饮用水消毒方法的应用

1．大中型水厂 目前我国极大多数水厂采用氯消毒。氯消毒效果好，具有持续消毒作用(管网余氯)，且费用较其它消毒方法低。但是，由于氯气是具有刺激性和有害气体，对金属有极强的腐蚀性，因此采用氯消毒必须有专门的加氯机、加氯间和氯库，以保证加氯的安全性。通常将装有液氯的氯瓶放在磅秤上，在加氯过程中随时观察氯瓶重量度化，经以核对氯瓶中剩余液氯量，防止用空，使用时还应防止加氯机的水倒灌入氯瓶。因氯气比空气重，加氯间和氯库外墙的低处安装排风扇，以排除聚积在室内的氯气；氯库和加氯间内应安置漏气探测报警仪，以预防和处理氯气泄漏事故，在加氯间还应有应急中和处理池(池内装石灰水)。

加氯后，应加强余氯的连续监测，有条件时，加氯地点宜设置余氯连续测定仪。目前国内很多大型水厂采用自动化加氯，也有的水厂采用计算机控制加氯。

为减少沉淀池和滤池中藻类生长，有些水厂采用滤前加氯和滤后加氯的二次加氯方法。但滤前加氯可造成氯与水中有机物反应形成三卤甲烷等物质，因此目前提出在滤前采用臭氧或二氧化氯消毒，滤后采用氯消毒的方法。

小型水厂目前有采用氯消毒方法，也有采用漂白粉消毒。因漂白粉所含有效氯易挥发，每批购进的漂白粉应进行有效氯含量的测定。存放漂白粉的仓库应与漂白粉溶液投加间隔开，并保持阴凉，干燥和良好的自然通风条件。漂白粉溶解池和溶液池一般2个，便于轮流使用。池底坡度不小于2％并坡向排渣孔。因氯有腐蚀性，应有防腐蚀措施.加漂白粉间与—级泵房应隔开，并采用自然通风，室内地坪坡度不小于5％。

漂白粉投加方法：将每包50kg的漂白粉先加400—500kg水搅拌成10％-15％的溶液，再加水调成1％-2％浓度、澄清后、由计量设备投到滤后水中，可采用重力将漂白粉溶液投加到水泵吸水管中，也可用水射器向压力管中投加。

2．企业、农村水厂

2．1企业水厂的消毒 企业由于供水量较小，管网相对集中，目前采用的饮水消毒方法较多。有氯化消毒、漂白粉消毒、也有采用臭氧消毒、紫外线消毒和二氧化氯消毒，还有部分采用次氯酸钠消毒。

次氯酸钠是由次氯酸钠发生器将食盐电解后产生的，其有效氯含量在1％-5％。次氯酸钠容易受阳光、温度的作用而分解，因此次氯酸钠宜就地制备和投加。工业制备的次氯酸钠有效氯含量在10％-12％，但由于其不稳定性，在购进时应测试其有效氯含量。存放时间应在1月以内。投加方法要用重力投加，通过水封箱加注到水泵吸水管中，也可用水射器向压力管中投加。加药浓度以有效氯含量在l-6mg/L时每吨水约加10-60ML

次氯酸钠溶液。

2．2农村水厂 农村水厂以深井加水塔的供水方式为多，也有使用地面水而进行完全处理后的供水生产方式。农村水厂的饮水消毒根据其经济条件不同而选择的方法不同，大部分采用的是漂白粉消毒，也有使用次氯酸钠消毒，少数水厂采用液氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒和紫外线消毒。

3．农村分散式给水 我国农村目前分散式给水面还有相当的比例，为保证饮用水质的卫生安全，井水必须经常消毒，尤其在肠道传染病流行季节更不可忽视。井水消毒可采用普通消毒法和持续消毒法。

普通消毒法即每天向井内投加漂白粉(或漂白粉精)溶液。消毒前，应先测量井中的水深和直径，算出井水水量。有条件时可取井水水样进行需氯量测定。根据井水水量和加氯量(或需氯量)计算出每次消毒所需的漂白粉(其有效氯含量也应事先测定)重量。将漂白粉加水调成糊状，再加水搅拌，把澄清液倒入井内，用洁净水桶或竹杆在井内搅和，半小时后，从井中取水样测定余氯含量，使保持在0．3—0．5mg/L为宜。如余氯不足或过多，说明所加药量太少或过多，应作为下一次消毒时参考。井水消毒一般每天2次，一次在早晨群众用水前，一次在午后。

计算水量及加药量公式

圆井水量(m3)＝水井直径(m)2×水深(m)×0．8

方井水量(m3)＝边长(m)×边宽(m)×水深(m)

