汪 麟
(中國市政工程西南設計研究總院,四川 成都 610081)
近年來,地震災害在全球有愈演愈烈之勢,在國內也有加重的趨勢,對廣大人民群眾的生命財產造成了非常巨大的損失。地震災害發生后,搶救災區人員的生命安全成了頭等大事,而恢復對地震災區的供水問題也就成為了重中之重。消毒是給水處理中最基本的工藝之一,也是保證安全供水的重要環節。如何向地震災區提供安全合格的飲用水,消毒環節就顯得尤為重要。
地震災害會導致各類化工廠、化學品倉庫、化工商店、農資商店、家庭存放的農藥等暴露在環境中,易于污染水源;水源附近有遇難者遺體時,也可能會影響水源;地震同時造成地下水位改變,使深井水受淺層水或地面水滲透的影響,造成污染;水源周圍的衛生管理不善,有污水、垃圾、糞便時,也易于造成水源污染。在這種情況下,如果人們飲用雨水、坑水、池塘水、河水等不安全的水,有導致傳染病流行傳播的危險。由于地震破壞了原有供水設施,在地震災區應急供水的處理中,為了達到人們對安全用水的標準,消毒技術的合理應用是非常關鍵的。
常規水處理工藝中常用到的消毒技術有氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等。但是地震后,災區的建筑物大面積倒塌,集中式供水中斷,供水設施遭受嚴重破壞,分散式供水和農村供水也都受到不同程度的破壞,如水管淤砂、井管錯裂等,給供水造成極大困難,而且像震前那樣對飲用水進行常規處理在抗震救災中幾乎不可能!所以,消毒技術的應用與平時也有很多不同,在這種應急狀態下,對消毒藥劑或者消毒設備的要求是:安全、現場操作容易且攜帶方便。二氧化氯消毒能較好殺滅細菌、病毒,殺菌作用持續時間長,受pH影響小,可除臭、去色,但是它的現場制作以及攜帶的不安全性不符合我們的要求;臭氧消毒具有殺菌效果好,用量少,作用快,能同時控制水中鐵、錳、色、味、嗅的優點,但是臭氧的生產設備較為龐大,需要較高的自動化程度,而且電耗大,制作成本高也不符合我們的要求。下面對可采用的幾種消毒技術進行探討。
這里的氯消毒主要是指一些含氯的消毒劑(如次氯酸鈣、次氯酸鈉、泡騰消毒片、三氯異氰尿酸消毒等)的使用,而并不是液氯。氯消毒機理是通過次氯酸的氧化作用來殺滅細菌。次氯酸是很小的中性分子,能擴散到帶負電的細菌表面,通過細菌的細胞壁穿透到細菌內部,并起氧化作用,破壞細菌的酶系統而使細菌失去活性,但是對于水中的病毒、寄生蟲卵的殺滅效果較差,需要在較高CT值(消毒劑濃度乘以接觸時間)才能達到理想的除菌效果。
氯在水中的作用是比較復雜的,它不僅可以起氧化反應,還可與水中天然存在的有機物起取代或加成反應而得到各種鹵代物。研究發現氯在進行飲用水預氧化和消毒時與水中某些有機物如腐殖酸、富里酸等發生氧化反應,同時發生親電取代反應,產生易揮發的和不易揮發的氯化有機物,如三鹵甲烷等,這些鹵代有機化合物有許多是致癌物或誘變劑。但由于氯消毒的操作使用簡單,便于控制,消毒持續性好,余氯的測定也很容易,并且氯消毒的價格不高,在地震災區給水系統中,氯消毒成為最為經濟有效和應用最廣泛的消毒工藝。
紫外線消毒機理與一般的氧化劑消毒不同,它是利用波長254 nm及其附近波長區域(200~280 nm的UVC區)的光波對微生物DNA的破壞,阻止蛋白質合成而使細菌不能繁殖從而使其失去活性。
