摘要：随着国家对于安全饮水工程的推进，饮水安全的理念现在已逐步深入人心。如何高效率的对农村供水进行消毒是目前安全饮水管理方面面临的最大的问题，本文通过对目前比较成熟的集中饮用水消毒处理方法的介绍，较详细的解读了目前农村安全饮水消毒处理工作中存在的问题及薄弱环节。在介绍传统消毒处理方法的优缺点的同时也简要介绍了一些新型供水消毒方法，对新入行的供水管理人员有一定的指导意义。
关键词：消毒技术 安全饮水 应用
水是生命之源，是所有生物不可或缺的基本物质。它既是人体的重要组成部分，更是生理活动中必须依靠的物质。水对于我们如此的重要，但同样是很多疾病的传播介质。据世卫组织统计，目前全球超过80%的疾病是通过不干净的饮用水传播出来的，尤其是我国广大的农村的饮水用户由于长期以来比较粗犷的生活习惯和生活环境影响，使水质的安全问题尤为突出。2015年，按照国家水利部的部署，由陕西省水利厅统一安排将全省的农村饮水安全水质检测中心进行了提质增效，为的就是更好的将广大农村安全饮水的水质严格控制在达标线以内，而作为集中式供水的消毒措施也成为了保证水质安全的第一道屏障。下面结合汉滨区农村饮水安全工程消毒技术的使用情况就农村集中式供水消毒技术的推广做简要的解析。
一、基本概况
汉滨区地处陕南东部，北靠秦岭，南依巴山，东经108°30′~109°23′，北纬32°20′~33°17′，东邻旬阳，南接平利、岚皋，西连汉阴、紫阳，北邻宁陕、镇安。东西最宽处为110公里，南北最长为310公里。南北山区以高中低山的渐降趋势与中部月河丘陵川道衔接。全区总国土面积3646平方公里，其中耕地面积90890公顷，林地面积225900公顷，全区地形海拔在450-2138米之间。全区辖34个乡镇、办事处，871个行政村，总人口102万人，其中农业人口79.4万人。全区共有34.83万人存在饮水不安全问题。截止目前，全区已建成并投入使用的安全饮水工程共766处，其中规模水厂共48处。其余的718处均为单村供水工程。
二、农村自来水厂进行消毒处理的原因
汉滨区农村自来水厂主要的水源为地表水，这些水源大多可能都已经受到生活污水或者工业废水的污染，通过水厂一些沉降措施和过滤措施都不能完全将有害的病菌和微生物充分处理干净，如果直接饮用，很容易成为各种疾病的传播媒介，导致各种人体疾病的发生。虽然目前全区的工业发展相对比较落后，工业废水对于水源的污染不算特别严重，但是农村的生活污水和有些矿区的废水对于的水质安全影响依然很大。为了保障饮用水的安全可靠，使广大人民群众喝上放心安全的自来水，必须进行自来水消毒处理。通过消毒处理完的水，病菌和微生物的危险性将大大降低。
三、常用的消毒技术在农村自来水厂中的应用
目前我国国内的农村自来水厂常用的常用消毒方法有液氯、次氯酸钠、漂粉精（粉）、二氧化氯、臭氧、紫外线等，而由于受到地理环境和工程规模的限制，目前汉滨区范围内的供水工程所使用的消毒方法仅为二氧化氯、次氯酸钠、漂粉精（粉）三种，其中前两种多用于集中式水厂，漂粉精（粉）更适用于单村及其他分散式供水项目。这些消毒处理技术的消毒原理不同，都或多或少的存在一定缺陷和问题。下面就这几种常用的消毒方法做简要的介绍：
1、液氯消毒技术的应用。
液氯在常温常压条件下，极易气化成氯气，呈黄绿色，由于其易溶于水与水生成次氯酸，并进一步离解成次氯酸、次氯酸离子与氯离子。而氯消毒主要通过次氯酸（HOCl）起作用，借助氯原子的氧化作用，破坏菌体内的酶，从而灭活细菌。在日常的水质消毒处理中，液氯具有氧化能力强，消毒效果好，并可去除水中嗅、味和有机物。但也有不足之处，对微污染水进行消毒时，会与水中有机物形成三氯甲烷、卤乙酸等致突变物消毒副产物。
液氯在使用过程中一般安全投加量为1mg/L。加氯量可按下列公式计算：
式中：Q — 加氯量（Kg/h）；
q — 最大投氯量（mg/L）；
Q1— 需消毒的水量（m3/h）；
同样条件下，增加投氯量会提高消毒效果，但余氯也不宜过大，否则不仅浪费氯，而且使水呈明显氯味。
液氯消毒虽然效率很高，但是本身作为极不稳定的化学试剂，在使用和保存的过程中一定要注意安全方面的问题。液氯在0℃和101.325KPa时，每mL约重3.2mg，重量约为空气的2.5倍，因此当它在室内泄漏后，就会把空气排挤出去，并在室内累积起来，必须要从加氯间低位设排气。由于氯气有毒，使用时需注意安全，防止漏氯。首先液氯钢瓶内液氯不得用光，必须留有1%原装液氯重量，即应调换贮存的满钢瓶，以防空氯瓶返水后引起爆炸。其次农村水厂使用的钢瓶大小要与水厂规模相匹配，小水厂不应使用500kg以上的钢瓶，宜采用40~100kg钢瓶。一般一个液氯钢瓶使用时间以不超过2个月为好。