应加漂白粉量(g)＝井水量(m)3X井水加氯量/漂白粉有效氯含量

不同水源水消毒的加氯量

持续加氯消毒法：由于普通消毒法余氯不能保持很长时间，需每日消毒2次，工作量较大，有时使消毒制度难以坚持巩固。因此各地群众创造了持续消毒法，可延长消毒时间，减少工作量，且使用也方便。具体方法是选用竹筒、塑料袋、陶瓷罐或小口瓶等容器。现在也有一种塑料瓶式的持续加氯容器，其瓶盖为密封球型。可浮于水面，瓶体上部有可调节小孔，消毒剂装入后可根据消毒用量调节孔的开闭，使用也很方便。使装漂白粉容器浸于水面下40cm左右，借取井水时振荡，使容器中的氯液不断渗出与水接触，使井水中经常保持过量的有效氯进行消毒，达到连续消毒的效果。一般一周左右取出容器检查和调换药物，并经常测定水中的余氯。在出现特殊情况时，可采用过量氯化消毒法。此法是按常量 加氯量的10倍(即10—20mg/L)进行井水消毒。特殊情况指：当地发生肠道传染病并怀疑与水有关；井水大肠菌群及化学性状发生显著变化；新井开始使用前；旧井修理后；井被洪水淹没、或落入异物有污染可能时。具体方法：先将井水淘干，清除井壁和井底的污物，用3％-5％的漂白粉澄清液清洗，按加氯量10一20mg/L 放入漂白粉液，过10-12h后将水打光，待井内重新有水后，再消毒使用，必要时井水经细菌学检查合格后方可饮。用过量氯化消毒的水具有强烈氯臭，可用硫代硫酸钠脱氯。硫代硫酸钠的用量一般为漂白粉用量的一半或等量。

第二篇：饮用水消毒副产物的研究进展

饮用水消毒副产物的研究进展

201106020001

伴随着饮用水消毒技术的改进，有机类消毒副产物(DBPs)的种类日趋多样化，其生物毒性和健康风险受到广泛关注。在饮用水消毒过程中，消毒剂除了起消毒灭菌的作用外，还会与水中的天然有机物、溴化物、碘化物等发生取代或加成反应而生成以卤代有机物为代表的消毒副产物（DBPs），而许多消毒副产物都被证实是致畸、致突以及致癌的。 为保障人类饮用水安全，控制饮用水消毒副产物已成为人们关注的焦点。通过分析相关研究的不足之处和发展趋势，以便对今后的研究方向提出了建议 。

1.DBPs 的分类

目前饮用水消毒副产物种类繁多，它随着消毒剂、消毒技术以及源水化学组成的变化而不尽相同。主要种类包括： 三卤甲烷（THMs）、卤代乙酸（HAAs）、溴酸盐（BrO3）、亚氯酸盐（ClO2）、卤化氰（XCN s）、卤代乙（HANs）、卤代硝基甲烷（HNMs）、卤代酮（halogenated ketones，HKs）、卤代酚（Halophenols）、醛类（aldehydes）等。随着分析检测技术的发展和创新，不断有新的 DBPs被发现，如致诱变化合物（MXs）卤代呋喃（4 二氯甲基 5 羟基2（5）氢呋喃酮）、亚硝胺（NMs）、碘代酸（IAs）以及卤代对苯醌（HBQs）等。

2.DBPs 对人体健康的影响

近几年有关 DBPs 的毒性受到普遍关注， 研究进展很快。 饮用水中的 DBPs 对人体健康的危害主要体现在其致癌性、致突变性及生殖发育毒性。

（1）致癌性。 饮用水中的卤代烃类化合物是多种癌症的致癌因子，DBPs 的致癌风险主要由 HAAs 致癌风险构成，二氯乙酸和三氯乙酸可以造成哺乳动物细胞 DNA 链断裂损伤，其致癌作用通过损伤 DNA 引发，均可能属遗传毒性致癌物。 国外有研究认为饮水中 THMs 的浓度与膀胱癌、结肠癌、直肠癌、乳腺癌有关。

（2）致突变性。经过近年来各国科学家对氯消毒自的深入研究发现 MX 是迄今为止氯消毒自来水中发现的最强的致突变物质之一，占氯消毒自来水总致突变性的 16％～76％。 体内、外试验结果表明，MX 可引起哺乳动物细胞多种遗传损害，表现为基因突变、DNA 损伤、染色体畸变、姊妹染色单体交换。 MX 可引起

