豐順,袁少偉,錢凡
(1.安徽省建筑工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)站,安徽 合肥 230088;2.安徽?。ㄋ炕春铀瘑T會(huì))水利科學(xué)研究院,安徽 合肥 230088)
飲用水消毒是水處理環(huán)節(jié)中必不可少的,消毒不僅可以直接殺滅水中病原微生物,還可以抑制水中病原微生物的生長(zhǎng)和氧化某些有機(jī)物。未根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)選取消毒方式,消毒劑投加不規(guī)范,設(shè)備未按要求維護(hù)等問題在農(nóng)村水廠運(yùn)行管理中較常見[1]。目前關(guān)于飲用水消毒工藝和消毒副產(chǎn)物的研究較多[2-5],而對(duì)于消毒效果影響因素的研究較少[6-7],根據(jù)水質(zhì)的特征指導(dǎo)消毒劑選擇和投加的研究更少。
某省農(nóng)村水廠消毒大多采用次氯酸鈉和二氧化氯,綜合考慮不同渾濁度和耗氧量下不同消毒劑產(chǎn)生的(亞)氯酸鹽濃度和抑制微生物效果,選取合適的消毒劑。根據(jù)濾池出水的渾濁度和耗氧量,指導(dǎo)水廠消毒劑的投加量,以滿足消毒效果和出廠水的水質(zhì)要求。
利用HACH 2100Q型渾濁度儀測(cè)定水樣渾濁度;耗氧量采用《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 有機(jī)物綜合指標(biāo)》(GB5750.7-2006)中酸性高錳酸鉀滴定法;利用HACH HQ40d測(cè)定水的pH值;利用HACH DR1900型多參數(shù)水質(zhì)分析儀測(cè)定余氯和二氧化氯;(亞)氯酸鹽采用離子色譜法(萬通883離子色譜儀,色譜柱:MetrosepA Supp 4-250/2.0,流動(dòng)相:碳酸鈉-重碳酸鈉3.2mmol/L-1.0mmol/L,流動(dòng)相流速0.62mL/min,進(jìn)樣體積 100μL,再生液:0.1mol/L硫酸);菌落總數(shù)和總大腸菌群采用《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法微生物指標(biāo)》(GB5750.12-2006)中方法,其中總大腸菌群采用酶底物法。
用無菌袋取2組水樣,編號(hào)A和B,A組水樣渾濁度4.60NTU,耗氧量8.2mg/L,B組水樣渾濁度18.10NTU,耗氧量2.3mg/L。利用滅菌的超純水逐次稀釋兩組水樣后分組見表1。每組取500mL水樣,分別投加濃度為15g/L的成品次氯酸鈉溶液1mL,濃度為4g/L的二氧化氯溶液1mL,接觸時(shí)間均為30min。
測(cè)定次氯酸鈉中氯酸鹽背景值為0.03mg/L;亞氯酸鹽背景值為0.03mg/L,見圖1??鄢尘爸岛螅▉啠┞人猁}及余氯,菌落總數(shù),總大腸菌群檢測(cè)結(jié)果見表2。
次氯酸鈉本身含有氯酸鹽和亞氯酸鹽[8],與水接觸30min后,水中余氯含量隨渾濁度和耗氧量的增大而減小,受渾濁度大小影響較明顯;不同渾濁度和耗氧量時(shí),氯酸鹽和亞氯酸鹽濃度較小,但氯酸鹽濃度明顯高于亞氯酸鹽濃度,且易隨渾濁度和耗氧量的改變而改變。
保證一定濃度的消毒劑余量,能夠有效抑制微生物生長(zhǎng);渾濁度和耗氧量較高時(shí),能夠明顯降低消毒劑殺滅微生物的能力;渾濁度為0.6NTU,耗氧量為1.0mg/L時(shí),余氯,氯酸鹽和亞氯酸鹽指標(biāo)濃度保證水質(zhì)較好,且抑制微生物效果明顯。
圖1 次氯酸鈉中氯酸鹽和亞氯酸鹽含量
測(cè)定二氧化氯中氯酸鹽背景值未檢出(<0.05);亞氯酸鹽背景值未檢出(<0.0024),見圖2。扣除背景值后(亞)氯酸鹽及二氧化氯,菌落總數(shù),總大腸菌群檢測(cè)結(jié)果見表3。
二氧化氯消毒劑本身未檢測(cè)出氯酸鹽和亞氯酸鹽,與水接觸30min后,水中二氧化氯含量隨渾濁度和耗氧量的增大而減小,但受耗氧量濃度影響較明顯,這是由于二氧化氯氧化性較強(qiáng),易與水中還原性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng);不同渾濁度和耗氧量時(shí),亞氯酸鹽濃度明顯高于氯酸鹽濃度,且易隨渾濁度和耗氧量大小的改變而改變。
保證一定濃度的消毒劑余量,能夠有效抑制微生物生長(zhǎng);低渾濁度和耗氧量時(shí),二氧化氯殺滅微生物的效果較好。
實(shí)驗(yàn)樣品分組表 表1
次氯酸鈉消毒時(shí)各參數(shù)檢測(cè)結(jié)果 表2
二氧化氯消毒時(shí)各參數(shù)檢測(cè)結(jié)果 表3
渾濁度和耗氧量是飲用水消毒劑的影響因素,渾濁度對(duì)次氯酸鈉的消毒效果影響較大,耗氧量對(duì)二氧化氯的消毒效果影響較大。水中較高濃度的次氯酸鈉和二氧化氯殺滅或抑制微生物效果較明顯,故飲用水中需保證一定濃度的消毒劑余量。
次氯酸鈉易因溫度、儲(chǔ)存產(chǎn)生氯酸鹽和亞氯酸鹽,但水中渾濁度和耗氧量超過一定值時(shí),采用二氧化氯消毒會(huì)產(chǎn)生較多的氯酸鹽和亞氯酸鹽,且降低二氧化氯對(duì)微生物的抑制作用。綜合考慮消毒效果,消毒劑余量和(亞)氯酸鹽濃度,選用次氯酸鈉消毒較好。較低的出廠水渾濁度和耗氧量,有利于次氯酸鈉的消毒效果。
圖2 二氧化氯中氯酸鹽和亞氯酸鹽含量