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饮用水消毒技术发展概况

第一篇：饮用水消毒技术发展概况饮用水消毒技术发展概况摘要：综述了当前饮用水消毒技术的研究现状，包括臭氧、紫外线、氯化、二氧化氯、膜等，然后展望了消毒技术的发展方向，并初步指出适合我国应用的饮用水消毒技术。关键词:饮用水;消毒;液氯;二氧化氯;氯胺;臭氧;紫外线;膜饮用水安全关系到影响人体健康、社会稳定和经济发展，一直是我国乃至全球面临的严峻挑战之一。为切断疾病通过饮用水传播的途径，消毒作为生活饮用水处理的最后一道工艺是必不可少的。水的消毒方法很多,主要有氯消毒、氯胺消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒等。下边对这几种水处理中较常用消毒剂的特点进行一下探讨。1常见消毒方法1.1臭氧消毒臭氧是一种强氧化剂,其可以氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶,也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏其细胞器和核糖核酸,分解,,蛋白质,脂类和多糖等大分子聚合物,使细菌的物质代谢和繁殖过程遭到破坏,还可以侵人细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖,使细胞发生通透性畸变,导致细胞的溶解死亡,并且将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及细菌病毒代谢产物等溶解变性死亡,从而起到消毒作用[1]。臭氧消毒具有杀菌效果好、用量少、作用快、消毒副产物少和生产条件简单等优点，但也具有消毒工艺费用较高、稳定性极差和需用第二消毒剂等缺点。另外臭氧作为消毒剂是有选择性的，绿霉菌、青霉菌之类对臭氧具有抗药性，需较长时间才能将其杀死；单独使用臭氧作为消毒剂时，由于臭氧能在较短时间内分解，残留效果小，甚至会出现细菌回升现象，为了改善这种状况，可以考虑辅助加氯[2]。1.2氯化消毒氯化消毒是传统的饮水消毒方法,一直沿用至今。氯化消毒中,氯与水反应时,要产生水解和离解反应,即:Cl2+H2O～HOCl+H﹢+Cl-,HOCl～H++OCl-。实际上,次氯酸比次氯酸根杀菌能力强得多,如次氯酸杀死大肠埃希菌的能力比次氯酸根要强80至100倍。近年来发现,在氯化消毒的同时,许多受有机物污染的水源经过氯化后,能产生三卤甲烷和其它卤化副产物,这些副产物中,三氯甲烷被认为是重要致癌物[3]。但氯消毒亦有不少优点:(1)氯对微生物杀灭能力较强;(2)在水中能长时间地保持一定数量的余氯,具有持续消毒作用;(3)使用方便,成本较低。氯消毒缺点主要表现在:(1)产生有害消毒副产物;(2)氯对病毒的灭活能力不如二氧化氯、臭氧等强。(3）氯气或液氯消毒具有一定的不安全性[5]。近年来,有使用氯胺作为饮水消毒剂,其与氯气相比,可使三卤甲烷生成量减少50%。为了使饮水中三卤甲烷控制在0.1mg/L以内,国外许多水厂已经采用氯氨消毒。我国已有用氯氨消毒的水厂筹建,但最近有研究发现,氯氨亦可能存在致突变性。1.3二氧化氯消毒二氧化氯具有广谱杀菌能力,是一种优良的消毒剂,其杀菌能力是氯气的5倍。二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力,与微生物接触时释放原子氧及次氯酸分子,可有效地氧化细胞内含琉基的酶,还可以快速抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物,还能分解残留的细胞结构，即使存在悬浮物,二氧化氯也能以较小的剂量杀死大肠杆菌类炭疽杆菌，对其他诸多细菌、病毒都有良好的失活效果,低浓度的二氧化氯在水中扩散速度和渗透能力都比氯快,因此用量少,作用快,杀菌率高。二氧化氯消毒具有下列优点：①杀菌效果好、用量少，作用快，消毒作用持续时间长，可以保持剩余消毒剂量；②氧化性强，能分解细胞结构，并能杀死孢子；③能同时控制水中铁、锰、色、味、嗅；④受温度和pH影响小；⑤不产生三卤甲烷和卤乙酸等副产物，不产生致突变物质，其Ames试验和小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验均呈阴性结果。与氯消毒相比，二氧化氯能降低致突活性。二氧化氯与水中有机物的反应为氧化作用，而氯则以取代反应为主。但二氧化氯的使用还存在一些缺点，影响了二氧化氯的推广应用，特别是在大型给水处理系统的应用。二氧化氯消毒的主要缺点：①二氧化氯消毒产生无机消毒副产物：亚氯酸根离子（ClO2）和氯酸根离子（ClO3）。②二氧化氯本身也有害，特别是在高浓度时③二氧化氯的制备、使用也还存在一些技术问题，二氧化氯发生过程操作复杂，试剂价格高或纯度底，反应副产物种类和对健康的影响还不十分清楚，二氧化氯的运输、储藏的安全性较差，因此国内尽管目前二氧化氯在小规模的给水厂有应用，但大型水厂使用还不多。[4]1.4氯胺消毒氯胺是氯化消毒的中间产物，其中具有消毒杀菌作用的只有一氯胺和二氯胺。纯的一氯胺是一种无色不稳定液体，沸点为-66℃，能够溶于冷水和乙醇，微溶于四氯化碳和苯［6］。一氯胺（NH2Cl）的消毒作用是通过缓慢释放次氯酸（HOCl）而进行的。氯胺消毒作用机理与氯气相近，通过穿透细胞膜，使核酸变性，阻止蛋白质的合成来达到杀灭微生物的目