二氧化氯問世以來，已經先后被用于紙張和纖維漂白、飲用水消毒、食品加工、肉類水果蔬菜和水產品滅菌與保鮮、工業冷卻水和廢水處理、食品包裝紙消毒和漂白、注水采油和油井解堵、臨床醫療中的消毒滅菌、衛生防疫消毒、油脂脫色及面粉和大米加工中的漂白和殺菌、水產養殖中的水體養殖消毒和防病治病以及水廠殺藻和控制生物污染和管道淤塞等諸多方面。一、二氧化氯在引用水消毒中的應用 美國環境保護局進行過幾項使用二氧化氯消毒水和廢水的研究，實驗證明二氧化氯是一種比氯更有效的殺病毒劑和殺細菌劑，而且在廣泛的pH范圍內有效，成為大家喜歡使用的消毒劑。認真控制二氧化氯消毒可減少形成氯代物的潛力。
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二、使用二氧化氯控制三氯甲烷 二氧化氯在水處理中的應用，是多年來已被接受的一項事實，它曾經是減少水源疾病的重要因素之一。但是三鹵甲烷的發現及其危及健康的作用卻提出了一個氯化和安全問題，認為在保護飲用水免遭疾病傳染時也能產生致癌性的副產物。這種關注導致了對“國家臨時初級飲用水章程”的修改，以便控制飲用水中三鹵甲烷的濃度。 八十年代初，美國印第安納州埃文斯維爾供排水公司和美國環境保護局（USEPA）發起了使用二氧化氯的評價研究，結果表明二氧化氯對減少三鹵甲烷是非常有效的，二氧化氯的效果促成了美國很多供排水公司把預消毒劑從氯氣改變為二氧化氯。三、二氧化氯和氯：預氧化劑用于飲用水廠殺滅藻類 與水凈化和水質問題相關的藻類已引起人們的強烈關注。這些問題概括如下： 1、藻類和胞外產物干擾物理/化學水凈化工藝； 2、藻類通過凈化系統造成令人難以接受的水質產生； 藻類不僅產生影響神經系統的肝毒素有害于消費者的健康，而且產生藻類產物還能作為三鹵甲烷的前驅物質和微生物及其異樣生物的養料來源。 自20世紀70年代中期，南非弗里尼欣市蘭特水司比較了二氧化氯和氯氣作為原水的預氧化劑和殺藻劑的效果，并且進行了下列研究： ①不同種藻類對兩種氧化劑的敏感性； ②藻類濃度對氧化效率的影響； ③氧化劑濃度和接觸時間對藻類存活率的影響。 研究結果表明：在氯需要的1/3接觸時間內，二氧化氯的效率是氯的2－10倍。用二氧化氯作預氧化劑時沒有三鹵甲烷的形成，但是用氯氧化含藻懸浮液在接觸2h內形成三鹵甲烷達35μg/L。從這項研究中可明顯地得出：二氧化氯是這兩種消毒中使用較佳者。四、二氧化氯對直流式冷卻系統的防污塞處理 微生物污染是指在處理系統地表面產生不期望地生物粘泥沉積。生物粘泥主要由生物膜組成，其中的微生物包埋于由它們自身組成的聚合基質中，形成復雜的粘泥沉積物。在工業環境中產生的生物粘泥，常常包含有生物膜，以及和它們有密切關系的無機顆粒、腐蝕產物和較大的污染微生物。 意大利學者畢來梯（Belluati）等用二氧化氯處理直流式冷卻系統中的微生物污染取得了積極成果，研究證明二氧化氯在0.05-0.25mg/L的投加濃度下就能有效地控制生物污染地發生。
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