单过硫酸氢钾复合粉用于饮用水消毒的效果研究

单过硫酸氢钾复合粉用于饮用水消毒的效果研究

敖秀玮1，李豪杰1，刘文君1*，余京儒2

（1. 清华大学环境学院，北京100084；2.成都润兴消毒药业有限公司，

四川成都610100）

摘要:通过悬液杀菌试验和实际水样杀菌试验，研究了新型消毒剂单过硫酸氢钾复合粉的消毒效果。同时，就该消毒剂对常见金属的腐蚀性和其有效成分的持久性进行研究。试验结果表明，单过硫酸氢钾复合粉投加剂量达到1mg/L以上时，对大肠杆菌有明显的杀灭作用。该消毒剂在本研究中的试验条件下对枯草芽孢杆菌的芽孢悬液无杀灭作用。该消毒剂对实际水样的消毒效果较好，对于田村山水厂活性炭池出水，投加剂量达到1mg/L时，HPC计数低于500CFU/mL。另外，复合粉溶液对常见金属和给水管材基本无腐蚀或者呈中度腐蚀，溶液中的有效成分具有较强的持久性。

关键词:单过硫酸氢钾；消毒；腐蚀性；持久性

Study on the disinfection efficacy of potassium monopersulfate compound during drinking water disinfection process

Xiuwei Ao1, Haojie Li1, Wenjun Liu1, Jingru Yu2

(1.School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084; 2. Chengdu Rosun

Disinfection Pharmaceuticals Co., Ltd., Sichuan Chengdu 610100) Abstract:To evaluate the disinfection efficacy of potassium monopersulfate compound during drinking water disinfection process, suspension quantitative germicidal test and real water disinfection test were used to carry out laboratory observation. The corrosive action on common metals and the active ingredients stability of potassium monopersulfate compound as a disinfectant were also evaluated. The results showed that potassium monopersulfate compound demonstrated bactericidal activity against Escherichia coli at disinfectant dosage greater than 1 mg/L and it had no efficacy in killing Bacillus subtilis var. niger at tested conditions. The potassium monopersulfate compound presented good efficacy for real water disinfection. When the disinfectant dosage was 1mg/L, the HPC value for effluent of GAC in Beijing Tiancuishan Drinking Water Plant was lower than 500 CFU/mL. In addition, its solution was not corrosive to moderately corrosive to common metals and drinking water supply pipe materials. The active ingredients of potassium monopersulfate compound also showed strong stability.

Key words:potassium monopersulfate compound; disinfection; corrosive action; stability

0引言

消毒是饮用水处理工艺中的重要一环，确保了饮用水的卫生与安全。目前饮用水处理中主要的消毒工艺包括氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒和紫外消毒等

[1]。传统的氯消毒所产生的消毒副产物问题已受到广泛关注，而二氧化氯和臭氧作为消毒剂使用时，也有产生副产物的风险。另外，紫外消毒工艺则难以保持持续的杀菌能力。

单过硫酸氢钾复合粉（Oxone，2KHSO5·KHSO4·K2SO4）是一种新型消毒剂，具有较强的氧化能力，其中单过硫酸氢钾（KHSO5，Peroxymonosulfate，简称PMS）是复合粉的活性成分和氧化势能的来源[2]。单过硫酸氢钾复合粉在水中可释放多种高能量、高活性的小分子自由基、新生态氧和活性氧等过氧化氢衍生物，并可形成微量次氯酸[3]，对多种致病微生物具有杀灭作用[4-6]。本文通过试验对单过硫酸氢钾复合粉用于饮用水消毒的效果和消毒剂的持久性及对金属的腐蚀性进行研究。

1材料和方法

1.1 试验方法

以评价饮用水消毒剂的指示菌大肠杆菌（8099）和枯草芽孢杆菌黑色变种（ATCC9372）作为试验菌株进行悬液定量杀菌试验。将制备的细菌及芽孢悬液进行活菌计数，用磷酸盐缓冲液（PBS）将试验菌悬液稀释至浓度为107~108CFU/mL。取无菌试管，先加入0.5mL试验用菌液，再加入测试浓度消毒剂溶液4.5mL，迅速混匀并即刻记时。待试验菌液与消毒剂相互作用至各预定时间，分别移取1mL试验菌悬液与消毒剂混合液加入9mL经灭菌的中和剂（1%硫代硫酸钠溶液）中，混匀，作用10min后，移取样液按照普通营养琼脂倾注法测定存活菌落数。

以北京田村山净水厂原水和活性炭池出水作为试验用水进行实际水样消毒试验。取水样100mL置于锥形瓶中，加入不同浓度的消毒剂，迅速混匀并计时，作用30 min后加入中和剂。通过异养菌平板计数法（HPC），对其细菌总数进行计数。对于HPC计数，本试验中使用的培养基为R2A培养基。

取包括常用给水管网管材在内的几类金属挂片，采用失重法评价单过硫酸氢钾复合粉对金属材料的腐蚀性。具体方法为：金属挂片去油洗净并打磨去除氧化层，测量挂片尺寸后再脱脂干燥并称重。按照最高使用浓度（试验中为2mg/L）配制试验用消毒剂，每一挂片悬挂浸泡于300mL消毒剂中72h。浸泡结束后，去除腐蚀产物，干燥后称重，并设置平行组和空白对照组。

采用烧杯试验，分别配制0.1、0.5、1、2mg/L复合粉溶液，密封避光保存，每小时测定消毒剂溶液中活性氧含量，用以评价消毒剂的持久性。

1.2 试验材料

单过硫酸氢钾复合粉，由成都润兴消毒药业有限公司提供；

受试菌种大肠杆菌（8099）及枯草芽孢杆菌黑色变种（ATCC9372），购自中国普通微生物菌种保藏管理中心；

中和剂：1%硫代硫酸钠溶液，由磷酸盐缓冲液（PBS，0.03mol/L，pH7.2）稀释，灭菌；