張德玲,張　勇,陶姍姍

(1.黑龍江省中部引嫩工程管理處，黑龍江 齊齊哈爾 161006；2.黑龍江省水利科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江祥晟水利科技開發(fā)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150080)

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黑龍江省農(nóng)村飲水安全工程消毒技術(shù)選擇

張德玲1,張勇2,陶姍姍3

(1.黑龍江省中部引嫩工程管理處，黑龍江 齊齊哈爾 161006；2.黑龍江省水利科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150080；3.黑龍江祥晟水利科技開發(fā)有限公司，黑龍江 哈爾濱 150080)

消毒在安全飲用水是絕對重要的，在飲用水處理中，消毒對許多病原體尤其是致病菌是一個有效的屏障。文章論述了常見的二氧化氯、次氯酸鈉、紫外線、臭氧等消毒方法的特點及優(yōu)劣，并結(jié)合黑龍江省農(nóng)村飲水安全工程現(xiàn)狀及特點，提出了適用于黑龍江省農(nóng)村飲水安全工程的消毒工藝。

農(nóng)村供水；消毒；飲水安全；

針對黑龍江省農(nóng)村飲水安全工程規(guī)模普遍較小，大多為單屯供水形式，在居住分散、經(jīng)濟(jì)條件還沒有發(fā)展的農(nóng)村地區(qū)，應(yīng)推行安全、合理、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、有效的水消毒技術(shù)。目前比較常用的消毒技術(shù)有次氯酸鈉、二氧化氯、臭氧、紫外線消毒。

1　消毒方法簡介

1.1二氧化氯消毒

用二氧化氯作為消毒劑始于1944年。二氧化氯具有強(qiáng)氧化性，其消毒作用機(jī)理是吸附在細(xì)胞壁上并滲透進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，有效破壞細(xì)胞內(nèi)的含巰基酶類。在低濃度時，二氧化氯的消毒效果依然很強(qiáng)，剩余二氧化氯較游離氯更加穩(wěn)定，持續(xù)作用時間長，反應(yīng)受pH值和溫度的影響很小。缺點是小型農(nóng)村飲水安全工程管理人員多為農(nóng)民，對于二氧化氯發(fā)生器的操作和使用存在一定的困難，且鹽酸在購買時程序較為復(fù)雜，運(yùn)行成本也較高[1]。

1.2次氯酸鈉

次氯酸鈉市目前農(nóng)村常用的殺菌藥劑，采用自動加藥裝置投加。為了便于儲存和使用，做成了像藥片一樣的片狀。該藥片一種新型、高效、環(huán)保產(chǎn)品，具有還原電位高、熱穩(wěn)定性好、無毒無味、操作簡便、貯藏安全、運(yùn)輸方便、價格便宜、使用過程中環(huán)保無污染等特點。在變頻器控制室內(nèi)加藥消毒裝置采用加藥箱及進(jìn)口加藥計量泵，在遠(yuǎn)程壓力表上加三通裝置將消毒、殺菌藥劑(液態(tài)氯或漂粉晶片)打入主管道內(nèi)從而起到滅菌消毒作用。自動加藥裝置設(shè)備性能特點 ：全自動運(yùn)行，藥液濃度恒定，投加計量準(zhǔn)確。設(shè)備結(jié)構(gòu)精巧，占地面積小，安裝調(diào)試方便。設(shè)備配套采用先進(jìn)的進(jìn)口器件，使用壽命長。設(shè)備槽體采用耐腐優(yōu)質(zhì)的材質(zhì)，美觀且耐用?？刂葡到y(tǒng)先進(jìn)，設(shè)備運(yùn)行連續(xù)、平穩(wěn)、安全[2]。

1.3紫外線消毒

紫外線殺菌是利用紫外燈管發(fā)出的紫外線進(jìn)行殺菌，缺點是功率消耗和燈泡消耗大，燈泡的使用壽命一般為1～2 a，隨著燈泡的老化，將喪失30%～40%的強(qiáng)度。另一方面，每隔一段時間要清洗石英管，否則石英管上面就會產(chǎn)生一層薄薄的膜，它能阻擋紫外線的照射，減小紫外線殺菌器的殺毒效果。

