消毒技术与消毒副产物
浅谈给水系统消毒方法及控制其消毒副产物措施
浅谈给水系统消毒方法及控制其消毒副产物措施摘要：在城市给水系统中，消毒是一个重要的生产环节。
消毒可以杀灭水中大部分的细菌和病毒，保证饮用水安全。
各种消毒方法有不同的适用环境，要综合考虑适用性、经济性、安全性来选择一种或多种消毒方法。
有些消毒方法还会产生对人体有害的消毒副产物。
人们在饮用水中已经检测出765种对人体有害的消毒副产物。
关于消毒副产物的研究已成为科研工作者的研究重点。
关键词：给水系统；消毒；预氧化1消毒技术在饮用水处理中的现状研究1.1液氯（或氯气）消毒目前供水系统中常用的消毒方法有氯气、臭氧、二氧化氯、氯胺、高猛酸钾、紫外线和超声波等。
氯在常温下为黄绿色气体，具强烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很强。
在6、7个大气压下，可变成液态氯，体积缩小457倍。
容易运输和储存。
据不完全统计，我国约有99.5%的水厂采用氯消毒工艺。
氯溶于水后起下列反应：Cl2+H20=HCl+HClOHClO=H+ +OCL-漂白粉在水中也能水解成次氯酸，氯的杀菌作用，主要是次氯酸体积小，易穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统（主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏），从而使细菌死亡。
氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性损害。
但是近年来的大量研究表明，在常用的消毒方式中，氯消毒是产生氯化消毒副产物最多的消毒方式。
消毒后的饮用水经Ames试验其致突变性强于其它几种消毒剂的副产物。
1972年美国国家环保局在密西西比河下游路易斯安那州3个城市的饮水中发现44种有可能致癌的物质和别的毒性有机化合物。
1974年又报道新奥尔良市饮水中有66种有机化合物。
氯化DBFs 包括：三卤甲烷（trihalomethans，THMs）卤乙酸（haloacetic acids，HAAs）卤乙腈（haloaceton-triles，HANs）水合三氯乙醛（chlorahydrate，Ch）卤代酮（HKs）卤代酚（ePs）三氯硝基甲烷（chloropierin）氯化氰（cyanogens chloride）酸性氯化咲喃酮（MX）溴酸盐等等。
中小水厂消毒工艺优化及副产物控制技术
中小水厂消毒工艺优化及副产物控制技术摘要：确保饮用水的安全是最大的民生问题之一,在中国的经济和社会发展密切相关的大多数居民的生命和健康,和中国的一个主要问题的努力实现城市化、现代化和全面建设小康社会。
饮用水消毒是保证饮用水安全的重要环节。
对于我国中小型水厂来说，如何减少消毒副产物的产生，保证饮用水的安全仍有很长的路要走。
关键词：中小水厂；消毒工艺；副产物；控制技术一、研究内容与结果1、中小水厂消毒技术与消毒副产物特征分析1.1中小水厂消毒技术与消毒副产物调研课题开展初期，通过资料查阅、电话和网络等形式对全国30个中央直辖市、自治区和省份的1195座中小水厂(300家水司)进行调研，结果表明:我国中小水厂消毒工艺主要是二氧化氯消毒和氯消毒，其中复合二氧化氯消毒占比为49．32%，高纯二氧化氯占比为28．83%，氯消毒占比为21．85%。
为确保有效开展中小水厂消毒技术及副产物超标风险水平研究，选择126座水厂(涵盖7大流域、22个省份/自治区/直辖市)进行了实地问卷及水样分析调研，调研水厂分布情况如图1所示。
本次调研掌握了我国中小水厂消毒工艺占比及消毒副产物超标风险水平，完成了中小水厂标准内消毒副产物分布地图(图2)，提出了典型中小水厂消毒工艺选择与优化的技术方案，明确了典型中小水厂氯消毒新型副产物优先控制清单，编制了《我国重点流域及典型区域中小水厂消毒副产物调研报告》。
图1我国中小水厂调研样本分布情况图2中小水厂标准内消毒副产物分布地图1.2不同消毒方式的风险评估通过制定标准化的样本选择、采集、运输及检测方法，对我国126座氯消毒和二氧化氯消毒中小水厂进行实地水质监测，并将水质超标情况进行风险评估，分析结果如下。
采用二氧化氯消毒，水厂中余氯、微生物以及氯酸盐、亚氯酸盐有机副产物均出现了不同程度的超标现象，将各水质指标超标次数加和，发现检测水质指标总体不合格率为9.9%；其中，微生物超标率为2.5%，余氯不达标率为4.2%。
三种消毒剂的灭活效果及其消毒副产物分析
三种消毒剂的灭活效果及其消毒副产物分析薛长安1，王娟珍1，王旭冕2，王志勇1（1．西安市水业运营有限公司，陕西西安710054；2．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055）摘要：选择次氯酸钠、高锰酸钾和单过硫酸氢钾饮用水消毒粉作为消毒剂，考察了三种消毒剂的灭活效果及其消毒副产物的产生情况。
结果表明，次氯酸钠对细菌的灭活效果明显，用量少，但产生的消毒副产物种类多、含量高，且会产生大量的氯仿；单过硫酸氢钾的灭活效果比较明显，用量比次氯酸钠多，但产生的消毒副产物种类少、含量低；高锰酸钾对细菌有一定的灭活效果，用量明显比前两种消毒剂多，但无消毒副产物生成。
