现代给水处理消毒技术的发展

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 现代给水处理消毒技术的发展 摘 要：本文旨在阐述现代给水 处理消毒技术的发展历程，分析这些技 术的优势与不足。 中国论文网 /2/view-12897601.htm Abstract: This paper aims at elaborating the modern water treatment disinfection technology development course, analysis the advantages and disadvantages of these technologies. 关键词：水处理 技术 紫外线 消毒 氯 臭氧 Key word: Water treatment technology ultraviolet disinfection chlorine ozone 中图分类号：TU74 文献标识码： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 A 文章编号： 引言 生命离不开水。在日长生活中， 人类对水的需求量极大，为了满足世界 人口对水源的需求，各地都建立起了不 同类型的供水系统。我们是怎样获得干 净、清洁的水资源呢？正是给水处理消 毒技术保证了千家万户的水源供给，为 人们提供了安全可靠地用水。 伴随着现代科技技术的进步，水 处理技术日趋成熟，给水消毒技术也在 不断发展。 1、氯气和氯的衍生物消毒技术 1.1 氯消毒技术 氯消毒主要是通过次氯酸的氧化 作用来杀灭细菌，次氯酸是很小的中性 分子，能扩散到带负电的细茵表面，通 过细茵的细胞壁穿透到细菌内部，并起 氧化作用，破坏细菌的酶系统而使细菌 死亡。但对于水中的病毒、寄生虫卵的 杀灭效果较差，需要在较高值(消毒剂 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 浓度乘以接触时间)才能达到理想的除 菌效果。氯消毒的特点很多，其经济消 耗不高，消毒操作简单，易于控制，消 毒持续性好，余氯的测定也很容易。传 统的给水处理观念中，认为饮用水使用 氯消毒技术就可以控制致病菌传播问题， 即使较大城市的长距离给水管网，只要 维持管网末梢一定的余氯就可以保证饮 用水的安全（我国规定为 0.05 mg/L） 。 但是，随后的几十年里，我们发现即使 采用氯消毒技术对给水进行了处理，给 水管道中仍检出几十种细菌，除少数铁 细菌和硫细菌外，主要是以有机物为营 养基质的异养菌。有时，输水管道中的 细菌和大肠杆菌含量甚至超过出厂值。 这是因为氯消毒后未杀死的细菌的自我 修复生长和外源细菌进入管道造成的。 20 世纪 70 年代，随着人们对饮 用水水质要求的不断提高，我们发现氯 消毒产生的消毒副产物对人体健康有较 大不利影响。越来越多的消毒副产物如 三卤甲烷、卤乙酸、 、卤代醛等在饮用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 水中被发现。人们开始重新审视消毒问 题，并进行了大量的研究工作。研究发 现氯在进行饮用水预氧化和消毒时与水 中某些有机物如腐殖酸、富里酸等发生 氧化反应，同时发生亲电取代反应，产 生易挥发的和不易挥发的氯化有机物如 三卤甲烷等。三卤甲烷和卤乙酸由于其 强致癌性已成为研究人员的主要观察目 标，而且也分别代表了挥发性和非挥发 性的两类消毒副产物。常规处理工艺对 预氯化产生的副产物不能有效去除，氯 消毒技术渐渐不能达到当今人类的健康 要求。而现代工农业的迅猛发展使得环 境中产生了更多的有机化合物，这些物 质进入给水系统会导致水质的进一步恶 化，因此研发新的给水消毒技术已势在 必行。 1.2 二氧化氯消毒技术 二氧化氯是微红，略带黄色，有 强烈刺激性的有毒气体，分子式为： ClO2，分子量为 67.46g/mol。二氧化氯 的消毒机理主要是氧化作用，能较好杀 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 灭细菌、病毒，且不对动植物产生损伤， 作用持续时间长，可保证较长时间的杀 菌功效。另一方面，作用期间受 PH 影 响不敏感。 ，可除臭、去色。二氧化氯 是一种强氧化剂，对细菌的细胞壁有较 好的吸附和穿透性能，可以有效地氧化 细胞酶系统，快速地控制细胞酶蛋白的 合成，因此在同样条件下，对大多数细 菌表现出比氯更高的去除效率，对很多 病毒的杀灭作用强于氯，是一种较理想 的消毒剂。二氧化氯消毒在欧洲和北美 都有一定的应用，被认为是氯消毒剂的 理想替代品。二氧化氯消毒具有以下一 些优点：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；氧化性强，能分解细胞结构， 并能杀死孢子；不产生三卤甲烷和卤乙 酸等副产物，不产生致突变物质。 