1.4臭氧消毒

臭氧消毒自1893年開始應(yīng)用，臭氧溶解在水中會出現(xiàn)2種反應(yīng)：一是直接氧化，反應(yīng)速率比較緩慢，具有明顯選擇性；另一種則是臭氧分解成羥基自由基，間接氧化有機(jī)物、微生物和氨等。羥基自由基具有很高的氧化電位，容易通過微生物細(xì)胞膜擴(kuò)散，并能氧化微生物細(xì)胞中的有機(jī)物，或破壞有機(jī)體鏈狀結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。該反應(yīng)速度快，且沒有選擇性。臭氧消毒效果可能優(yōu)于游離氯、二氧化氯，對致病菌尤其是耐氯的隱孢子蟲和賈第蟲，在低投加量下就能夠達(dá)到良好的消毒效果。其他優(yōu)點包括不會產(chǎn)生鹵化有機(jī)副產(chǎn)物，能氧化水中許多難降解的有機(jī)物，減少水中致突變物質(zhì)，明顯改善水的氣味和味道等。但是臭氧消毒在飲用水處理中一般不單獨(dú)使用，因為臭氧容易分解，在室溫下，溶解性臭氧的半衰期為30 min，消毒效果不持久，氧化降解產(chǎn)物常常為易于生物降解的羧酸類小分子有機(jī)物，導(dǎo)致管網(wǎng)細(xì)菌再度繁殖；無法滅殺顆粒物質(zhì)所包裹的微生物等。因此，臭氧常常與其他方法聯(lián)合作用，比如臭氧和生物過濾結(jié)合使用、臭氧和后加氯共同作用等。但是由于臭氧制備復(fù)雜、成本高，臭氧消毒至今仍未被廣泛應(yīng)用[3]。

2　消毒方法比較

2.1消毒能力比較

幾種消毒劑滅殺微生物效率的順序為：紫外線<次氯酸鈉<二氧化氯<臭氧，消毒能力見表1。

表1　常見消毒方法的消毒能力比較

2.2消毒劑主要性質(zhì)比較

2.2.1消毒副產(chǎn)物

消毒副產(chǎn)物主要為加氯消毒副產(chǎn)物和臭氧消毒副產(chǎn)物，紫外線基本不會產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。加氯消毒副產(chǎn)物主要是三氯甲烷和鹵代乙酸，其他氯化副產(chǎn)物包括:鹵代乙腈、鹵化氰、鹵代苦堿、鹵代乙醛、鹵代酚、鹵代酮、鹵硝基甲烷類、鹵代羥基呋喃類。臭氧消毒副產(chǎn)物從其起源分為2種，一種是有機(jī)副產(chǎn)物，由水中腐殖酸類天然有機(jī)物引起，其產(chǎn)量一般與原水中的有機(jī)物含量成正比；另一種是無機(jī)副產(chǎn)物，由溴離子存在時生成的副產(chǎn)物。甲醛、溴酸根被WHO分別確定為臭氧消毒副產(chǎn)物的兩種代表物。

2.2.2消毒劑的穩(wěn)定性

消毒劑的穩(wěn)定性主要指其在水中殺菌作用的持久性，實踐發(fā)現(xiàn)：紫外線<臭氧<次氯酸鈉<二氧化氯。

2.2.3消毒劑對pH值的敏感程度

各種消毒劑由于主要成分不同，在水中的反應(yīng)機(jī)理不同，造成了一些消毒劑對pH變化很敏感，一些消毒劑可以在很寬的pH范圍內(nèi)反應(yīng)。4種消毒劑對pH的敏感程度為：次氯酸鈉>二氧化氯>臭氧>紫外線。

2.3消毒方法的經(jīng)濟(jì)性比較

通過下表2可以看出，幾種消毒方法的經(jīng)濟(jì)性為：次氯酸鈉<紫外線<臭氧<二氧化氯。

表2　常見消毒方法的經(jīng)濟(jì)性比較

續(xù)表2

2.4消毒方法的綜合性能比較

通過表3[4]可以看出，二氧化氯具有良好的綜合性能，適用于大中型水廠，紫外線消毒由于其操作簡便、易管理等特點適用于中小型水廠。

表3　消毒方法的綜合性能比較

續(xù)表3

3　結(jié)　語

通過上述比較，對黑龍江省農(nóng)村飲水安全工程中規(guī)?；畯S(指的是日供水量>1000 m2/d或日供水人口>10 000人)適宜采用二氧化氯消毒，對單村小型集中式供水工程，考慮到供水量較小，供水區(qū)域村屯小，配水管道短，定時供水，管理方便、安全等問題，建議采用紫外線消毒。

[1]賈燕南,胡孟,鄔曉梅,等.農(nóng)村供水消毒及水質(zhì)檢測設(shè)備的現(xiàn)狀及進(jìn)展[C]//全國農(nóng)村飲水安全技術(shù)交流會，2008.

[2]李文娟,苗振生. 農(nóng)村飲水消毒技術(shù)的應(yīng)用與實踐[J]. 水利發(fā)展研究,2016(6):68-70.

[3]任方,方力,張洋. 消毒技術(shù)在農(nóng)村飲水安全工程的應(yīng)用[J]. 河南水利與南水北調(diào),2015(7):61-62.

[4]楊繼富,賈燕南,趙翠,等. 農(nóng)村供水消毒面臨的主要問題與對策[J]. 中國水利,2014(13):44-46.

張德玲(1964-)，女，工程師，主要從事工程管理工作。

R123.6

A

2096-0506(2016)09-0054-03