染的水源進行處理時，氯化處理常需投加過量的氯氣，研究證明這往往易生成大量的有機鹵化物（如三氯甲烷）而造成水體的二次污染。對人體的健康產生潛在的危害。
另外一些中小型水廠或污水處理廠采用氯氣消毒，不僅占地面積大，而且由于管理不善常產生一些人身傷害事故。因此，今年來各國都在研究替代氯氣進行消毒的新一代消毒劑。
臭氧是一種優良的消毒劑，其殺菌效果好，且一般無有害副產物生成。但目前臭氧發生裝置的產率通常較低，設備昂貴，安裝管理復雜，運行費用高，而且臭氧在水中溶解度低，衰減速度快，為保證管網內持續的殺菌作用，必需和其它消毒方法協同進行。紫外線消毒也是近來發展的一種新型消毒方法，它是通過對水體進行紫外線輻射，將水中的有害菌殺死，同時不改變水的物理化學性質，且不產生氣味和其它有害的鹵代甲烷等副產物，但該方法對消毒前的原水濁度要求較高，且必須保證一定的水流厚度，當水深較大時殺菌效果急劇下降。故現在只在純凈水等小型高標準水處理中應用較廣。
二氧化氯是一種強氧化劑和高效殺菌劑，自從美國尼壓加拉水長最早將其作為消毒劑以來，在歐洲及美國得到廣泛應用，其綜合指標遠遠好于其他消毒劑，表里對幾種消毒劑的各項指標作了一個綜合比較，通過對比可知，二氧化氯發生器無論在安裝、使用還是維護等方面都較其他消毒產品有很高的優越性，隨著水源污染的日益加重及人們對水質要求的日益提高，二氧化氯必將成為廣泛應用的新一代消毒產品。
在水處理中使用二氧化氯，主要有如下優勢：
⑴消毒效果好而且具有持續消毒、殺菌作用。
⑵消毒效果不受氨的影響。
⑶在堿性條件下，殺菌效果不受影響。
⑷對病毒具有強力的殺滅作用。
⑸對換熱管表面的生物膜具有剝離效果。
⑹不會形成致癌物如鹵代烴。
⑺具有脫色、助凝、除氫、除酚、除臭等多種功能。
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