在实际应用时，应根据具体水质特点和不同场合合理使用三种消毒剂。
关键词：消毒剂；消毒副产物；水质安全；水处理中图分类号：TU991．25文献标志码：A文章编号：1673－9353（2013）02－0016－03 doi：10．3969/j．issn．1673－9353．2013．02．005Analysis of inactivation effect and disinfectionby-products of the three kinds of disinfectantsXue Chang’an1，Wang Juanzhen1，Wang Xumian2，Wang Zhiyong1（1．Xi’an Water Industry Operation Co．，Ltd．，Xi’an710054，China；2．School of Municipal＆Environmental Engineering，Xi’an University ofArchitecture and Technology，Xi’an710055，China）Abstract：Sodium hypochlorite，potassium permanganate and potassium peroxymonosulfate were selected as disinfectants，inactivation effect and disinfection by-products（DBPs）of the three kinds of disinfectant were investigated．The results showed that inactivation effect by sodium hypochlorite was obvious with very few dosage，but many kinds of disinfection by-products were formed with high concentration，meanwhlie large amount of chloroform were formed．Inactivation effect by potassium peroxymonosulfate was relatively obvious，the dosage was more than sodium hypochlorite，but the kinds of disinfection by-products formed were very few with low concentration．Potassium permanganate had certain inactivation effect on bacteria，the dosage was greater than the other two disinfectants and no disinfection by-products were formed．The three kinds of disinfectants should be applied reasonably according to the features of water quality and different occasions．Key words：disinfectant；DBPs；safety of water quality；water treatment消毒剂在水处理工艺过程中承担着进厂原水预氧化和出厂水的消毒工作，可以有效杀灭水中的病原体，控制水传染病的传播和流行，消毒工艺是水处理工艺必不可少的环节，且直接影响水处理效果及供水安全性［1－4］。
消毒副产物
消毒副产物对饮用水实施加消毒剂消毒的目的在于消灭水中的病原体，防止介水传染性疾病的传播。
但是后来人们发现，经消毒后的水中除含有微量的消毒剂外，还可以产生许多消毒副产物(disinfection by—products，简写为DBPs)。
长期以来人们对DBPs给予了极大的关注，从DBR的成分、毒性、流行病学、饮用水中的污染状况以及干预措施等方面进行了大量的研究，其目的是寻求一种理想的消毒剂，使它在有效的消灭病原体的同时，对人类产生的化学危害降低到最低水平。
下面就国内外近几年来有关这一领域的研究进行简要综述。
1 消毒副产物的种类自1974年Rook和Bellar等人发现，饮用水加氯消毒可以产生三卤甲烷(THMs)后，人们对DBP的成分进行了大量的研究，结果发现DBPs。
有上百种物质，据文献报道除THMs外，还可以形成卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)、卤代酮类(HK)、三氯乙醛，水合氯醛(CH)、三氯硝基甲烷，氯化苦(CP)、氯化腈(CNCl-)、氯酚、甲醛、氯酸盐(C103-)、亚氯酸盐(ClO2-)、溴酸盐(BrO3-)等等。
