二次供水水箱(池)消毒環節優化及效果實證★

嵇譯峰，汪寧杰，周 率，趙金輝，馬丁山，賈 芮

(1.南京工業大學城市建設學院，江蘇 南京 211816； 2.南京市供水節水指導中心，江蘇 南京 210004)

0 引言

二次供水設施對管網末梢飲用水的質量與安全有著重要影響。據有關調查，二次供水設施水質合格率低于同期管網水合格率，二次供水水質投訴占到生活飲用水類投訴比例的1/2左右[1-2]。鑒于此，近年來二次供水受到政府監管部門高度重視，但由于二次供水單位和設施數量眾多，產權歸屬復雜，導致監管仍存在盲區。

近些年來，各地已陸續出臺二次供水水箱清洗和消毒要求以及管理措施，但在消毒隊伍管理、作業流程、消毒劑選擇、消毒環節關鍵參數等方面仍需規范，既要確保消毒效果，又要避免消毒劑量過高帶來清洗消毒成本增加、藥劑污染以及殘余的消毒劑增加管網末梢水中的消毒副產物含量等問題[3-5]。因此，加強二次供水儲水設施清洗消毒關鍵環節優化對于切實保障管網末梢龍頭水水質安全具有重要意義。

1 試驗方法及材料

1.1 消毒劑及消毒參數優化試驗

1)不同水箱材質模擬消毒試驗。

分別準備200 mm×250 mm不銹鋼板和瓷磚(釉面磚)材料，置于圖1所示動態模擬試驗箱中。試驗用原水為放置一段時間(>48 h)以去除余氯后的自來水，其可促進材質表面微生物生長和掛膜，模擬水箱污染過程。試驗期間水溫22 ℃～26 ℃，pH為7.33～7.64；其他水質指標濁度，CODMn，NH3-N和菌落總數范圍分別為0.25NTU～0.45 NTU,1.13 mg/L～2.13 mg/L,0.081 mg/L～0.110 mg/L和300 CFU/mL～1 200 CFU/mL。將準備的試驗板材浸泡在水中，讓細菌在板材表面掛膜生長，以備消毒試驗之用。

2)消毒試驗步驟。

消毒試驗前，取純凈水加熱煮沸并保持15 min以上，密閉自然冷卻后置于冰箱內作為無菌純凈水供對照消毒試驗使用；消毒劑分別采用 NaClO溶液(上海國藥試劑集團)、穩定態ClO2(山東省雅潔有限責任公司)和HClO(希瑞希曼(浙江)生物科技有限公司)三種消毒劑。分別配置質量濃度為50 mg/L，100 mg/L和200 mg/L的消毒劑溶液待用。

取4塊待消毒試驗掛片材料，分別噴灑無菌純凈水,50 mg/L,100 mg/L和200 mg/L的NaClO消毒劑溶液，每次試驗噴灑3次，實際測試每塊板每次噴灑量(2.2±0.3)mL。噴灑完后將板材表面分為四個區域，每個區域分別在0 min,15 min,30 min和60 min各選兩個10 cm2區域用無菌采樣棉簽采集兩個平行樣，取樣后轉入事先準備的10 mL滅菌生理鹽水試管內，將試管置于漩渦振蕩器振蕩5 min，移取1 mL水樣接種于準備好的瓊脂平板培養基上，置于37恒溫培養箱培養24 h，根據細菌總數檢測結果評估消毒效果。更換其他消毒劑后重復上述步驟。

1.2 實際水箱清洗消毒效果實證研究

1)清洗水箱對象。

選擇南京市10處不同材質、容積和用途的典型水箱進行實際清洗效果驗證。所選清洗對象包括混凝土水箱和不銹鋼水箱，水箱用途以生活用水及生活和消防共用水箱為主，10個清洗水箱對象情況見表1。結合1.1節消毒劑及消毒參數優化試驗結果，開展實際清洗效果實證研究。

表1 10個清洗水箱對象基本情況

2)清洗消毒流程。

清洗：清洗采用高壓水槍沖洗與人工洗刷相結合方式，使用高壓水槍對水池(箱)池壁及池底進行清洗；使用硬尼龍刷、軟布等對難以清洗部位進行人工洗刷，確保池壁達到手觸無膩感。將洗刷后的積水排空并且沖洗干凈。

消毒：采用噴灑消毒方式，根據前述消毒劑及消毒參數優化試驗部分結果，采取以下步驟：

a.選擇穩定態二氧化氯消毒劑，配置為質量濃度150 mg/L的溶液，作業人員對水池(箱)內壁自上而下，由里向外進行全面噴灑，噴灑完后作業人員離開水池(箱)并蓋上人孔。

b.噴灑后等待消毒時間30 min。

c.消毒完成后沖洗水箱內壁2遍，泄空排水并再次沖洗1遍后打開水池(箱)進水閥，放入自來水。

3)水質測定。

清洗消毒前和消毒后分別采集3個平行水樣，所采集的水樣分別使用HACH 2100Q便攜式濁度儀(HACH，美國)檢測濁度； pH 計(PHS-3C，上海雷磁)進行 pH 測定；游離氯和總氯的測定參照HJ 586—2010采用 N, N-二乙基-1, 4-苯二胺(DPD)分光光度法測定；微生物指標中細菌總數和總大腸菌群測定具體按照GB/T 5750.12—2006測定，接種后置于恒溫生化培養箱(SPX-350B，上海力辰)內培養計數。