但二氧化氯消毒过程中也会产生 消毒副产物，如亚氯酸盐、氯酸盐，这 些消毒副产物对人体健康也有一定的潜 在威胁。目前，亚氯酸盐的含量已经有 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 明确的数据要求，世界卫生组织对亚氯 酸盐在水溶液中的质量浓度建议控制在 200g /L 以下，而氯酸盐的毒副作用还 在进一步研究之中。另一方面，二氧化 氯本身的毒性也比较强烈，不利于运输、 存贮和使用，其消毒操作也极其复杂。 所以目前二氧化氯仅仅在某些小规模的 给水厂有应用，大型水厂使用还不多。 1.3 氯胺消毒技术 氯胺消毒是氯衍生物的消毒方法 之一，氯胺不能作为基本杀菌消毒剂的 原因是氯胺消毒作用缓慢，也因此，其 一度被停止使用。但由于氯胺能避免或 减缓氯与水中有机污染物质的某些化学 反应，从而使消毒后水中氯化副产物的 生成量显著降低,氯胺消毒被广泛认为是 控制消毒副产物形成的有效手段。根据 研究，经过氯胺处理后，卤乙酸和三氯 甲烷的含量大幅度减少。越来越多的供 水公司开始重新在积水消毒处理过程中 投放氯胺。一般认为，对于严重污染且 有机卤化物含量较高的源水或水厂的供 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 水管网较长（水流在管中停留时间大于 十二小时）比较适合采用氯胺消毒。 然而氯胺消毒对水中的贾第虫和 隐孢子囊的去除效果却不能够令人满意。 这也导致我们必须更进一步研究，造出 更加安全、有效的消毒技术。 2、水处理消毒新技术 2.1 臭氧消毒技术 臭氧是淡蓝色、强烈刺激性的有 毒气体，分子式：O3，具强氧化性，属 易燃易爆品。臭氧消毒目前主要在欧洲 应用较多，其消毒机理包括直接氧化和 产生自由基的间接氧化，与氯和二氧化 氯一样，通过氧化来破坏微生物的结构， 达到消毒的目的。因此消毒效果与其氧 化还原电位直接相关。臭氧可将氰化物 等有毒有害物质氧化为无害物质，作用 速度快，效果明显。它还可以氧化溶解 性铁、锰,形成不溶性沉淀，通过过滤去 除。臭氧还可以将生物难分解的大分子 有机物氧化分解为易于生物降解的小分 子有机物。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 同样，臭氧消毒技术也有它的不 足之处：臭氧与有机物反应生成不饱和 醛类、环氧化合物等有毒物质，比如三 溴甲烷、乙腈氰甲烷、1-1 二溴酮、溴 酸盐、次溴酸、次溴离子等。这些副产 物中最需要注意的是溴酸盐，其最大容 许浓度极低，美国标准为 0.01mg/L。另 外，三氯硝基甲烷和氯化氰也会产生， 这几种物质的具体毒性还没有明确的定 论。 虽然应用臭氧消毒也会有副产物 生成，但一般情况下浓度不高，毒性也 不如氯大。总的来说，臭氧消毒是一种 比较好的给水消毒技术。 目前，国内臭氧行业普遍不能掌 握臭氧制造的核心技术，就整个臭氧行 业来讲，国内大型臭氧技术发展还面临 着诸多的问题有待解决。 2.2 紫外消毒技术 在 21 世纪来临之时，一种新型 的积水消毒技术产生紫外线消毒技 术。这种消毒技术快速而且经济。紫外 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 线消毒的作用机理是利用特殊设计的高 效率、高强度和长寿命的波段 (110 280)紫外光发生装置产生紫外辐 射，用以杀灭水中的各种细菌、病毒、 寄生虫、藻类等。一定剂量的紫外辐射 可以破坏生物细胞的结构，通过破坏生 物的遗传物质而杀灭水生生物，从而达 到净化水质的目的。这个作用过程并不 是化学反应过程，因此不会向给水中加 入新的副产物，更不会产生毒副物质。 紫外消毒技术自 2002 年进入中国水处 理市场，几年来获得了飞速发展，已有 上百家市政污水处理厂采用了紫外消毒 系统。 紫外线消毒与臭氧消毒一样，无 法持续作用。而且，因为不同细菌对紫 外线的抵抗能力不一样，紫外线消毒时 的紫外线使用强度无法把握。在消毒过 程中，可能因为紫外线强度不够导致消 毒不彻底，也可能以为紫外线强度过高 导致不必要的经济消耗。也正因为此， 一些水处理机构在进行紫外线消毒之前 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 会对给水进行一些预处理工作，从而保 证给水消毒的可靠性。 2.3 其他消毒技术 现在，更多的给水处理技术被研 发出来。例如光催化消毒、生物消毒、 电场消毒、超声波消毒等。当然，和前 面的给水消毒技术一样，这些方式也有 自己的优点和缺点，需要研究人员继续 开发一些更加可靠、安全的积水处理技 术。 3、结语 给水消毒技术是我