过去常用的消毒剂为液氯，目前氯胺、二氧化氯、臭氧等不同种类的消毒剂也在广泛应用，使用不同的消毒剂其DBPs不同，液氯作为饮用水中的消毒剂在全世界应用的时间最久、范围最广泛，通常它以次氯酸(HOCl-)或次氯酸盐(OCl一)的形式存在，当水中有溴离子时，可以氧化溴离子为次溴酸(HOBr-)或次溴酸盐(OBr一)，次氯酸和次溴酸均可以与水中有机物作用产生DBPs，包括THMs、HAAs、HANs、HK、CH、CP，每类物质中含有不同组分的化合物(见表1)，其中THM、HAA、HAN为主要的副产物；氯胺作为第二大消毒剂，与液氯相比可以明显的降低上述DBPs的含量，但是可以导致CNCl和亚硝酸盐的生成；臭氧可以氧化水中的有机物产生非卤代DBPs，如酮类、羧酸和醛类化合物，以甲醛为主，它还可以直接与溴离子反应产生BrO，如果水中同时存在有机物和溴离子时，臭氧可以氧化溴离子为次溴酸，丽导致溴代DBPs的生成，如溴仿；二氧化氯不直接产生有机卤代DBPs，主要的DBPs为亚氯酸盐和氯酸盐，其消毒剂本身的分解作用大于它与水中有机物的反应。
消毒技术与消毒副产物
紫外线消毒过程中产生的副产物主要包括羟基自由基等有害物质， 这些物质具有强氧化性，对人体细胞和组织造成损伤。
消毒副产物对环境和人体的影响
对环境的影响
消毒副产物会随着废水排放进入水体， 对水生生物和生态环境造成危害。
对人体的影响
长期接触消毒副产物会增加患癌症、 心血管疾病等疾病的风险，对免疫系 统、神经系统等也有负面影响。
紫外线消毒
紫外线消毒通过破坏细菌和病毒 的DNA结构来达到消毒目的，但 在处理过程中会产生羟基自由基 等有害物质。
消毒副产物的种类
氯化消毒副产物
氯化消毒过程中产生的副产物主要包括氯胺、氯化有机物等，这些 物质具有致癌、致畸、致突变性。
臭氧消毒副产物
臭氧消毒过程中产生的副产物主要包括醛、酮等有害物质，这些物 质对人体健康产生负面影响。
03 消毒副产物的控制与处理
消毒副产物的预防和控制
严格控制消毒剂用量
在消毒过程中，应严格按照消毒剂的使用说 明和规定用量进行操作，避免过量使用，以 减少消毒副产物的生成。
选择低副产物的消毒剂
选择具有低副产物生成的消毒剂，如过氧化物、紫 外线等，以降低消毒过程中副产物的产生。
控制环境因素
控制消毒时的环境因素，如温度、pH值等 ，以降低消毒副产物的生成。
优化消毒剂和消毒方法
通过改进消毒剂和消毒方法，减少消毒副产物的产生，提高消毒的 安全性。
加强监管和标准制定
加强对消毒技术和消毒副产物的监管，制定更为严格的卫生标准和 安全规范。
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过滤消毒
通过物理过滤的方式去除细菌和病毒，如空气过滤和水过滤。
化学消毒技术
饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制
饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制摘要：饮用水消毒是提高饮用水水质的重要方法，理想的饮用水消毒剂应具有杀菌广谱、杀菌力强、消毒效应持久、使用方便及对人体安全等特点。
但当今没有一种饮用水消毒剂对人体是完全没有毒性的，除了消毒剂残留可能对人体健康造成影响外，消毒剂与水中其它物质反应产生的副产物对人体健康的威胁受到人们的高度关注。
国内外学者进行了大量实验研究和现场调查并取得了很大进展，目前研究涉及到消毒剂的毒性作用、消毒剂副产物的形成机制、作用机理。
关键词：饮用水；消毒副产物；危害；控制工艺一、常用饮水消毒剂的种类及特点(一)氯消毒用氯消毒法对饮用水进行消毒是最早使用的消毒方式，由于其具有价格便宜、容易使用、杀灭细菌能力强及在水中持续时间较长等优点，目前仍是最为常用的方法，也是我国城市供水中普遍采用的消毒方式。
液氯消毒产生的余氯具有持续的消毒作用，运行成本低，操作简单，投量准确，技术上比较成熟，能有效地保证水质。
根据原水水质和不同的水处理工艺，液氯消毒可分为过滤后一次消毒和滤前、滤后两次消毒两种方式，绝大多数水厂采用过滤后一次消毒。
但为了杀灭原水中的微生物，防止藻类生长和降低色度，可增加滤前消毒。
滤前消毒也可以选择进行，当原水水质不好时采用，原水水质好转时则停止。
但液氯消毒也存在诸多缺点，当水源受到污染，有机物含量较多，采用该消毒方式则导致许多消毒副产物的产生，如THMs等，会影响水的口感，而且这些物质对人体健康有潜在危害。
为此，有些国家已采用其他消毒剂替代液氯消毒。
(二)氯胺消毒氯胺消毒作用机理类似于液氯，能破坏膜的通透性而影响膜的渗透性和呼吸，还可损坏微生物的核酸使微生物灭活，氯胺的氧化能力较氯弱，故需要的接触时间长，消毒效果不如其它消毒剂，一般不单独用氯胺作饮用水消毒。
其消毒副产物主要是三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈及卤代酮等。
(三)二氧化氯消毒用二氧化氯(ClO2)作为消毒剂始于1944年，ClO2是一种带有辛辣气味的黄红色气体，在空气中体积浓度超过10%便会爆炸，但在水溶液中则无危险性。
消毒副产物
消毒副产物对饮用水实施加消毒剂消毒的目的在于消灭水中的病原体，防止介水传染性疾病的传播。
但是后来人们发现，经消毒后的水中除含有微量的消毒剂外，还可以产生许多消毒副产物(disinfection by—products，简写为DBPs)。
