二氧化氯是一種光譜型的消毒劑，它對水中的病原微生物，包括病毒、細菌芽孢、配水管網中的異樣菌、硫酸鹽還原菌及真菌等均有很高的殺滅作用。
二氧化氯能在PH值很寬的范圍內殺滅大腸桿菌，其殺滅效果與溫度T有關，是溫度（1/T）的函數，這一優點彌補了因溫度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺點。二氧化氯在水中的擴散速度較氯快，所以在低濃度時較氯更為有效。二氧化氯對孢子的殺滅作用比氯強，對水中的放線菌、野生菌種、孢子體等均有較好的殺滅作用。
2、二氧化氯的氧化作用
●　二氧化氯對錳的氧化
●　二氧化氯對鐵的氧化
●　二氧化氯對硫化物的氧化
●　二氧化氯對氰化物的氧化
●　二氧化氯對*的氧化
●　二氧化氯對有機物的氧化
3、二氧化氯的脫色作用
二氧化氯具有較強的氧化作用，所以，有較好的脫色作用。例如江南太湖系某河流，在初春其原水色度為17度，而傳統的水處理工藝，即反應、沉淀、過濾、液氯消毒只能脫色4度，即達到14度，而當投加二氧化氯時，則色度有顯著降低，如當預投加二氧化氯0.5mg/L時，色度可降低至11度；當預投加二氧化氯1.0mg/L，色度可降低10度；當預投加二氧化氯1.5mg/L（或大于1.5mg/L）時，色度可降低至9度，也即傳統的水處理工藝，其脫色效率只能達到23.5%，而二氧化氯對低色度的原水，其脫色效率可以達到47.0%。
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