2、二氧化氯消毒技术的应用。
由于二氧化氯能够使用原材料在现场边制取边投加的特性，而原材料的运输较液氯安全，所以成为广大山区路况的水厂和单村工程广泛使用的消毒方法。二氧化氯为强氧化剂，其有效氯为液氯的2.63倍，能直接氧化水中的腐植酸及三卤甲烷前体物，不产生三卤甲烷等致癌物，并能去除水中产生臭味的有害物。也是一种高效消毒剂，可杀灭水中各种细胞繁殖体，还能灭活病毒原虫和藻类等。但二氧化氯产生的副产物对人体健康不容忽视。目前国产的二氧化氯发生器制取二氧化氯均采用化学法，其原料是氯酸盐或亚氯酸盐，即在酸性介质中，用还原剂还原氯酸盐或亚氯酸盐，还原剂主要是盐酸，盐酸还原氯酸盐产生的二氧化氯为复合型，而盐酸还原亚氯酸盐产生的二氧化氯纯度高达90%以上，但亚氯酸盐价格较贵。反应方程式如下：
氯酸钠/盐酸法
亚氯酸钠/盐酸法
在日常的使用过程中，二氧化氯的投加量与原水水质有关，需通过试验确定，一般情况下当仅用作消毒时，投加0.2-1.0mg/L，而兼用作氧化时，投加0.5-1.5mg/L。其投加量必须保证管网末端能有0.05mg/L的余氯。
空气中二氧化氯含量超过10%，阳光直射，加热至60℃以上均有爆炸的危险，由于其不稳定的特性，日常投加浓度必须控制在防爆浓度以下，二氧化氯水溶液浓度可采用6-8mg/L。在试剂存放间或混合间必须设置安全防爆措施，避免有高温、明火在库房内产生。对制作二氧化氯的原材料（一般为A剂和B剂）应设置单独的房间分开存放，在房间内设置监测和报警装置。同时在工作间要有通风装置和空气的传感、报警装置。在药液贮藏室的门外应设置防护用具。发生器应选用安全性能好，能自动控制进料、控制投加量，药液用完自动停泵报警的为佳。
二氧化氯发生器在注意使用安全的同时也应该做好仪器的维护工作，如要定期的停止运转，并仔细的检查系统中各部件。每天应检查发生器系统部件，接口有无渗漏现象。最好每年对管道、附件进行一次恢复性修理等工作。
3、次氯酸钠消毒技术的应用。
次氯酸钠消毒技术是在2016年度开始在汉滨区部分水厂进行推广的消毒技术，由于其使用成本低，日常使用安全等因素逐步取得了一定的市场。作为一种强氧化剂，在溶液中产生次氯酸离子，通过水解反应生成次氯酸。次氯酸钠具有与液氯相同的消毒作用，但效果不如液氯。
由于次氯酸钠所含的有效氯易受日光、温度的影响而分解，所以一般采用次氯酸钠发生器现场制取，就地投加。次氯酸钠发生器操作简单，比投加液氯安全、方便。次氯酸钠发生器，是利用钛阳极电解食盐水溶液产生次氯酸钠。
次氯酸钠发生器产生的次氯酸钠为淡黄色透明状液体，PH=9.3-10，含有效氯6-11mg/mL。制取1Kg有效氯，耗食盐3-4.5Kg，耗电量为5-10Kw•h时，其成本较漂白粉低。电解时的盐水浓度以3%-3.5%为宜，可降低电解槽电压，减少耗电量，并能延长阳极的使用寿命，但是食盐的利用率低，会使费用增加。
次氯酸钠发生器在日常运行中，电解槽内会产生一些杂质（CaCO3、Fe（OH）3等），一般每周需冲洗电解槽1-2次。同时要根据产品说明书的要求，适时检查、保养、按时检查、更换易损部件，按时对发生器进行维护和修理保证其正常运行。
4、臭氧消毒技术在农村自来水厂的应用
臭氧分子式为O3，常温下是一种具有刺激性特殊气味，不稳定的淡蓝色气体。臭氧略溶于水，具有极强的氧化能力，高于氯和二氧化氯，具有广谱杀灭微生物的作用。但臭氧很不稳定，在常温下极易分解还原为氧气，在自来水中的半衰期约是15min（20℃）。臭氧属于有害气体，接触时间越长，对人体影响越大。空气中臭氧浓度的允许值为0.2mg/m3；当人体接触一定浓度臭氧产生不适的感觉后，换一个无臭氧的环境就会解决。
作为一种强氧化剂，臭氧可以有效降低水中的化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）的浓度，并可氧化水中的氨、脱色，有利于悬浮物的去除，杀灭水中各种细菌等。用臭氧氧化还可将多种难于或不可生物降解的有机物转化为可生物降解的有机物，并可去除水中色、嗅、味、除藻、除酚，去除硫化物、亚硝酸盐等。