长期以来人们对DBPs给予了极大的关注，从DBR的成分、毒性、流行病学、饮用水中的污染状况以及干预措施等方面进行了大量的研究，其目的是寻求一种理想的消毒剂，使它在有效的消灭病原体的同时，对人类产生的化学危害降低到最低水平。
下面就国内外近几年来有关这一领域的研究进行简要综述。
1 消毒副产物的种类自1974年Rook和Bellar等人发现，饮用水加氯消毒可以产生三卤甲烷(THMs)后，人们对DBP的成分进行了大量的研究，结果发现DBPs。
有上百种物质，据文献报道除THMs外，还可以形成卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)、卤代酮类(HK)、三氯乙醛，水合氯醛(CH)、三氯硝基甲烷，氯化苦(CP)、氯化腈(CNCl-)、氯酚、甲醛、氯酸盐(C103-)、亚氯酸盐(ClO2-)、溴酸盐(BrO3-)等等。
过去常用的消毒剂为液氯，目前氯胺、二氧化氯、臭氧等不同种类的消毒剂也在广泛应用，使用不同的消毒剂其DBPs不同，液氯作为饮用水中的消毒剂在全世界应用的时间最久、范围最广泛，通常它以次氯酸(HOCl-)或次氯酸盐(OCl一)的形式存在，当水中有溴离子时，可以氧化溴离子为次溴酸(HOBr-)或次溴酸盐(OBr一)，次氯酸和次溴酸均可以与水中有机物作用产生DBPs，包括THMs、HAAs、HANs、HK、CH、CP，每类物质中含有不同组分的化合物(见表1)，其中THM、HAA、HAN为主要的副产物；氯胺作为第二大消毒剂，与液氯相比可以明显的降低上述DBPs的含量，但是可以导致CNCl和亚硝酸盐的生成；臭氧可以氧化水中的有机物产生非卤代DBPs，如酮类、羧酸和醛类化合物，以甲醛为主，它还可以直接与溴离子反应产生BrO，如果水中同时存在有机物和溴离子时，臭氧可以氧化溴离子为次溴酸，丽导致溴代DBPs的生成，如溴仿；二氧化氯不直接产生有机卤代DBPs，主要的DBPs为亚氯酸盐和氯酸盐，其消毒剂本身的分解作用大于它与水中有机物的反应。
消毒方式及消毒副产物控制研究
． ３ 二氧化氯消毒 １ 从２ ９ ４ ４年二氧化氯在尼亚加拉水厂得到应用， ０ １ 世纪５ ０年代开始二氧化氯逐渐在饮用水消毒领域得 到应用， ９ ７ ０年二氧化氯被广泛接受为饮用水消毒剂。 １
） 。为保证能去除 ９ ＮＨＣ ｌ ｌ ９ ． ９ ９％ 的 病 毒 、 ＞ ＮＨ２Ｃ ／ ， 接 细菌， 英国和世界卫生组织规定， 自由氯 ０ ． ５ｍ Ｌ ｇ ， ·ｍ ／ 。 我国 《 触３ 生活饮用水 Ｃ ０ｍ ｉ ｎ Ｔ 值为１ ５ｍ ｉ ｎ Ｌ ｇ ／ ， 消毒接触 卫生标准》 规定， 自由氯浓度最低 ０ ． ３ｍ Ｌ ｇ ， ·ｍ ／ ， 最低 Ｃ 化合氯 时间大于３ ０ｍ ｉ ｎ Ｔ 值为 ９ｍ ｉ ｎ Ｌ ｇ
表 ２ 黄浦江水源采用游离氯 、 化合氯消毒生成副产物情况
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ／ 原水耗氧量／ Ｌ ． ９ ． ０ ． １ ． ３ ． ７ ． １ ． ０ ． ４ ｍ ６ ７ ７ ６ ５ ６ ６ ５ ｇ ／ 原水总有机碳／ Ｌ ８ ． ４ ． ９ ． ４ ． ８ ． ６ ． ５ ． ９ ． ５ ｍ ７ ８ ８ ７ ７ ８ ７ ｇ ／ 游离氯／ Ｌ ｍ ｇ ／ ／ 化合氯 ｍ Ｌ ｇ － － １ ． ５ ． １ １ － － － － １ ． ２ ． ９ ０ － － ２ ． ０ ． ５ ２ ２ ． ０ ． １ ２ 检测编号 预加氯 后加氯
DOI:10.13789/ki.wwe1964.2014.0258
城镇给排水
消毒方式及消毒副产物控制研究
陈国光１ 朱慧峰２ 钱静汝１
（ ） 上海 ２ 上海 ２ １ 上海市供水调度监测中心 ， ０ ０ ０ ０ ２； ２ 上海市供水管理处 ， ０ ０ ０ ８ １
27消毒副产物
消毒副产物(DBPs)一、氯化消毒副产物（卤代烃类化合物）挥发性卤代有机物：主要有三卤甲烷（三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿）。
非挥发性卤代有机物：主要有卤乙酸（氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、溴乙酸等）、卤代醛、卤代酚、卤代腈、卤代酮、卤代羟基呋喃酮（MX）等。
1.影响c-DBPs的因素：（1）有机物前体的含量：天然有机物（腐殖酸、富里酸、藻类及其代谢物、蛋白质等），污染物。
★富含腐殖酸的水要比含富里酸的水产生的DBPs要多。
（2）加氯量、溴离子浓度和PH值：加氯量↑接触时间越长→三卤甲烷↑溴离子浓度↑→溴代三卤甲烷＞三氯甲烷PH值↑→三卤甲烷↑卤乙酸↓2.对健康的影响：①动物实验证明：c-DBPs具有致突变性和致癌性，有的有致畸性和神经毒性作用。
WHO 已将三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二氯乙酸作为致癌性物质列入《饮水水质标准》。
以MX为代表的卤代羟基呋喃酮是氯化饮水致突变性的重要成分，可引起动物多脏器肿瘤，肝脏、甲状腺是其致突变的敏感器官。
②对生殖和生长发育的影响：自然流产、死胎、早产以及出生缺陷；新生儿体重减轻、早熟或胎儿生长延迟等。
