李穎

【摘 要】清潔飲用水是人類生活的一個(gè)根本要求，隨著水源變得越來(lái)越匱乏，人們傾向于使用當(dāng)?shù)氐奈唇?jīng)預(yù)處理的可利用水，這導(dǎo)致了健康和衛(wèi)生的問(wèn)題。同時(shí)，隨著人類工業(yè)的發(fā)展，目前水體污染亦日益嚴(yán)重。目前，世界上有超過(guò)10億人無(wú)法獲得安全的飲用水。在我國(guó)，約有3.2億農(nóng)村人口的飲用水不安全，其中1.9億人口的飲用水中有害物質(zhì)含量超標(biāo)。因此，以去除飲用水中有機(jī)污染及有毒有害物質(zhì)為目標(biāo)的飲用水深度凈化技術(shù)得到日益廣泛的應(yīng)用。飲用水消毒技術(shù)的日益成熟，減少了重大疾?。ㄈ缁魜y、傷寒等）對(duì)人類的威脅，為全球減少發(fā)病率和死亡率做出了重要的貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】飲用水；消毒技術(shù)；化學(xué)方法；物理方法

一、生活飲用水消毒要求

我國(guó)政府十分重視飲水水質(zhì)對(duì)人民身體健康的影響，2006年實(shí)施的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)））（GB5749一2006），水質(zhì)指標(biāo)由GB5749一85的35項(xiàng)增加至106項(xiàng)，增加了71項(xiàng)，修訂了8項(xiàng)。其中微生物指標(biāo)、飲用水消毒劑、毒理指標(biāo)、感觀性狀等指標(biāo)，都作了較大的調(diào)整。2005年，我國(guó)出版了《城市供水行業(yè)2010年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃及2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)》，該書(shū)結(jié)合我國(guó)國(guó)情和各地的具體條件，參照國(guó)際經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)發(fā)展情況，針對(duì)我國(guó)城市供水行業(yè)現(xiàn)狀、存在間題及發(fā)展趨勢(shì)，以保障安全供水、提高供水質(zhì)量、優(yōu)化供水成本、改善供水服務(wù)為總體目標(biāo)，提出技術(shù)發(fā)展的主攻方向、2010年要達(dá)到的主要目標(biāo)和2020年遠(yuǎn)景目標(biāo)。我國(guó)建設(shè)部為了規(guī)范飲用水市場(chǎng)，于2005年發(fā)布并實(shí)施了《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ94一2005）。

二、傳統(tǒng)消毒技術(shù)存在的問(wèn)題

2.1氯消毒法

氯氣本身有毒，高壓液氯泄漏或爆炸事件會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果，使用時(shí)必須嚴(yán)格規(guī)范操作，防止泄露和爆炸。氯消毒產(chǎn)生大量的消毒副產(chǎn)物如三鹵甲烷、鹵乙酸、鹵代腈、鹵代醛等，影響了飲用水水質(zhì)化學(xué)安全性。三鹵甲烷和鹵乙酸由于其強(qiáng)致癌性已成為控制的主要目標(biāo)，而且也分別代表了揮發(fā)性和非揮發(fā)性的兩類消毒副產(chǎn)物。氯消毒在滅活微生物方面具有一定局限性，如對(duì)賈地鞭毛蟲(chóng)、隱孢子蟲(chóng)等耐氯性較強(qiáng)的微生物往往無(wú)能為力。

2.2二氧化氯消毒法

首先，ClO2與水中還原性物質(zhì)反應(yīng)生成亞氯酸鹽、氯酸鹽等有害物質(zhì)。亞氯酸鹽的毒性主要表現(xiàn)為氧化損傷、破壞血液中紅細(xì)胞壁；氯酸鹽對(duì)嬰幼兒的神經(jīng)系統(tǒng)造成不利影響。另外，二氧化氯制造成本較高，運(yùn)輸、儲(chǔ)藏的安全性較差。

2.3氯胺消毒法

氯胺消毒產(chǎn)生的DBPs主要是一些親水性的化合物，如CPK、氯化氰（CNCl）及HKs等。同時(shí)氯胺本身也是一種DBP，使用氯胺消毒時(shí)，CNCl的產(chǎn)生量遠(yuǎn)高于用氯消毒時(shí)的產(chǎn)生量，并且CNCl對(duì)人體健康的影響還沒(méi)有進(jìn)行深入的研究。而氯胺消毒對(duì)水中的賈第蟲(chóng)和隱孢子囊的去除效果卻不能夠令人滿意。

2.4臭氧消毒法

由于臭氧分子不穩(wěn)定，易自行分解，在水中保留時(shí)間很短，小于30min，因此不能維持管網(wǎng)持續(xù)的消毒能力，而且臭氧消毒產(chǎn)生溴酸鹽、醛、酮和羧酸類副產(chǎn)物，這些物質(zhì)部分是有害健康的化合物，部分使管網(wǎng)水生物穩(wěn)定性下降，因此臭氧消毒在使用中受到一定的限制。有學(xué)者認(rèn)為，水中有機(jī)物經(jīng)臭氧氧化后，有可能將大分子有機(jī)物分解成分子較小的中間產(chǎn)物，而在這些中間產(chǎn)物中，存在毒性物質(zhì)或致突變物，或有些中間產(chǎn)物與氯作用致突變反而增強(qiáng)。

三、生活飲用水消毒技術(shù)

