國(guó)內(nèi)水處理行業(yè)消毒技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

       國(guó)內(nèi)水處理消毒技術(shù)常用的幾種方法：臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，其氧化能力僅次于氟，能氧化分解水中多種有機(jī)物，在低濃度下可瞬時(shí)完成氧化反應(yīng)，而且其溶解度大，殺菌速度為氯的600～3000倍，是目前加藥消毒法中最有效的消毒劑，能同時(shí)控制水中鐵、錳、色、味、嗅，無(wú)三鹵甲烷、鹵乙酸類(lèi)消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生，但有產(chǎn)生溴酸鹽等副產(chǎn)物的可能。

近來(lái)，由于SARS和禽流感等傳染性疾病的爆發(fā)，自來(lái)水和污水的消毒問(wèn)題受到人們?cè)絹?lái)越多的重視。雖然大多數(shù)細(xì)菌并不致病，但是水中細(xì)菌總數(shù)在一定程度上可反映微生物的污染程度，我國(guó)的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-85)規(guī)定每毫升水樣細(xì)菌總數(shù)不得大于100個(gè)，每升水中總大腸菌群應(yīng)小于3個(gè)。2003年7月1日?qǐng)?zhí)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB l8918-2002)中首次將微生物指標(biāo)列為基本控制指標(biāo)，要求城市污水必須進(jìn)行消毒處理。山川水處理（www.springliu.com）是一家專(zhuān)業(yè)從事水處理技術(shù)開(kāi)發(fā)與研究的高科技企業(yè)，由企業(yè)小編這您整理以下資料：

1、傳統(tǒng)的氯(Cl2)消毒技術(shù)須優(yōu)化

20世紀(jì)70年代起，氯消毒在飲用水處理中遇到了三方面的問(wèn)題。首先是飲用水中不斷發(fā)現(xiàn)新的病原微生物，其中有一些如隱孢子蟲(chóng)不能被氯殺死。其次，很多研究表明，如果水中含有足夠多的可降解有機(jī)物，即使維持足夠的余氯，細(xì)菌仍會(huì)在給水管網(wǎng)內(nèi)再繁殖。只有減少水中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物，才能抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。最嚴(yán)重的還是消毒副產(chǎn)物問(wèn)題。1974年，科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)氯消毒時(shí)，氯與水中殘余的有機(jī)物發(fā)生化學(xué)作用，生成三氯甲烷、溴仿、溴二氯甲烷和氯二溴甲烷等一系列有害的“消毒副產(chǎn)物”。為了控制消毒副產(chǎn)物，各國(guó)都制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

飲用水是否應(yīng)放棄氯消毒？事實(shí)證明目前還不能放棄。1991年底，秘魯出現(xiàn)了絕跡多年的霍亂病例，造成大面積的疫情，甚至還蔓延到鄰近國(guó)家。公共衛(wèi)生專(zhuān)家把原因歸咎為出于害怕氯消毒的副產(chǎn)物致癌而放棄了對(duì)飲用水進(jìn)行消毒。英國(guó)近50年間發(fā)生過(guò)10次飲水造成的疫情，其中有8次是加氯消毒不良所致。因此在考慮飲用水的安全性時(shí)，首先需要考慮的是確保消除微生物對(duì)人體健康的影響，然后才是考慮減小消毒副產(chǎn)物對(duì)人體的危害。

優(yōu)化的氯消毒技術(shù)不斷被研究開(kāi)發(fā)，主要的優(yōu)化方式包括：(1)將氯胺投加到出廠水中；(2)低氯預(yù)處理，即在滿足控制微生物生長(zhǎng)的前提下，盡量減少預(yù)氯化的投氯量或取消預(yù)氯化；(3)用預(yù)處理氧化劑如二氧化氯等處理源水，進(jìn)行初級(jí)消毒和氧化，過(guò)濾后再用氯消毒。通過(guò)這種處理，THM前體物被二氧化氯氧化；(4)設(shè)置新的投氯點(diǎn)；(5)使游離氯的接觸時(shí)間從原來(lái)數(shù)小時(shí)或數(shù)十小時(shí)縮短到1小時(shí)以?xún)?nèi)甚至10分鐘。同時(shí)，新型的消毒技術(shù)日益受到青睞，主要包括臭氧、二氧化氯和紫外線及相關(guān)組合技術(shù)等。