★生殖发育毒性研究表明：三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、2-氯酚对胚胎和胎仔具有一定毒性。
3.减少c-DBPs的措施：①采用生物活性碳法去除或降低有机物前体的含量；②通过混凝沉淀和活性碳过滤等去除或降低c-DBPs；③改变传统氯化消毒工艺；④采用其它消毒法，减少c-DBPs的产生。
二、ClO2消毒副产物：氯酸盐、亚氯酸盐和氯化物。
动物实验表明亚氯酸盐影响血红细胞、导致高铁血红蛋白血症。
氯酸盐尚无足够数据。
氯酸盐、亚氯酸盐饮水标准均为0.7mg/l。
三、O3消毒副产物：甲醛、溴酸盐。
甲醛（天然有机物臭氧化，口腔癌，0.9mg/l），溴酸盐（溴化物臭氧化，2B类，0.01mg/l）。
消毒技术与消毒副产物
生物预处理
生物预处理方法是在常规物理化学处理工艺前增设生物处 理装置,借助装置中富集的微生物群体的新陈代谢,减少水 中三氯甲烷前驱物的量,从而限制三氯甲烷的生成。生物预 处理法对有机物(以TOC计)的去除率不高,仅30% ～ 40%, 但当该法与传统处理相结合时,对进出水的致突活性 比较研究表明:生物预处理与传统处理相组合的处理工艺可 以有效降低氯化水中三氯甲烷的含量 。该法对三氯甲烷前 驱物控制机理可能是由于生物预处理对水中有机物化学结 构的改变导致后续传统工艺提高对三氯甲烷前驱物的去除 效果。饮用水生物预处理一般采用生物膜法,主要包括生物 接触氧化、生物滤池、生物转盘、生物流化床等。生物处 理能有效去除前体物质且可大幅度降低后续加氯量,工程运 用效果较好。
化学氧化法
高锰酸钾(KMnO4)可以显著地控制氯化副产物的生成， 降低水的致突变性，使水中有机污染物的数量和浓度 均有显著的降低，水的致突变性由阳性转变为阴性或 接近阴性。用KMnO4去除与控制水中的有机物，不必 改变常规的净水工艺流程，只需在投加混凝剂之前或 同时投加KMnO4溶液，操作简单，投资费用低。纳米 TiO2光催化水处理技术对于有机污染物特别是致畸、 致癌的氯仿四氯化碳等处理效果极佳，对于表征混和 污染物的化学耗氧量去除效果较好。
消毒副产物
在氯消毒等情况下，水中会产生DBPs，包括挥发性和 非挥发性卤代有机物，如THMs、HAAs、HANs、 HKs、CH、CP、ClO3-，每类物质中含有不同组分的 化合物，其中THMs、HAAs、HANs为主要的副产物。
消毒副产物的去除
混凝法 吹脱法 活性炭吸附 生物预处理 化学氧化法 膜过滤
吹脱法
根据三氯甲烷具有挥发性,采用曝气法吹脱。曝气法有 跌水曝气法、摇动法、煮沸法等。该方法只适用于处 理量较低的情况,且能耗较高。
给水消毒及消毒副产物控制研究进展
给水消毒及消毒副产物控制研究进展摘要：简述消毒工艺的发展历程和常用的消毒方法，对不同消毒方式优缺点进行了阐述，指出多级组合工艺既可有效去除水中DBPs 的前体物质，又可去除已生成的DBPs，是一种较稳妥的DBPs控制技术；提出开发消毒新技术和组合消毒工艺等是饮用水消毒技术的发展趋势。
认为从水源保护入手，从源头上控制污染物的排放才是控制消毒副产物的根本途径。
关键词：给水消毒消毒副产物控制研究进展随着水处理技术的发展，饮用水消毒剂及应用研究取得了很多成果。
饮用水消毒是指杀灭水中的病原菌、病毒和其它致病性微生物，为了防止这种通过水介质引起疾病的传播；后来发现经过消毒后的水仍含有微量的消毒剂，并且产生了一些消毒副产物。
因此，人们对消毒副产物开始关注并进行了大量的研究实验，希望可以找到理想的消毒剂，使其既可以杀灭病原体，也不产生对人类有害的消毒副产物。
一.饮用水的消毒工艺发展历程饮用水消毒始于19世纪初，当时使用氯气作为消毒剂，它能有效杀灭水中病原微生物，大大降低了人们感染伤寒、霍乱等水传播疾病的概率，以美国为例，饮用水消毒后使得霍乱、伤寒和阿米巴痢疾的发病率分别下降了90%、80%和50%。
但是，从20世纪70年代起，由于氯气消毒副产物（DBPs）不断在饮用水中检出，氯消毒的安全性受到了质疑，其它消毒技术开始逐渐得到应用和发展。
美国于1944年就开始在饮用水中应用二氧化氯（ClO2）进行自来水消毒，美国的Niagara Falls 水厂使用ClO2控制水中因藻类繁殖与酚污染所产生的气味，取得良好的效果。
但是ClO2在水中溶解度小，易分解，稳定性差，一般为现场制取，且成本较高，在大中型水厂的使用受到一定限制。
膜技术是近30年迅速发展的一项新技术，是水处理行业一项革命性的突破。
早在“二战”时期，德军就用膜过滤被弹药污染的水源以获取饮用水。
1957 年，美国公共卫生协会及水工业协会同意将膜用于水中大肠杆菌的去除，这是膜技术在水工业中的首次正式应用。
自来水中的消毒副产物及其健康影响
自来水中的消毒副产物及其健康影响近年来，自来水是人们生活中不可或缺的重要资源。
然而，随着自来水消毒技术的不断发展，人们也开始关注自来水中的消毒副产物及其对健康的影响。
本文将从以下几个方面对自来水中的消毒副产物及其健康影响进行讨论。
一、消毒副产物的来源及种类消毒副产物是指在自来水消毒过程中产生的化学物质。
目前常用的自来水消毒方法包括氯气消毒、臭氧消毒和二氧化氯消毒，其中，氯气消毒使用最广泛。
在氯气消毒过程中，氯会与水中的有机物发生反应，产生三氯甲烷、四氯化碳等消毒副产物，而臭氧和二氧化氯消毒则会产生一氧化氮等消毒副产物。