3.1氯氣消毒法。在化學(xué)劑消毒法中，氯氣消毒在飲用水的生產(chǎn)中是最常用的方法，但已經(jīng)證實(shí)其存在細(xì)菌鈍化作用，而且具有在消毒過(guò)程中產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)。氯氣消毒主要是氯氣溶于水后生成次氯酸的作用，次氯酸不穩(wěn)定，易分解生成新生態(tài)氧，這些新生態(tài)氧能使細(xì)胞中的磷酸丙糖去氫酶中的巰基被氧化而破壞，引起細(xì)菌死亡使用氯氣消毒時(shí)存在消毒后含有難聞味道和嗅味，單獨(dú)使用且水中存在隱孢子等微生物時(shí)殺菌效果不佳，以及產(chǎn)生有毒消毒副產(chǎn)物等缺點(diǎn)。

3.2氯胺消毒法。該法是通過(guò)氯與胺反應(yīng)生成氯胺，實(shí)踐證明它具有較好的殺毒效果，與水中有機(jī)物幾乎不發(fā)生反應(yīng)，可使三鹵甲烷生成量與氯氣消毒相比減50%左右，氯胺在管網(wǎng)中持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，能有效控制管網(wǎng)中殘余的細(xì)菌繁殖。同時(shí)氯胺消毒不產(chǎn)生氯氣消毒所引起的氯臭味等。但國(guó)外有實(shí)驗(yàn)室通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究，懷疑氯胺可能對(duì)遺傳基因有毒性反應(yīng)，這在很大程度上限制了這種方法的推廣應(yīng)用。

3.3二氧化氯消毒法。ClO2的氧化性極強(qiáng)，是氯氣的27倍，其殺菌作用是通過(guò)在水中分解出的氯氣穿透細(xì)胞壁，使蛋白質(zhì)變性而實(shí)現(xiàn)的。研究表明ClO2是一種高效廣譜的殺菌劑，對(duì)多種細(xì)菌、病毒均有極強(qiáng)滅活效果，尤其是低濃度ClO2在水中的擴(kuò)散速度與滲透能力都比氯氣快，因此具有用量少、作用快、殺菌率高等特點(diǎn)。

3.4高錳酸鉀復(fù)合藥劑與粒狀活性炭聯(lián)用

活性炭對(duì)三鹵甲烷等鹵代物前驅(qū)物質(zhì)的去除能力已經(jīng)為廣泛的實(shí)踐所證實(shí)，它主要取決于水質(zhì)條件，也就是水中有機(jī)物的種類和含量、吸附過(guò)程的工藝參數(shù)，如活性炭種類、有機(jī)物負(fù)荷、水力條件和接觸時(shí)間等。在通常給水消毒投氯量的條件下，高錳酸鉀復(fù)合藥劑處理不會(huì)使后序加氯消毒過(guò)程中鹵仿生成量升高，對(duì)于污染較為嚴(yán)重、小分子有機(jī)物濃度較高的水，高錳酸鉀復(fù)合藥劑預(yù)處理可以有效地降低其在后續(xù)氯化過(guò)程中鹵仿的生成量。將高錳酸鉀復(fù)合藥劑與粒狀活性炭聯(lián)合使用對(duì)飲用水進(jìn)行處理，然后再進(jìn)行加氯消毒，結(jié)果發(fā)現(xiàn)原水中的鹵代物被全部去除，而新生成的微量有機(jī)物中也沒(méi)有鹵代物產(chǎn)生，并且含量都很低，都不屬于對(duì)人體有害的物質(zhì)，從而保證了飲用水的安全性。

3.5紫外線與氯胺的組合工藝

紫外線與氯胺的組合工藝可以充分發(fā)揮二者消毒的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)紫外線消毒保證出廠水的消毒效果，氯胺保障管網(wǎng)持續(xù)的消毒效率。與國(guó)內(nèi)常用的氯與氯胺消毒系統(tǒng)相比，大幅度減少了消毒副產(chǎn)物，降低了遺傳毒性，提高了消毒效率，特別是提高了對(duì)兩蟲(chóng)和抗氯性致病細(xì)菌的消毒效果。減少了氯的運(yùn)輸量。紫外線與氯胺的組合消毒工藝是目前滿足安全消毒技術(shù)各項(xiàng)要求的最佳消毒工藝。

3.6臭氧、活性炭聯(lián)合消毒法。臭氧（O3）具有強(qiáng)氧化性，最早它是作為飲用水的消毒劑出現(xiàn)的，并且又能去除水中的色度和臭味，因而得到了應(yīng)用。隨著水處理技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)利用臭氧的強(qiáng)氧化能力，可以破壞有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)以達(dá)到改變其物質(zhì)成分的目的。因此目前對(duì)臭氧如何更有效去除飲用水中有機(jī)物的研究已成為給水處理中關(guān)注的重點(diǎn)。

3.7膜分離消毒法。在水處理方面，膜分離技術(shù)脫離了傳統(tǒng)的化學(xué)處理范疇，轉(zhuǎn)人到物理固液處理領(lǐng)域。與常規(guī)飲用水處理工藝相比，膜技術(shù)具有少投甚至不投加化學(xué)藥劑、占地面積小、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，并已大量應(yīng)用于城鎮(zhèn)自來(lái)水的深度處理中。常用的以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)有微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）以及反滲透（RO〕）等。膜分離技術(shù)的特點(diǎn)是能夠提供穩(wěn)定可靠的水質(zhì)。這是由于膜分離水中雜質(zhì)的主要機(jī)理是機(jī)械篩濾作用，因而出水水質(zhì)在很大程度上取決于膜孔徑的大小。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)飲用水水質(zhì)要求的提高，優(yōu)質(zhì)飲用水供應(yīng)正逐步普及，飲用水深度處理技術(shù)得到日益廣泛的應(yīng)用，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，人們可以喝到更加衛(wèi)生、更加健康的水。

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