臭氧适用于不建清水池的小型农村供水工程，一般输配水管网较短的小型农村水厂。当水在输配水管网中的停留时间短于15min时，如果采用臭氧消毒，可确保管网末梢水的微生物安全性。由于臭氧消毒基建投资大、耗电量大且在水中不稳定，半衰期短、易于消失的特点，并没有在汉滨区这种典型的丘陵地带推广开来。但是臭氧消毒法对于病菌有着十分强大的破坏力，对于那些采用氯气方法不容易杀死的病菌孢子在面对单原子氧（O）时，会很容易被杀灭。再加上近年来一些关键性技术已经取得突破，所以其应用的前景十分广阔。
5、紫外线消毒技术的应用
紫外线是一种物理消毒方法。紫外消毒主要是利用波长为250~280nm的紫外线使一条核酸链上相邻的胸腺嘧啶结合形成二聚体，从而阻碍DNA繁殖复制成功，造成细胞代谢繁殖发生紊乱，而导致生长性细胞死亡和再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的目的。紫外线具有很强的杀菌光谱性，对光谱细菌、病毒杀伤力强。并能与水中的化合物作用发生光化学反应而破坏有机物，在紫外线照射下，有机物化学键发生断裂而分解，不产生有害副产物。利用紫外线进行饮用水消毒，接触时间短，杀菌能力强，处理后水无色、无味、耗电少、设备简单。并能实现自动化，有利于安全生产。但由于悬浮物与胶体颗粒在水中会阻挡、吸收、衰减以及散射紫外射线，因此对杀菌效果有很大影响，这是对紫外消毒主要影响因素，也是提高紫外线消毒必须考虑的影响因素。由于水中悬浮颗粒组成千变万化，相同或相似的悬浮物（SS）对紫外线杀菌效率的影响有较大的不同。因此在采用紫外线消毒时，浑浊度必须≤3NTU以下，以保证紫外线的消毒效果。同时由于紫外线消毒无持续杀菌能力，不能防止水在管网中再度污染，只能现消毒现饮用。加上紫外线消毒设备的安装及运行费用较高的原因使得紫外线消毒法暂时难以在农村水厂中广泛使用。
6、漂白粉消毒技术的应用。
作为一种使用最简便的消毒产品，漂白粉被广泛的应用于大量的单村供水项目中，由于其运输方便，使用技术要求不高等诸多因素，漂白粉也是最为低廉的消毒产品之一。虽然漂白粉消毒作用如同液氯，但市售漂白粉有效氯含量其实并不高，大约为20%-30%，且漂白粉较不稳定，易在光照和空气中发生水解，所以在实际使用中的有效氯不是很高。漂白粉在使用前应进行预处理，一般会在装有漂白粉的溶药缸中加入少量水，调制成无块浆糊状，然后加水搅拌成10%-15%的漂白粉溶液，即一包50Kg的漂白粉需用400-500Kg水配制，再加水搅拌配制成1%-2%溶液，沉淀4-24h，其上清液即可使用。上清液用完后底部残渣还含有效氯5%7%，仍可继续加水搅拌制备漂白粉溶液。要注意的是漂白粉溶液的每日配制次数不宜大于3次。
7、具有发展潜力的消毒新技术
随着科学技术的快速发展，近年来陆续出现了一些新的消毒处理技术，例如微电解法、滤膜法、超声波法等等。微电解法是通过微电解器在自来水中产生活性物，这种活性物质对于病菌和微生物具有很强的破坏作用。滤膜法就是通过滤膜对于水中存在有害病菌和有机物进行过滤，生产出安全优质的饮用水。这些新技术的出现，都极大的加快了饮用水消毒处理技术的创新和发展，希望不久的将来，这些技术能尽快的在国内的农村自来水厂开始推广使用。
四、今后农村饮用水消毒技术的发展方向
农村饮用水的水质安全关系着广大人民群众的身体健康和生活质量，如何高效安全的解决农村饮水的消毒处理问题是摆在广大农村供水管理人员面前的难题之一。以目前汉滨区的实际情况来看，可以确定很多农村集中供水工程不能单一的采用一种消毒技术对饮用水进行处理，应该根据实际情况，选用自己最适合的方法，将这些技术有机的结合起来进行消毒，这也是今后国内农村饮水安全消毒处理方面的发展趋势，随着新技术的推广和应用，越来越多的农村饮水安全隐患将会逐渐消除，广大的农村居民也会和城市居民一样吃上安全、卫生、健康的饮用水。
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论文作者:王果
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/16
标签：漂白粉论文; 农村论文; 臭氧论文; 水厂论文; 紫外线论文; 饮水论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第19期论文;