二、消毒副产物的健康影响1. 致癌性：消毒副产物中的一些物质被证实具有致癌性，如三氯甲烷和四氯化碳。
长期饮用富含这些物质的自来水可能增加患癌症的风险。
2. 生殖和发育问题：一些研究表明，长期饮用含有消毒副产物的自来水可能对生殖系统和胎儿发育产生不良影响。
这些影响可能包括生育力下降、胚胎畸形等问题。
3. 呼吸系统问题：消毒副产物中的一氧化氮与呼吸道疾病有关，长期暴露于含有一氧化氮的自来水中可能导致气道刺激、呼吸困难等问题。
三、减少自来水中消毒副产物的方法为了降低自来水中消毒副产物对健康的影响，可以采取以下几种方法：1. 水源保护：加强水源地的保护，控制水中有机物的含量，可以减少消毒副产物的生成。
2. 改进消毒工艺：研发更安全、高效的消毒工艺，减少消毒副产物的产生，如使用低浓度、长时间的消毒剂进行消毒。
3. 水质监测和处理：建立完善的水质监测体系，及时发现和处理自来水中存在的消毒副产物，保证水质安全。
四、个人防护及选择安全水源的建议为了减少消毒副产物对健康的影响，个人可以采取以下几种防护措施：1. 饮水安全措施：选择符合国家安全标准的瓶装水或者自行安装家用净水器来过滤自来水，确保饮水的安全。
2. 烹饪消毒：在食品烹饪过程中，使用自来水前可将水沸腾一段时间，可以有效减少消毒副产物的含量。
氯消毒过程产生消毒副产物的原理
氯消毒过程产生消毒副产物的原理在我们的生活中，水是必不可少的，尤其是那清澈见底的自来水，喝上一口，真是痛快。
但是，大家可知道，在我们享受这干净水源的时候，背后可是有一段不为人知的故事。
嘿，今天就来聊聊氯消毒的那些事儿，特别是它在消毒过程中产生的副产物，听起来复杂，但我尽量让它简单易懂，别担心，咱们轻松聊聊。
想象一下，我们的自来水，刚从水厂出来，清澈得像镜子，流入每家每户的水龙头。
为了确保水质安全，水厂可是下了不少功夫的，氯的加入就是一招妙计。
氯可不是普通的家伙，它是一种强效的消毒剂，能杀死水里的细菌和病毒，真是“杀敌一千，自损八百”的英雄。
然而，英雄也有缺点，使用氯消毒的同时，常常会产生一些消毒副产物，这些东西可就有点让人担心了。
这些副产物，听起来复杂，其实就是氯和水中有机物反应后产生的化合物。
你可想象，有些有机物本来就在水中，比如植物的残骸、动物的遗骸，这些“老家伙”在水里游荡，结果一碰上氯，哎呀，就开始了化学反应，弄出来一些新东西。
这些新东西有些是对人体无害的，但也有些可能会让人皱眉，比如三卤甲烷，听名字就有点吓人。
想想看，这些东西可是在我们的水中混合着，有些研究表明，长期饮用可能对健康不利，哎，这可真让人心头一紧。
不过，咱们也别太紧张。
水厂在消毒的时候，可不是随便撒氯就完事了，他们可是有一套严谨的检测机制。
要是发现水里的副产物浓度超标，那可就要“紧急刹车”，想办法降低这些副产物的浓度。
很多地方的水厂还采用了先进的处理技术，比如活性炭过滤、臭氧消毒，都是为了确保咱们喝到的水是既干净又安全的。
说到这里，或许有人会问，为什么一定要用氯呢？其实氯的消毒效果好，成本低，而且使用方便，是很多地方的首选。
虽然有些地方开始尝试更先进的技术，但氯依然是“老将出马”，稳定可靠，大家还是很信任它的。
再说了，咱们生活在这个科技飞速发展的时代，各种新技术层出不穷，水处理的手段也是不断更新，像紫外线消毒、膜过滤这些新鲜玩意儿也越来越多。
浅谈常规工艺对消毒副产物的控制
浅谈常规工艺对消毒副产物的控制随着科技的进步和人们对健康的重视，消毒副产物的控制已经成为了很多行业的重要问题。
在常规工艺中，消毒副产物的产生是不可避免的，但是通过合理的控制和调整，可以有效降低其对环境和人体造成的影响。
本文将从常规工艺的角度来谈谈消毒副产物的控制方法。
常规工艺中消毒副产物的产生主要来源于消毒剂的使用。
在很多行业中，消毒是必不可少的工作，因此消毒剂的使用是非常普遍的。
消毒剂在使用过程中会产生一些副产物，比如氯代消毒剂会产生致癌物质二酚甲烷等。
在工艺设计和选择消毒剂时，应尽量选择对环境和人体影响较小的消毒剂，比如过氧化氢、臭氧等。
在消毒剂的使用过程中，应严格按照规定的用量使用，避免过量使用造成的消毒副产物增多。
常规工艺中消毒副产物的控制还包括对消毒剂残留的监测和清除。
消毒剂残留是指消毒过程中残留在被消毒物表面的消毒剂的残留物，这些残留物可能会对人体造成伤害。
在常规工艺中应该对消毒剂残留进行监测，并采取相应的清除措施。
比如在食品生产中，可以通过清洗、浸泡等方法清除消毒剂残留，确保食品的安全。
常规工艺中消毒副产物的控制还需要对消毒剂的降解和处理进行研究。
消毒剂的降解是指将消毒剂转化为无害的物质或者将其分解为低毒的物质，这样可以有效减少消毒副产物的产生。
在常规工艺中可以采用生物降解、化学降解等方法对消毒剂进行处理，减少其对环境的影响。
还可以采用物理方法，比如紫外线照射、高温蒸汽等对消毒剂进行处理，达到降解的目的。
常规工艺中消毒副产物的控制还需要加强对消毒过程的监控和管理。
在消毒过程中，需要严格控制消毒剂的浓度、接触时间等参数，确保消毒的效果同时减少副产物的产生。
还需要建立健全的监测体系，对消毒副产物进行及时的监测和分析，及时采取措施进行调整和改进。
常规工艺对消毒副产物的控制是一个复杂而又重要的问题，需要从消毒剂的选择、消毒剂残留的清除、消毒剂的降解处理以及消毒过程的监控和管理等方面进行综合考虑和调整。