紫外線消毒具有對致病微生物有廣譜消毒效果,消毒效率高;對隱孢子蟲卵囊有特效消毒作用;不增加 AOC及BDOC等損害管網水生物穩定性的副產物;能降低嗅、味和降解微量有機物;占地面積小;消毒效果受水溫、pH影響小等優點。但其消毒效果受水中SS和濁度影響較大,沒有持續消毒效果,需與其他消毒技術(如氯消毒)配合使用。在地震災區飲用水處理消毒過程中和氯消毒配合使用,可以達到安全供水的目的。
本方法簡單易行,可以在沒有消毒劑以及消毒設備但是有燃料的地方下使用,適合于居民安置點 和單戶分散供水。主要過程大概是:首先去除水源中的粗大漂浮物,經2~3h沉淀后,取上層水,然后放入砂濾槽過濾,砂濾槽可以采用粒徑0.2~1.0 mm的河砂作為濾砂,砂層厚度1 m左右。濾水砂槽可用多個裝填砂粒的水桶串聯而成,應保證總的砂層厚度在1 m左右,這樣可以去除水中前面沉淀沒有除去的一些懸浮一些微粒,當砂層濾水阻力過大時,應將表層砂層取出、清洗后重新填充。最后最重要的步驟便是將過濾后的水放入鐵鍋、大壺或烹飪用高壓鍋內進行煮沸,而且應該在煮沸后至少保證仍然持續加熱10 min以上,這樣便可以殺死細菌的繁殖體,達到消毒的目的,經過煮沸后的水即可供飲用。但是在存放煮沸水的工作中,應使之盡量遠離污染源,防治水的二次污染。
地震后,某些受影響不大的井水成為該地區的主要水源,這時消毒應該采用簡易投加的方式,去除水井內的有害細菌、病毒等病原微生物。將漂白粉倒入簡易消毒器中,置于井水中。在這之后,應該采用修建井臺、排水溝、設置防護欄、加蓋等措施,避免污染物進入造成二次污染,這樣一個大口水井每次消毒可維持半月左右。
使用漂白粉,每噸水可加6~10 g,添加時先用少量水將漂白粉溶解調成糊狀,再加入水中攪勻,靜置澄清30 min后即可使用;如使用含氯消毒泡騰片消毒,50 kg水加一片(約0.65 g/片),需先搗碎,用水調成糊狀,然后加水攪拌,靜置澄清30 min后即可使用,經處理后的水中余氯應不少于0.7 mg/L。
在一些農村,由于缺乏供水設施,飲用水主要是來自家庭儲水器中存儲的井水或泉水。這時候為了對水消毒或者是防止儲水器中水的二次污染,應該采用缸水消毒技術。這個技術主要是氯消毒技術的應用,投藥時將所需的漂白粉放在碗內,加少量冷水攪勻,取漂白粉上清液倒入水中,用吊桶將井水上下攪動數次,30 min后即可取用。
每戶缸水消毒的藥劑用量按每100 L水計,投加漂白粉1~2 g,污染較重的水取高值。加入消毒劑后用水瓢或干凈的專用棒進行攪動,使之與水充分混合,并保證消毒時間不少于0.5h。
很多地方在地震災害后,并沒有相對干凈的井水、泉水作為飲用水源,而是將江河水、水庫水、湖泊水作為水源。在正常的供水系統恢復之前,這就需要一些比較專業的移動式的各種凈水器來對水進行凈化、消毒。
地震災害發生后,能夠比較快速到達災區的移動式凈水器一般都是救災部隊攜帶的一些小型的供救災部隊官兵自己使用的各種單兵凈水器以及一些野營多功能凈水車。野營多功能凈水車是比較理想的水處理設備,它處理的水量比較大,服務的人口比較多。它的消毒方式采用了紫外線殺消毒+氯消毒。但是在一些受災非常嚴重道路不通的地區,凈水車的方案是行不通的。
在地震災害應急供水的工作中,消毒是保障供水安全的關鍵。消毒方式的采用需要根據具體情況采用一種或多種。如何更合理地在地震災區恢復供水中運用消毒技術,值得我們進一步地探討和思考。