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关于现代给水处理消毒技术的探讨
RSS 打印 复制链接 发布时间:2018-04-26 09:40:11

 摘要:我国长期以来受经济发展水平和饮水观念的局限,饮用水深度净化尚未得到普遍认同,但随着我国经济的发展、人们水质意识的提高,笔者认为,城市供水深度净化工艺将会提到日程上来。学习、借鉴国外已有的成功经验,针对特定的原水水质,进行以预臭氧化、臭氧化-生物活性炭为代表的饮用水深度净化工艺探索和应用,将是我们走向二十一世纪净水工艺的重要课题。 

  关键字:水处理;消毒 

  一、常用水处理消毒技术 

  在城市供水系统中,消毒是最基本的水处理工艺,它是保证用户安全用水必不可少的措施之一。常用的给水处理消毒技术有以下几种: 

  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,但是对于水中的病毒、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。由于氯消毒的操作使用简单,便于控制,消毒持续性好,余氯的测定也很容易,并且氯消毒的价格不高,所以很快在饮用水行业推广应用。目前为止,在公共给水系统中,氯消毒成为最为经济有效和应用最广泛的消毒工艺。而现代工农业的迅猛发展不仅使人工合成的化学物质越来越多,也使通过各种途径进入水源水体的有机物质(包括人工合成的和自然界存在的)越来越多,相当多的水源水体呈微污染状况,对人体的健康产生严重的危害。 

  2臭氧 

  臭氧在饮用水处理中的应用已经有一百多年的历史。但是由于其技术复杂、成本昂贵,使应用受到限制。本世纪七十年代,由于水污染的加剧和公众健康意识的提高,迫使人们在传统水处理工艺的基础上采用新的手段,保证供水水质符合更加安全的饮用水标准。经过近二十年的研究和实践,以臭氧为主组成的复合应用技术,以其良好的处理效果成为给水深度净化技术的首选。 

  臭氧作为强氧化剂被普遍使用。有关资料显示,在有效去除水中溶解性有机物、去除三氯甲烷母体物、改善水体的致突变活性、去除色、嗅、味、消毒、杀藻等方面,臭氧具有明显的优势,因而不仅用于预氧化和消毒,而且广泛地用于深度处理。当臭氧加注量充分时,氧化能够进行得较为彻底,但当臭氧量不足时,会出现副产物。由于臭氧在氧化中副产物的影响,对有机微污染水源不宜单纯采用臭氧作为深度净化手段。活性炭吸附作为饮用水深度处理的重要手段广泛用于城市供水工程。由于颗粒活性炭极其丰富的微孔体积和巨大的比表面积,使其具有良好的吸附性能。而水中溶解杂质溶质分子的憎水性和活性炭对溶质分子的静电吸附、物理化学吸附以及生物吸附的联合作用,使活性炭对多种分子量大而极性小的有机有害物质、金属、非金属、色、嗅、味、酚类、表面活性剂、不易溶解的碳氢化合物以及各种农药去除效果明显。 

  臭氧和活性炭吸附联合使用,除可保持各自的优势外,臭氧对大分子的作用与充氧作用,为活性炭提供了更易吸附的小分子物质和产生生物活性炭作用的溶解氧,而臭氧化可能产生的有害物质,则可被活性炭吸附并降解,这使臭氧-生物活性炭吸附工艺相得益彰。 

  3二氧化氯 

  通常来说,含有二氧化氯的原水在日光的照射下,水中氯酸盐的浓度增加。研究表明,当二氧化氯作为消毒剂在水处理的过程中并不产生三卤甲烷(THMs)等有害的副产品,但会产生少量的有机消毒副产品,关于这些有机副产品的成因和种类并没有得到足够的研究,但是大多数的研究表明水中天然有机物质的存在并与二氧化氯反应是导致大量醛类和羧酸类有机副产品生成的主要原因。因此当用二氧化氯做消毒剂时,对于水中天然有机物的去除就显得额外重要。转 

