摘要：人们使用的水源不管是地下水亦或是地面水，为了使水质安全得到保证，必须做好消毒工作。氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒是自来水厂的几种主要消毒技术，消毒处理主要是为了将水中存在的有害微生物降低至规范、卫生标准要求以内。本文介绍目前自来水厂常用的水处理消毒技术及其应用情况。
关键词：自来水厂；水处理；消毒
由于当前社会环境污染的不断加剧，地表水、地下水特别是浅层地下水会受到程度不一的污染。并且自来水在储存以及输送过程中，也会存在二次污染的问题[1]，所以为了确保城镇居民饮水安全，避免水致疾病的传播，有必要采取合理的消毒措施，经消毒将水中存在的病毒、病原菌、致病性病菌降低至卫生标准以内[2]。本文具体分析当前自来水厂中应用较多的几种消毒技术。
1、氯消毒技术
氯消毒剂是自来水厂应用最多的一种消毒技术，通过氯消毒剂能够将水中的有机物以及细菌有效清除，氯和水结合生成次氯酸和次氯酸根。次氯酸是氯发挥消毒作用的重要成分，次氯酸 HClO是很小的中性分子，较易扩散到带负电的细菌表面，经细菌壁进入到细菌内部，由于氧化作用将细菌的酶系统破坏，致使细菌死亡。实际上次氯酸根杀菌效果也很明显，不过由于其带负电，无法顺利与带负电的细菌表面接近，杀菌效果不及次氯酸。氯消毒技术的具体应该包括以下几类：
1.1漂白粉消毒
氯气和石灰加工能够形成漂白粉，存在比较复杂的组织，含氯量在25~30%之间，分子式为 Ca(OCl)2；漂白精的含氯量为 50%～60%，分子式为Ca(OCl)2，受潮、受热、受光作用会出现分解，降低含氯量，所以其储存必须保证通风干燥。漂白粉的消毒原理和氯基本没差异，其和水作用的反应式为Ca(OCl)2 + 2H2O ? 2HOCl+ Ca(OH)2 + CaCl2。漂泊粉消毒具有成本低、持续消毒、设备简单、操作简便的优点。但同时其也存在较多缺点，主要有受环境影响大，如光、热、潮气等会影响消毒效果；消毒后会有异味，主要为氯酚产生的气味；消毒前需制作漂白粉，且需使用较大的设备，因而其适用范围有限，通常仅用于一些偏远村镇的小规模水厂。
1.2液氯消毒
液氯消毒是现今水处理行业比较常用的，是通过氯瓶贮存液氯后实施消毒，常温条件时依据规定将氯阀打开，液态氯会转变为气态氮，加氯气消毒的原理包括以下几种：第一，如果水中没有存在氨氮，反应式为Cl2 +H2O?HOCl+ HCl；HOCl→H++OCL-，需要注意的是:氯消毒的作用并非氯气本身，而是次氯酸HOCl。第二，假设水中存在氨氮，反应式为Cl2+NH3→HCl+ NH2Cl（一氯胺）；2Cl2+ NH3→HCl + NHCl2（二氯胺）；3Cl2+ NH3→HCl+ NCl3（三氯胺）。由此可知，加氯量的逐渐增加，含氨氮的原水中氯胺的性质会出现变化，相应会生成一氯胺、二氯胺、三氯胺，氯胺的消毒作用不及次氯酸。液氯消毒具有成本低、技术成熟、消毒效果持续稳定可靠等优势；但由于加氯法一般要求不少于30min接触时间，接触池容积较大；另外氯气属于剧毒危险品，存在安全隐患且消毒后残留异味的缺点；除此以外，若水中有机物较多，则容易因有机物与液氯发生反应，导致消毒效果不佳。因此，液氯消毒的应用有所限制。
1.3二氧化氯消毒
当前不少自来水厂都应用到了复合型二氧化氯发生器，经其生产得到的二氧化氯溶液消毒自来水。二氧化氯气体颜色为黄绿色，处于水溶液中稳定性高，可以作为消毒剂使用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其水溶液颜色和浓度存在直接相关性，高浓度状态下颜色变为桔红色，低浓度状态下颜色变为黄绿色。同时二氧化氯还是一类氧化剂，漂白以及去色效果非常明显[4]。