2、臭氧(O3)消毒技術(shù)應(yīng)用增多

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，其氧化能力僅次于氟，能氧化分解水中多種有機(jī)物，在低濃度下可瞬時(shí)完成氧化反應(yīng)，而且其溶解度大，殺菌速度為氯的600～3000倍，是目前加藥消毒法中最有效的消毒劑，能同時(shí)控制水中鐵、錳、色、味、嗅，無(wú)三鹵甲烷、鹵乙酸類(lèi)消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生，但有產(chǎn)生溴酸鹽等副產(chǎn)物的可能。臭氧是通過(guò)直接氧化和產(chǎn)生自由基的間接氧化來(lái)破壞微生物的結(jié)構(gòu)，達(dá)到消毒的目的。一般維持剩余臭氧濃度為0.4mg/L，接觸時(shí)間為15min，可得到良好的消毒效果。近20年來(lái)，由于臭氧制備技術(shù)的發(fā)展，成本降低，特別是發(fā)現(xiàn)氯消毒存在的問(wèn)題后，臭氧的消毒應(yīng)用增多，在歐洲使用最多。臭氧消毒的缺點(diǎn)是難聞的未溶解到水中的臭氧揮發(fā)到空氣中有害于工作人員的健康。

3、二氧化氯(ClO2)消毒技術(shù)方興未艾

二氧比氯的殺菌速度快，消毒能力超過(guò)氯但是次于臭氧，可殺死隱孢子蟲(chóng)，具有廣譜性的消毒效果，有剩余消毒效果但無(wú)氯味。二氧化氯的消毒機(jī)理主要是氧化細(xì)胞內(nèi)酶系統(tǒng)和生物大分子，殺滅細(xì)菌、病毒，且不對(duì)動(dòng)植物產(chǎn)生損傷，殺菌作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，受pH影響小，可除臭、去色。經(jīng)二氧比氯氧化的有機(jī)物多降解為含氧基團(tuán)(羧酸)為主的產(chǎn)物，無(wú)氯代產(chǎn)物出現(xiàn)。美國(guó)EPA推薦它是一種強(qiáng)有力的潛在替代氯消毒的氧化型消毒劑，以控制自來(lái)水中的三氯甲烷。二氧化氯用于污水廠的出水，產(chǎn)生的副產(chǎn)物量不到氯消毒產(chǎn)生的10%。因此20世紀(jì)80年代后二氧化氯消毒應(yīng)用迅速增長(zhǎng)。

二氧化氯性質(zhì)不穩(wěn)定，只能采用二氧化氯發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)制備。二氧化氯同氯氣混合使用時(shí)，具有協(xié)同消毒作用，二氧化氯較氯氣活潑，優(yōu)先于氯氣與有機(jī)物發(fā)生氧化分解反應(yīng)，可有效抑制處理后水中三鹵甲烷等氯化致癌物的生成。用于回用水消毒時(shí)，消毒劑投加點(diǎn)一般在濾后，有效氯投加量一般為1.5～3mg/L。二氧化氯現(xiàn)場(chǎng)制備，投加方便，避免了運(yùn)輸儲(chǔ)存一系列問(wèn)題及安全隱患，且成本較臭氧成本低，它是我國(guó)中小水廠替代液氯、次氯酸鈉及漂白粉等的較好消毒方式。

