關于現代給水處理消毒技術的探討

摘要：我國長期以來受經濟發展水平和飲水觀念的局限，飲用水深度凈化尚未得到普遍認同，但隨著我國經濟的發展、人們水質意識的提高，筆者認為，城市供水深度凈化工藝將會提到日程上來。學習、借鑒國外已有的成功經驗，針對特定的原水水質，進行以預臭氧化、臭氧化-生物活性炭為代表的飲用水深度凈化工藝探索和應用，將是我們走向二十一世紀凈水工藝的重要課題。

關鍵字：水處理；消毒

一、常用水處理消毒技術

在城市供水系統中，消毒是最基本的水處理工藝，它是保證用戶安全用水必不可少的措施之一。常用的給水處理消毒技術有以下幾種：

1氯消毒技術

氯消毒主要是通過次氯酸的氧化作用來殺滅細菌，次氯酸通過細茵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死亡，但是對于水中的病毒、寄生蟲卵的殺滅效果較差，需要在較高值(消毒劑濃度乘以接觸時間)才能達到理想的除菌效果。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，所以很快在飲用水行業推廣應用。目前為止，在公共給水系統中，氯消毒成為最為經濟有效和應用最廣泛的消毒工藝。而現代工農業的迅猛發展不僅使人工合成的化學物質越來越多，也使通過各種途徑進入水源水體的有機物質(包括人工合成的和自然界存在的)越來越多，相當多的水源水體呈微污染狀況，對人體的健康產生嚴重的危害。

2臭氧

臭氧在飲用水處理中的應用已經有一百多年的歷史。但是由于其技術復雜、成本昂貴，使應用受到限制。本世紀七十年代，由于水污染的加劇和公眾健康意識的提高，迫使人們在傳統水處理工藝的基礎上采用新的手段，保證供水水質符合更加安全的飲用水標準。經過近二十年的研究和實踐，以臭氧為主組成的復合應用技術，以其良好的處理效果成為給水深度凈化技術的首選。

臭氧作為強氧化劑被普遍使用。有關資料顯示，在有效去除水中溶解性有機物、去除三氯甲烷母體物、改善水體的致突變活性、去除色、嗅、味、消毒、殺藻等方面，臭氧具有明顯的優勢，因而不僅用于預氧化和消毒，而且廣泛地用于深度處理。當臭氧加注量充分時，氧化能夠進行得較為徹底，但當臭氧量不足時，會出現副產物。由于臭氧在氧化中副產物的影響，對有機微污染水源不宜單純采用臭氧作為深度凈化手段。活性炭吸附作為飲用水深度處理的重要手段廣泛用于城市供水工程。由于顆粒活性炭極其豐富的微孔體積和巨大的比表面積，使其具有良好的吸附性能。而水中溶解雜質溶質分子的憎水性和活性炭對溶質分子的靜電吸附、物理化學吸附以及生物吸附的聯合作用，使活性炭對多種分子量大而極性小的有機有害物質、金屬、非金屬、色、嗅、味、酚類、表面活性劑、不易溶解的碳氫化合物以及各種農藥去除效果明顯。

臭氧和活性炭吸附聯合使用，除可保持各自的優勢外，臭氧對大分子的作用與充氧作用，為活性炭提供了更易吸附的小分子物質和產生生物活性炭作用的溶解氧，而臭氧化可能產生的有害物質，則可被活性炭吸附并降解，這使臭氧－生物活性炭吸附工藝相得益彰。

3二氧化氯

通常來說，含有二氧化氯的原水在日光的照射下，水中氯酸鹽的濃度增加。研究表明，當二氧化氯作為消毒劑在水處理的過程中并不產生三鹵甲烷（THMs）等有害的副產品，但會產生少量的有機消毒副產品，關于這些有機副產品的成因和種類并沒有得到足夠的研究，但是大多數的研究表明水中天然有機物質的存在并與二氧化氯反應是導致大量醛類和羧酸類有機副產品生成的主要原因。因此當用二氧化氯做消毒劑時，對于水中天然有機物的去除就顯得額外重要。轉

二氧化氯消毒的優點有：二氧化氯對于水中病毒，隱孢菌等微生物的抑制作用要強于氯氣；二氧化氯可以氧化掉水中的鐵離子（Fe2+），錳離子（Mn2+）和硫化物；二氧化氯可以增強水的凈化過程；二氧化氯可以有效控制水中的酚類化合以及由于藻類和腐敗的植物所產生的氣味；不會生成鹵化副產物；二氧化氯易于制取；生物特性不受水中PH值的影響；二氧化氯可以保持一定的殘留量。然而，利用二氧化氯消毒也有很多的缺點，例如：二氧化氯在消毒過程中會生成亞氯酸鹽和氯酸鹽副產物；過多的加藥量將會產生鹵化副產物；較高的設備以及操作費用；二氧化氯氣體是易燃氣體，因此必須在現場制取；二氧化氯不穩定，在日照下會分解。中國論文下

4氯胺

氯胺消毒與氯消毒相比有以下三個優點：(1)減少了消毒過程中THMs的產量；(2)可以維持較長時間，能有效地控制水中殘余細菌繁殖；(3)避免游離性余氯過高時產生的臭味。氯胺消毒一般是先加氨，充分混合后再加氯。若先加氯后加氨，則難以控制產生THMs的濃度。另外，如果加氯很久后才加氨，就會變成以自由性余氯為主要消毒劑，氯胺為輔助消毒劑的情況。氯胺消毒的缺點是：需要較長的接觸時間；由于需加氨從而使操作復雜。氯胺的殺菌效果差，不宜單獨作為飲用水的消毒劑使用。但若將其與氯結合使用，既可以保證消毒效果，又可以減少三鹵甲烷的產生，且可以在延長配水管網中的作用時間。

5紫外線消毒

紫外線消毒技術為物理消毒方式的一種，具有廣譜殺菌能力，無二次污染。經過20多年的發展，已經成為成熟可靠高效環保的消毒技術，在國外各個領域得到了廣泛的運用。在我國由于對其技術的了解有一定的局限性，在污水處理中的應用不多。上海市政工程設計研究院在這方面開展了許多研究，并已在上海閔行、長橋等污水處理廠得到應用。進入21世紀后，隨著對污水尾水消毒的日益重視和運行經驗的積累，紫外線消毒技術將得到推廣，預計今后有條件的污水處理廠中50％將會采用紫外線消毒，并成為取代傳統化學消毒方法的主流技術。紫外線污水消毒技術在國外經過20多年的發展，已經成為成熟可靠、投資效益較高的綠色環保技術，在世界各地各類城市污水的消毒處理中得到日益廣泛的應用，成為替代傳統加氯消毒的主流工藝技術。

二、水處理消毒新技術簡介

隨著科學技術的發展，各學科之間的交叉滲透越來越普遍，在水處理領域也產生了一些新的消毒技術，主要有:光催化消毒、生物消毒、電場消毒、超聲波消毒等。這些技術也是優缺點并存，需要科研人員繼續進行深入的研究。

結束語

我國長期以來受經濟發展水平和飲水觀念的局限，飲用水深度凈化尚未得到普遍認同。隨著我國經濟的發展、人們水質意識的提高，我們要將城市供水深度凈化工藝將會提到日程上來。在城市供水系統中，消毒是最基本的水處理工藝，它是保證用戶安全用水必不可少的措施之一。學習、借鑒國內外已有的成功經驗，針對特定的原水水質，進行以預臭氧化、臭氧化-生物活性炭為代表的飲用水深度凈化工藝探索和應用，將是我國凈水工藝的重要課題。

參考文獻

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