二氧化氯发生器的运行成本不高，能够保证准确投加药物，能够获得良好的消毒效果，不存在复杂成分或者有害成份，通常选择氯酸钠与盐酸作为原料， NaClO3+2HCl→NaCl+Cl2↑+1/2ClO2↑+ 2H2O是其总反应表达式。二氧化氯能够有效杀灭水处理系统中的硫酸盐还原菌、真菌、异氧菌以及病毒和牙孢等经水传播的病原微生物。二氧化氯能够有效穿透以及吸附细胞壁，能够对细胞内含基的酶起到有效氧化作用，同时能够对微生物蛋白质的合成形成有效控制。二氧化氯和水反应会有亚氯酸 HClO2生成，亚氯酸为弱酸，氧化漂白效果明显，其反应式为 2ClO2 +H2O→HClO2 +HClO3。
国家自然科学基金项目研究对比了液氯与二氧化氯消毒处理水中有机物含量，试验结果显示：采用液氯消毒的水样中有机物种类多、含量大；而采用二氧化氯消毒的水样未检测到有机卤代物。因此，二氧化氯消毒应用范围更广。
2、臭氧消毒
臭氧是一类刺激性强、颜色为淡蓝色的有毒气体，具有强氧化性，被作为杀病毒剂、消毒剂以及强氧化剂使用。臭氧制备原料为空气，为了保证臭氧生产率，会先对空气进行净化以及干燥处理，避免设备积垢，帮助能量消耗得以最大程度降低。将处理后的空气通过臭氧发生系统，进行臭氧制备，而为了最大程度提高臭氧的使用效率，必须配备水的接触室，还需要配备尾气回收利用和处置设备。
直接氧化和产生自由基的间接氧化是臭氧的消毒机理，经氧化使微生物结构得以破坏，实现消毒的效果，所以氧化还原电位和消毒效果存在紧密联系。因为臭氧分子缺乏稳定性，自行分解的可能性大，在水中无法保留过长时间，一般不会超过半小时，所以无法保证管网具备持续的消毒效率。另外臭氧消毒会有溴酸盐、醛、酮等副产物产生，在水质标准中对溴酸盐有相关规定，部分醛、酮等副产物是可能影响健康的化合物，还有部分可能降低管网水生物稳定性，而且投资成本较大，所以在实际应用中臭氧消毒受到比较大的限制。实践还发现，针对大、中型管网系统，为了使管网中的消毒效果得到持续维持，通过臭氧消毒时必须利用到氯[3]。
3、紫外线技术消毒
这是物理消毒的重要方法，紫外线消毒主要是通过254nm波长以及临近波长区域的应用破坏微生物的DNA，使蛋白质合成受阻，最终使细菌无法繁殖。紫外线能够高效杀灭隐孢子虫，并且不会有副产物生成。不过紫外线消毒有照射的阴影区、不易辐射均匀、存在光复活的可能，无法持续管网内消毒效果，所以一般大型自来水厂会选择结合氯消毒技术应用。
综上可见，二氧化氯消毒更具有广阔的发展应用空间，尤其水源严重污染或原水中有机物含量高时，选择二氧化氯消毒更好。
4、结束语
本文具体分析了当前自来水厂中应用较多的几种消毒处理技术，但是实践显示不用的消毒剂具有各自的优缺点，因此在往后应该充分利用不同消毒技术的优势，根据生产实际情况，集合各类消毒技术进行工艺组合，建立多级屏障消毒技术，提升水处理消毒质量，提升饮用水质，保证饮水安全。
参考文献：
[1] 雒志旺，王伟，陆建红，石景东. 合格自来水输送过程中的污染防治.《给水排水》2016（s1）278-280
[2]苏玉明,郑步云.某自来水厂水质深度处理卫生学预评价[J].环境与健康杂志,2004,(5):318-319.
[3]李童,齐辰,谢作帆等.自来水厂水处理过程中碘代消毒副产物调查[J].环境与健康杂志,2015,(12):1080-1082.
[4]唐红霞.关于自来水厂常用的水处理消毒技术探析[J].中国科技纵横,2014,(21):7,230.
论文作者:李仙
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签：自来水厂论文; 臭氧论文; 次氯酸论文; 技术论文; 效果论文; 二氧化氯论文; 细菌论文; 《防护工程》2018年第1期论文;