消毒及消毒副产物
消毒及消毒副产物
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➢ 2、NaClO消毒
次氯酸钠是一个广谱高效消毒药，可广泛应用于人畜医疗 卫生防疫。如饮用水消毒、疗源地消毒、污水处理、畜禽养 殖场消毒。
消毒及消毒副产物
NaClO消毒设备
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➢ 原理：NaClO + H2O ＝ HClO+NaOH 次氯酸钠发生器食盐电解：NaCl+H2ONaClO+H2 主要是以产生出次氯酸，然后释放出新生态氧[O]方式。
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紫外线消毒
一、紫外线消毒概述
大约在1个多世
纪以前，大家就开始
了对紫外线消毒机理
和应用研究。早在
消毒及消毒副产物
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二、紫外线消毒原理
紫外线是一个波长范围为 136-390 nm不可见光线，在 波长为 240-280 nm时含有杀菌作用，尤以波长 253.7 nm处 杀菌能力最强。
消毒及消毒副产物
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➢ 氯胺消毒优缺点:
因氯胺与水中腐殖物质作用较小，所以降低了腐殖物质与 游离氯所形成致癌物质(如三卤甲烷)；
在管网中氯胺形成余氯连续时间长，因而能有效地抑制残 余细菌再繁殖； 防止了氯引发臭味。
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4、二氧化氯消毒（ ClO2 ）
指是将二氧化氯投加水中以完成氧化和消毒方法。ClO2 在常温下是一个黄绿色气体，含有刺激性。溶解度是氯5倍。 极不稳定，气态和液态ClO2均易爆炸。故必须以水溶液形式 现场制取。
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2）封闭式系统
封闭式 UV 消毒器属承压型，用金属筒体和带石英套管紫外 线灯把被消毒
水封闭起来，结构形式如图 2所表示。
第五章 消毒副产物与消毒新技术2012
在饮用水处理中，选择合适的消毒剂与安全的消毒工艺以实现有害病原微生
物的灭活与控制是控制水质健康风险的关键。——建立合理的消毒工艺评 价方法——许多国家采用指示微生物来判断水源污染状况并评价消毒工艺 的安全性。
三. 饮用水微生物安全性及其消毒工艺评价（续）
国内外一般采用总大肠杆菌类作为指示微生物，其理由是：
四. DBPS与饮用水的化学安全性
a. 消毒剂具有很强的氧化能力，在灭活微生物的同时，能与原水
中的有机物、溴化物、碘化物等 DBPS前驱物反应生成 DBPS；
b. 灭活微生物是消毒过程的主反应，除此之外的所有反应均为副
反应； c. DBPS是消毒或氧化反应中所有副反应生成的中间产物与最终产 物的统称。DBPS的类型与消毒剂种类有关。 d.虽然对 DBPS的生成及其对健康的影响进行过一定的研究，但仍 很不足，目前文献报道的DBPS有500多种，但只有极少一部分 有过较为系统的研究。
5.4.1 去除消毒副产物前体物（续）
膜过滤法 膜过滤技术是EPA推荐采用的一种饮用水深度处理技术， 目前有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)等形式 。膜过滤技术不仅可以去除水中的臭味、色度，还可以去除消 毒副产物前体物、其他有机物以及微生物。 膜处理工艺是一种物理截留手段，不会与水中有机物发生 化学反应，因此膜技术处理饮用水绝对不会产生任何副产物。 但是由于膜的制造成本较高、膜通量衰减造成运行成本增加、 膜的使用寿命不长等因素的阻碍，使得在我国的城市水处理系 统中膜技术的应用受到了一定的限制。
（1）水中大多数病原微生物来自于人及温血动物排泄物，而大肠杆菌往往 是水源被人或动物排泄物污染的降解证据；
（2）大肠杆菌监测反复发简单，易于推广应用。
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化学氧化法
高锰酸钾(KMnO4)可以显著地控制氯化副产物的生成， 降低水的致突变性，使水中有机污染物的数量和浓度 均有显著的降低，水的致突变性由阳性转变为阴性或 接近阴性。用KMnO4去除与控制水中的有机物，不必 改变常规的净水工艺流程，只需在投加混凝剂之前或 同时投加KMnO4溶液，操作简单，投资费用低。纳米 TiO2光催化水处理技术对于有机污染物特别是致畸、 致癌的氯仿四氯化碳等处理效果极佳，对于表征混和 污染物的化学耗氧量去除效果较好。
消毒技术
消毒技术主要是指：各场所对病源细菌、病源微生物 等、有害情况处理的方法
消毒技术
由于消毒技术存在与各行各业，种类多种多样，设备也各 不相同，我们在这里把这些技术主要分为：静态杀菌技术 和动态杀菌技术。
静态杀菌技术：指的是固定的杀菌设备，如臭氧、巴士消 毒、超高压杀菌、高电压杀菌、高压脉冲杀菌等等主要针 对的是产品的直接杀菌。以及部分场所使用的杀菌药剂等