  二氧化氯消毒的优点有:二氧化氯对于水中病毒,隐孢菌等微生物的抑制作用要强于氯气;二氧化氯可以氧化掉水中的铁离子(Fe2+),锰离子(Mn2+)和硫化物;二氧化氯可以增强水的净化过程;二氧化氯可以有效控制水中的酚类化合以及由于藻类和腐败的植物所产生的气味;不会生成卤化副产物;二氧化氯易于制取;生物特性不受水中PH值的影响;二氧化氯可以保持一定的残留量。然而,利用二氧化氯消毒也有很多的缺点,例如:二氧化氯在消毒过程中会生成亚氯酸盐和氯酸盐副产物;过多的加药量将会产生卤化副产物;较高的设备以及操作费用;二氧化氯气体是易燃气体,因此必须在现场制取;二氧化氯不稳定,在日照下会分解。中国论文下 

  4氯胺 

  氯胺消毒与氯消毒相比有以下三个优点:(1)减少了消毒过程中THMs的产量;(2)可以维持较长时间,能有效地控制水中残余细菌繁殖;(3)避免游离性余氯过高时产生的臭味。氯胺消毒一般是先加氨,充分混合后再加氯。若先加氯后加氨,则难以控制产生THMs的浓度。另外,如果加氯很久后才加氨,就会变成以自由性余氯为主要消毒剂,氯胺为辅助消毒剂的情况。氯胺消毒的缺点是:需要较长的接触时间;由于需加氨从而使操作复杂。氯胺的杀菌效果差,不宜单独作为饮用水的消毒剂使用。但若将其与氯结合使用,既可以保证消毒效果,又可以减少三卤甲烷的产生,且可以在延长配水管网中的作用时间。 

  5紫外线消毒 

  紫外线消毒技术为物理消毒方式的一种,具有广谱杀菌能力,无二次污染。经过20多年的发展,已经成为成熟可靠高效环保的消毒技术,在国外各个领域得到了广泛的运用。在我国由于对其技术的了解有一定的局限性,在污水处理中的应用不多。上海市政工程设计研究院在这方面开展了许多研究,并已在上海闵行、长桥等污水处理厂得到应用。进入21世纪后,随着对污水尾水消毒的日益重视和运行经验的积累,紫外线消毒技术将得到推广,预计今后有条件的污水处理厂中50%将会采用紫外线消毒,并成为取代传统化学消毒方法的主流技术。紫外线污水消毒技术在国外经过20多年的发展,已经成为成熟可靠、投资效益较高的绿色环保技术,在世界各地各类城市污水的消毒处理中得到日益广泛的应用,成为替代传统加氯消毒的主流工艺技术。 

  二、水处理消毒新技术简介 

  随着科学技术的发展,各学科之间的交叉渗透越来越普遍,在水处理领域也产生了一些新的消毒技术,主要有:光催化消毒、生物消毒、电场消毒、超声波消毒等。这些技术也是优缺点并存,需要科研人员继续进行深入的研究。 

  结束语 

  我国长期以来受经济发展水平和饮水观念的局限,饮用水深度净化尚未得到普遍认同。随着我国经济的发展、人们水质意识的提高,我们要将城市供水深度净化工艺将会提到日程上来。在城市供水系统中,消毒是最基本的水处理工艺,它是保证用户安全用水必不可少的措施之一。学习、借鉴国内外已有的成功经验,针对特定的原水水质,进行以预臭氧化、臭氧化-生物活性炭为代表的饮用水深度净化工艺探索和应用,将是我国净水工艺的重要课题。 

  参考文献 

  [1]周葆珍.饮用水氯化消毒致癌问题..给水排水,1983(3):32-33 

  [2]周云,梅胜.给水处理中的臭氧副产物.中国给水排水,1999,15(2):27-28 

  [3]王永仪,蒋展鹏,顾夏生.二氧化氯消毒现状与发展.中国给水排水,1996,12(5):23-25 

  [4]顾平,颜育平.回用水紫外线消毒.城市环境与城市生态,1993,6(3):15-20 

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