二氧化氯是一种用作消毒剂和氧化剂的溶解性气体。与通过氯化作用（向有机分子添加氯原子）进行消毒的氯气不同，二氧化氯是通过氧化作用发挥功效的。这意味着它能在不促进形成许多与氯相关的受监管消毒副产物（DBPs）——如三卤甲烷（THMs）和卤乙酸 (HAAs)。

二氧化氯在宽广的pH值范围内（4–10）均有效，不会与氨发生反应，且在有机物存在时仍保持活性。这些特性使其特别适用于化学成分多变或有机物负荷较高的水源。

氯气

由于成本低廉且残留效果显著，氯气至今仍被广泛使用。然而，它也存在若干挑战：

1. 安全风险：高浓度的氯气具有毒性，因此在容器的运输、操作和储存过程中需特别注意。

2. 副产物生成：它会与天然有机物反应，形成三卤甲烷（THMs）和烷基羟基酸（HAAs），由于这些物质可能对健康造成风险，因此受到严格监管。

3. pH敏感性：其在碱性条件下效力会降低，通常需要调节pH值。
   
   

二氧化氯

二氧化氯具有以下操作优势：

1. 选择性氧化：它能针对病原体进行杀灭，同时不会与大多数有机物发生反应，也不会促进消毒副产物（DBPs）的形成。

2. 宽pH适用范围：在比氯或次氯酸盐更宽的pH范围内保持消毒效力。

3. 生物膜控制：ClO₂ 穿透并破坏生物膜的效果优于氯，这对维持输配水系统的完整性至关重要。

4. 更低的投加量要求：在较低浓度下即可发挥作用，有望减少化学品用量。
   
   

然而，由于二氧化氯在储存过程中不稳定，必须现场生成，这需要额外的基础设施和操作人员培训。