饮用水处理消毒技术的发展概况.docVIP

饮用水消毒技术的发展“受气候变化、污染等因素影响,世界上一些主要的河流正在面临干涸的危险；地球大约41%的人口居住在这些流域,1万种淡水动物和植物中至少20%已经灭绝,全球共有43个国家缺水,缺水的人口工有7亿,到2025年,缺水人口可能超过30亿.”但是那可能是一个可怕的结论,“人类看到的最后一滴水，将是我们人类自己的眼泪。” 生命离不开水。在日长生活中，人类生活和生产对水的需求量极大，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、健康的水资源呢？正是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饮用水。 伴随着现代科技技术的进步，水处理技术日趋成熟，饮用水消毒技术也在不断发展。 1、饮用水常规含氯化合物消毒技术 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，并起氯氧化作用，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（GB 5749-2006）生活饮用水卫生标准中规定管网末梢为 ≥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氯氧化作用，能较好杀灭细菌、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 200μg /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水管网较长（水流在管中停