小鼠肝、肾和小肠细胞以及体外培养的人胚肝细胞的 DNA 损伤，体外试验观察到 MX 引起人胚肝细胞 ra8 基因过度表达和突变发生。

（3）生殖发育毒性。 大量的毒理学实验和流行病学研究已表明：DBPs 对低出生体重、早产、自发性流产、死胎以及出生缺陷具有不同程度的影响，尤其是对中枢神经系统及神经管损伤、脏器缺损、呼吸系统损害及与唇腭裂之间的关系。这些研究结果表明 DBPs 很可能是潜在的生殖发育毒性物质。

3.DBPs 的形成机制及影响因素

（1）DBPs 的形成机制。饮用水消毒副产物是指消毒剂与饮用水中含有的天然有机物， 两者反应生成的化合物， 即消毒剂+母体化合物（NOM）→DBPs。 DBPs 产生的内因是水中存在前驱物质，外因是氯化消毒， 其数量与加氯量及接触时间成正比。 通常THMs 的生成反应式为：氯（Br－或 I－）＋前体物＝卤仿＋其他卤化物

（2）DBPs 形成的影响因素。DBPs 在饮用水中形成的量和类型与加氯量、 有机前体物的含量、溴离子浓度以及 pH 值等因素有关，其中源水中有机前体物的种类和浓度是其生成的决定性因素。 DBPs 的前体物主要是水体中的腐殖酸、富里酸和其它天然有机（NOM），水中腐殖酸含量越高、投氯量越大、接触时间越长，则生成的 THMs 越多。

4控制饮用水中 DBPs 的途径

目前，饮用水中消毒副产物的控制方法主要从以下4个方面考虑：

（1）加强水源水保护，减少水源污染。伴随着经济的快速发展， 我国水环境遭到了严重的污染，作为饮水水源的水环境也遭到重的破坏，保护水源，防止污染。防止工农业、水产养殖业及生活污水对水源的污染, 是减少腐殖酸和富里酸、降低DBPs 的根本措施。

（2）寻找替代消毒剂和消毒方法。在经济条件允许的情况下, 选用其他合适的消毒方法, 如二氧化氯、臭氧、紫外线法等代替现有的氯化消毒, 可降低消毒副产物的生成, 并能有效去除许多已生成的副产物,使生活饮用水更加安全、卫生。 ①氯胺消毒。氯胺的氧化能力比游离氯弱得多，但它产生的消毒副产却少得多。在研究氯胺对消毒副产物得控制发现，将氯与氨氮的比值 5，能够使单独氯消毒所生成消毒副产物减少 89%，而二溴一氯甲烷也不再检出。经研究发现，采用预

氯胺化工艺不仅可以达到某些预氧化工艺的功效，同时也延长了氯胺消毒的接触时间，提高了饮用水的微生物安全性。

②二氧化氯消毒。二氧化氯的杀菌速度快，消毒能力超过氯，可杀死隐孢子虫，具有广谱性的消毒效果，有剩余消毒效果但无氯味。它最大的优点是在净水过程中基本不生成有害的卤代有机物， 世界卫生组织将其安全性列为 AⅠ级，美国将其列为可替代氯的消毒剂。 通过研究发现氯消毒产生的急性毒性明显高于二氧化氯消毒。

③臭氧消毒。臭氧是一种强氧化剂，其杀菌和氧化能力均比氯强，能氧化分解水中多种有机物，在低浓度下可瞬时完成氧化反应，而且其溶解度大，杀菌速度为氯的 600～3000倍，是目前加药消毒法中最有效的消毒剂，能同时控制水中铁、锰、色、味、嗅，三卤甲烷、卤乙酸类消毒副产物的产生。臭氧作为消毒剂的主要优点是不会产生三卤甲烷等副产物。而且臭氧已经广泛应用于控制三卤甲烷和其他消毒副产物。

④紫外线消毒。在目前所有的消毒技术中，紫外线杀菌的广谱性是最高的，并且可将一些对人类危害极大的，而氯气以至臭氧不能有效杀灭的寄生虫类如隐性包囊虫和贾第鞭毛虫等都有效杀灭，且没有消毒副产物生成，也不增加损害管网水生物稳定性的副产物，而且紫外线消毒工艺处理速度快，占地小，运行维护费用约为氯消毒方式的 2／3，工程投资同加氯消毒相差不多， 总体经济性能优于氯消毒系统，将是今后数年最有前途的消毒技术。

（3）去除消毒副产物的前驱物质

降低或去除DBPs 生成前体物质，采用强化混凝法、活性炭吸附法、化学氧化法、生物氧化法和膜过滤法，减少或去除水源水中DBPs 的前体物质，是减少饮用水中DBPs 的有效途径。实践证明，采用强化絮凝法( 即在常规处理工艺流程下, 加入超量的混凝剂以提高对原水天然有机物的去除效果) , 在考虑除浊的同时, 对单一腐殖酸水样的总有机碳(TOC) 去除率可达90%。