4、紫外線(UV)消毒技術(shù)異軍突起

紫外線消毒實(shí)質(zhì)是光化學(xué)反應(yīng)，細(xì)胞的遺傳物質(zhì)核酸(RNA或DNA)吸收紫外線能量，在光致二聚作用下化學(xué)鍵和鏈斷裂，破壞了核酸的正常功能，引起微生物死亡，達(dá)到消毒的目的，其反應(yīng)速率不受溫度和pH的影響。當(dāng)紫外強(qiáng)度為3×104μW/cm2時(shí)，紫外線殺滅病毒及細(xì)菌約需0.1～1s的接觸時(shí)間、殺滅霉菌孢子需1～8s、殺滅藻類(lèi)需5～40s，而氯消毒則需30～60min的接觸時(shí)間，臭氧消毒需15～30min?，F(xiàn)代的紫外線消毒裝置可以很容易達(dá)到(3～30)×104μW/cm2的光強(qiáng)度，因此常見(jiàn)細(xì)菌、病毒、霉菌、藻類(lèi)、孢子甚至原生動(dòng)物都可以迅速被有效殺滅。根據(jù)目前的文獻(xiàn)報(bào)道，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)紫外線(特別是在253.7 nm附近)在消毒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生足夠量的對(duì)人體有害的物質(zhì)。水的色度、濁度和SS等影響紫外線的吸收，從而影響消毒效果。

在目前所有的消毒技術(shù)中，紫外線殺菌的廣譜性是最高的，并且對(duì)一些對(duì)人類(lèi)危害極大的，而氯氣以至臭氧無(wú)法或不能有效殺滅的寄生蟲(chóng)類(lèi)如隱性包囊蟲(chóng)和賈第鞭毛蟲(chóng)等都能有效殺滅，且沒(méi)有消毒副產(chǎn)物，也不增加損害管網(wǎng)水生物穩(wěn)定性的副產(chǎn)物，同時(shí)由于關(guān)鍵技術(shù)的突破，紫外線消毒系統(tǒng)的可靠性大大提高，設(shè)備使用壽命長(zhǎng)，能耗降低，運(yùn)行費(fèi)用大為下降，因此20世紀(jì)90年代紫外線消毒技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛的應(yīng)用。歐洲許多國(guó)家以及北美的加拿大和美國(guó)已分別修改了環(huán)境立法，在廢水處理后的消毒，以及飲用水的消毒上，推薦采用紫外線消毒技術(shù)。

5、消毒技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

消毒是水處理的重要環(huán)節(jié)，各種消毒技術(shù)各有特點(diǎn)。從效果比較，氯對(duì)部分細(xì)菌、病毒不能殺滅，臭氧的殺菌效果比氯好，但是化學(xué)消毒因受濃度控制而無(wú)法在水中提供可能的大劑量，故對(duì)孢子、藻類(lèi)以及各種原生動(dòng)物的殺滅效果較差。在二氧化氯、氯和臭氧三種消毒劑中，綜合考慮有效性和穩(wěn)定性，可認(rèn)為二氧化氯的消毒效果最好。紫外線消毒技術(shù)對(duì)采用化學(xué)消毒難以殺滅的病原體能在幾秒或幾十秒內(nèi)100%殺滅，但是沒(méi)有余氯，缺乏持久的消毒能力。

氯和臭氧本身就是高危物質(zhì)，使用中安全隱患較多。采用紫外線消毒工藝與加氯消毒工程投資相差不多，處理速度快，占地小，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用約為氯消毒方式的2/3，總體經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)于氯消毒系統(tǒng)，將是今后數(shù)年最有前途的消毒技術(shù)。

各種消毒技術(shù)應(yīng)取長(zhǎng)補(bǔ)短，從傳統(tǒng)、單一的消毒工藝向組合式消毒工藝發(fā)展。研究表明，二氧化氯和氯聯(lián)合消毒的效果優(yōu)于傳統(tǒng)的氯消毒。臭氧分子不穩(wěn)定，易自行分解，在水中保留時(shí)間小于30 min，要保持管網(wǎng)的持續(xù)消毒效果必須同時(shí)加氯。紫外線消毒屬于物理瞬間消毒技術(shù)，許多國(guó)家對(duì)自來(lái)水采用紫外線再加氯消毒工藝，以保證自來(lái)水在市政管網(wǎng)內(nèi)不受二次污染。由于余氯補(bǔ)加量少，副作用可大為減少。
 

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