2 結果與討論

2.1 消毒參數優化試驗結果

不銹鋼和釉面瓷磚掛膜后采用無菌純凈水作為空白對照，分別以次氯酸、次氯酸鈉、二氧化氯為消毒劑消毒15 min，30 min，60 min后，各條件下2個平行樣細菌總數檢測結果平均值見表2。

表2 瓷磚和不銹鋼水箱材質表面消毒參數優化試驗結果

由表2結果表明，對瓷磚表面進行消毒時，二氧化氯消毒效果優于次氯酸和次氯酸鈉，后兩者消毒效果基本相當。目前尚無清洗消毒后水箱壁微生物指標限值，從結果之間比較來看，50 mg/L的三種消毒劑消毒30 min均未實現完全滅活；100 mg/L二氧化氯可在30 min基本實現滅活，而100 mg/L次氯酸和次氯酸鈉在 60 min可達到良好效果；200 mg/L消毒劑濃度下三種消毒劑均在30 min實現良好消毒效果。對不銹鋼表面進行消毒時，滅活效果順序依次為二氧化氯>次氯酸>次氯酸鈉。與瓷磚表面消毒效果相比，即使在200 mg/L消毒劑濃度和60 min接觸時間條件下，仍有未滅活細菌檢出。

對比瓷磚和不銹鋼兩組的消毒效果，3種消毒劑對瓷磚表面消毒效果均比對不銹鋼表面消毒的效果更好。這可能是受不銹鋼板材的材質中成分與具氧化性消毒劑反應所影響[6]。基于以上結果分析，建議優先考慮采用100 mg/L～200 mg/L二氧化氯和30 min以上消毒時間以保證消毒效果。

2.2 水箱清洗消毒效果實證研究

通過對10個水箱實際清洗消毒前后水箱水質采樣檢測，其中肉眼可見物、臭和味均未檢出，色度均在5以下，pH在7.46～7.83之間，消毒前后變化不大，與王楊等報道結果相似[7]。其余檢測指標平均值見表3。

表3 消毒前后水箱水質檢測結果

從結果可以看出(見圖2)，所清洗的水箱清洗前后水樣濁度均不超標，清洗消毒后濁度略有下降，基本為進水自來水濁度。清洗消毒對于減少菌落總數效果顯著，由于不同水箱管理水平不同，清洗前5號、7號、8號、9號、10號水箱由于前期箱壁積泥等原因細菌總數超標，指標差異很大，而清洗后細菌總數均值從清洗前253.4 CFU/mL下降為13.1 CFU/mL，且清洗后各水箱微生物指標差異較小。同樣，清洗消毒對于總大腸菌群控制效果明顯，清洗消毒后總大腸菌群指標被有效控制在接近未檢出水平(8號水箱結果異常)。從清洗消毒前后游離余氯水平差異來看，清洗消毒前由于不同水箱管理水平和內部污染程度差異，游離余氯檢測結果較為分散且平均水平較低，清洗消毒后水質游離余氯平均值從清洗前的0.219 mg/L提高到0.274 mg/L，且各水箱游離余氯組內差異減少，有利于確保水質。

2.3 清洗消毒對水箱池壁微生物量影響

清洗過程中對7號和8號兩個水箱清洗前后池壁清洗前后微生物數量變化進行了檢測。從結果來看(見圖3)，清洗前后池壁細菌總數下降明顯，平均下降了63.4%，但清洗后池壁微生物仍有檢出，由于兩個水箱清洗消毒前均污染較嚴重，微生物指標超標，因此，建議針對污染嚴重水箱應采取加大消毒劑濃度和優化清洗方式等，進一步提高效果。

3 結論

通過研究主要結論如下：

1)對比的3 種消毒劑對瓷磚表面消毒效果均比對不銹鋼表面消毒的效果更好，基于試驗結果，建議優先采用100 mg/L～200 mg/L二氧化氯和30 min以上消毒時間，對污染較重水箱可適當加大劑量和延長消毒時間以保證消毒效果。

2)水箱清洗消毒對肉眼可見物、臭和味、色度、pH影響不大；清洗消毒后對細菌總數和大腸菌群指標控制效果顯著，能夠有效將微生物指標控制在標準以內；游離余氯水平有所提高，有利于防止水質二次污染。

3)實際上，當前二次供水投訴和監測不合格指標主要圍繞微生物方面，因此，從以上清洗消毒對于保障二次供水水質效果非常關鍵，仍需針對當前該環節存在的問題進一步規范。