①强化混凝法。强化混凝法，即应用混凝的原理有效地去除水中某些前驱有机物。 Kimberly Belays Ajy在实验中用常规混凝，TOC 的平均去除率是 27%，紫外吸光值（UV254）的去除率是 49%； 用强化混凝，TOC 的去除率平均为 38 %，而 UV254的去除率增加到 62%，并显示对芳香族化合物有更高的去除率。

②活性炭吸附法。活性炭是一种良好的水处理剂，能有效地去除水中有机物，是控制合成有机物三卤甲烷和卤代乙酸的有效方法。 在国外，生物活性炭（BAC）过滤十分流行利用了活性炭的物理吸附作用，又使其表面生长的微生物膜对有机物的生物产生氧化降解作用， 污染物去除率大大提高，其中对烷烃类有机物去除效率最高，但出水浊度大，处理费用高。

③膜过滤法。 膜过滤可分为纳滤（NF）、反渗透（RF）、超滤（UF）、微滤（MF）4 种。Samer S.Adham对美国等国家数十家应用 MF 和 UF 膜分离处理河水来制取饮用水的厂家进行了分析调查。 结果发现，膜分离不仅对河水中的颗粒和微生物具有极佳的去除能力，而且可以减少形成 DBPs 的前体物质和消毒剂的用量。

④生物氧化法。 生物氧化法是指借助于微生物的新陈代谢作用去除水中的污染物。水中的有机物分为可生物降解的有机物和难生物降解的有机物。生物氧化技术能将可生物降解的有机物分解成稳定的无机物，以削减消毒副产物前提物的含量，特别对氨氮的去除率可达 70%～ 90%，对铁锰的去除效果也较好。该法经济有效、副作用小，是一项行之有效的预处理技术。

⑤化学氧化法。 化学氧化法是利用氧化势能较高的氧化剂（如 KMnO4、O3、H2O2）等，或光子与氧化剂、催化剂作用（UV-O3、UV-H2O2、UV-TiO2）及氧化剂之间相互作用（如 O3-H2O2）产生的强氧化性的自由基作用，达到氧化分解有机物的目的，但可能引起二次污染，且运行费用较高，尚难推广。

⑥组合工艺。组合工艺对有机物的去除有良好的作用。研究表明，同单一采用氯或二氧化氯消毒相比，二氧化氯和氯联合消毒的效果优于传统的氯消毒， 对于自来水消毒，可减少剩余的亚氯酸盐 7％～28％，CHCl可减少 60％以上，且无需更换水厂现有的加氯设施，只需添加二氧化氯发生器。

（4）改进氯化消毒程序。

如改变加氯点, 用后加氯代替预加氯, 使原水中有机前驱物在未接触氯之前的混凝沉淀中除去; 消毒后采用活性炭吸附等方法减少三卤甲烷和其他致癌、致突变物的形成; 采用二次氯化法, 既减少氯投人量减少副产物形成机率又保证管网末梢足够的余氯量。

5.制定严格的饮用水水质标准

为了控制饮用水消毒副产物， 各国都制定了严格的标准。 1975 年美国确定三卤甲烷浓度的上限值为 100μg/L。 目前，美国准备分两阶段降低饮水中的三卤甲烷和卤代乙酸最高允许质量浓度标准：第一阶段，三卤甲烷从 100μg/L 降为 80μ g/L，卤代乙酸降为 60μg/L；第二阶段，进一步分别降到 40μg/L 和 30μg/L。 日本规定二氯乙酸和三氯乙酸的标准分别为 30μg/L 和 40μg/L我国 2001 年在新的生活饮用水标准中规定：三氯甲烷的最高质量浓度为 60μg/L，四氯化碳为 2μg/L。

6.结语

从目前的发展趋势来看， 采用组合工艺既有效地去除水中 DBPs的前体物质，又能去除已生成的 DBPs。 如生物活性炭、臭氧生物活性炭、活性炭—钠滤、强化混凝—活性炭等技术完善了常规处理工艺，并在我国净水处理中得到广泛应用。 但是目前DBPs 的暴露和效应研究还有许多不足之处，因而使饮水DBPs 卫生标准的制定受到一定限制。随着有关饮用水中DBPs的研究不断深入, 相信可以在分子流行病学层面上阐明其与人类健康的关系。同时，我国应尽快制定并完善饮水安全法律及标准, 改进净化工艺, 提高饮用水质量, 以保障人民身体健康。