动态杀菌技术：指的是对一定空间内 进行一个持续的消毒 杀菌技术，由于部分食品企业、公共场所等空气交换比较 频繁，空气质量参差不齐，需要动态杀菌技术对这些场所 进行一个持久不间断的杀菌净化。如食品企业采用的 NICOLER动态杀菌技术、公共场所、学校采用的蒸发醋消 毒。
水的消毒技术
常见用于水厂的消毒技术有 氯消毒技术 二氧化氯消毒技术 臭氧消毒技术 紫外线消毒技术
消毒副产物
在氯消毒等情况下，水中会产生DBPs，包括挥发性和 非挥发性卤代有机物，如THMs、HAAs、HANs、 HKs、CH、CP、ClO3-，每类物质中含有不同组分的 化合物，其中THMs、H产物的去除
混凝法 吹脱法 活性炭吸附 生物预处理 化学氧化法 膜过滤
混凝法
强化混凝是用改善混凝剂匹配和优化混凝工艺条件等 方法, 提高混凝沉淀对有机物的去除效率。常 用的混 凝剂有A12(SO4)3, FeC13, PFS(聚合硫酸铁)、PAC(聚合 铝)等。混凝法能去除水中的悬浮颗粒、色度，减少消 毒副产物前体物的数量。混疑、沉淀对三卤甲烷生成 势(THMsFP) 具有一定的去除效果, 去除率在33%～ 44%之间, 滤池对THMsFP 的去除率为13%～18%。
膜过滤
饮用水深度处理中常用到膜过滤，有微滤(MF)、超滤 (UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)等形式，对水中臭味、 色度、消毒副产物前体物及其它有机物和微生物均有 良好的去除效果，被EPA推荐为最佳工艺之一。近年 来膜技术在给水界迅速发展 。膜处理技术具有简洁、 紧凑、处理水质好、可减少混凝剂及消毒剂用量、有 效去除病原体、易于自动化操作、维护方便等优点， 但是膜的污染、堵塞问题和高成本一直制约着其发展 应用，也是业内研究的热点。
生物预处理
生物预处理方法是在常规物理化学处理工艺前增设生物处 理装置,借助装置中富集的微生物群体的新陈代谢,减少水 中三氯甲烷前驱物的量,从而限制三氯甲烷的生成。生物预 处理法对有机物(以TOC计)的去除率不高,仅30% ～ 40%, 但当该法与传统处理相结合时,对进出水的致突活性 比较研究表明:生物预处理与传统处理相组合的处理工艺可 以有效降低氯化水中三氯甲烷的含量 。该法对三氯甲烷前 驱物控制机理可能是由于生物预处理对水中有机物化学结 构的改变导致后续传统工艺提高对三氯甲烷前驱物的去除 效果。饮用水生物预处理一般采用生物膜法,主要包括生物 接触氧化、生物滤池、生物转盘、生物流化床等。生物处 理能有效去除前体物质且可大幅度降低后续加氯量,工程运 用效果较好。
吹脱法
根据三氯甲烷具有挥发性,采用曝气法吹脱。曝气法有 跌水曝气法、摇动法、煮沸法等。该方法只适用于处 理量较低的情况,且能耗较高。
活性炭吸附
研究表明，在常规水处理工艺流程中投加粉状活性 炭, 能吸附去除水中各种有机污染物(副产物前驱物 和 副产物本身)，使其致突变活性成阴性。当粉末活性炭 的投加量为10～15mg/L 时，CODMn 去除率可达20% 左右。郭改梅和董肇君按一定顺序在饮用水原水中投 加少量Fenton 试剂和粉末活性炭，可在保证常规出水 水质指标的情况下，有效去除三卤甲烷前体物 (THMFP)，从而大大降低饮用水中三卤甲烷的浓度。
氯消毒技术
自来水厂主要以氯为消毒剂，可用来消除水中的细菌 和有机物，氯加到水中后生成的次氯酸HOCL和次氯 酸根OCL，而氯能起到消毒作用的主要成分是次氯酸 HOCL，次氯酸HOCL是很小的中性分子，容易扩散 到带负电的细菌表面，并通过细菌壁到细菌内部，因 氧化作用破坏了细菌的酶系统，因酶是促进葡萄糖吸 收和新陈代谢作用的催化剂，从而使细菌死亡；次氯 酸根OCL也具有杀菌能力，但因带有负电，不容易接 近带负电的细菌表面，杀菌能力比HOCL差得多。
二氧化氯消毒技术
近年来，自来水厂陆续采用了二氧化氯发生器，由发 生器生产出的二氧化氯溶液对自来水进行消毒，二氧 化氯是黄绿色气体有一种辛辣的气味，在水溶液中相 当稳定，可作为消毒剂安全使用。它的水溶液颜色和 浓度有关，低浓度时为黄绿色，高浓度时为桔红色。 是一种高效氧化剂，有强大的去色和漂白能力。二氧 化氯发生器，是一种运行成本很低、药物投加准确、 消毒效果极佳的设备，不含制氯厂出品的那些复杂甚 至有害的成份，使用氯酸钠与盐酸定量滴定，控制反 应生成量的办法来实现。
臭氧消毒技术
臭氧的消毒机理包括直接氧化和产生自由基的间接氧 化，与氯和二氧化氯一样，通过氧化来破坏微生物的 结构，达到消毒的目的。因此消毒效果与其氧化还原 电位直接相关。但由于臭氧制取设备复杂，投资大， 运行费用高，一直没有得到普遍推广。
紫外线消毒技术
紫外线消毒机理与其它氧化剂不同，是利用波长 254nm及其附近波长区域对微生物DNA的破坏，阻止 蛋白质合成而使细菌不能繁殖。由于紫外线对隐孢子 虫的高效杀灭作用和不产生副产物，紫外线消毒在给 水处理中显示了很好的市场潜力。因为氯消毒不能有 效杀灭隐孢子虫卵囊，而紫外线对隐孢子虫卵囊有很 好杀灭效果。而且在常规消毒剂量范围内紫外线消毒 不产生有害副产物，但紫外线消毒不能维持管网内持 续的消毒效果，在大型水厂的应用必须跟氯结合，其 使用目前还受到一定限制。