饮用水消毒技术现状及发展趋势

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2019年第9期

DOI:10.13993/ki.jzyys.2019.09.016中图分类号：TU991文献标志码：B文章编号：1673-0402（2019）09-0062-08

消毒作为饮用水处理中最后把关的环节应满足用户龙头水质符合现行的《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006［1］的各项指标要求，并且保证处理水从出水到流入用户龙头的过程中，配水管网内消毒剂有持续消毒作用，防止微生物的再生长繁殖，对处理后的饮用水造成二次污染。我国水源水质较差，流域广，部分水体受污染较为严重，且不同地区的污染物种类，污染程度各不相同，因此饮用水处理环节十分复杂［2］。目前，尚没有一种绝对健康安全，不产生消毒副产物的消毒技术适用于所有的水源水质，只能根据不同的水源水质选择较为合适的消毒技术。即使是针对不同的水源使用同一种消毒技术处理后，也会产生不同种类的消毒副产物。因此，文章分析了现行的饮用水消毒技术，并对未来饮用水处理消毒技术的发展趋势加以展望。1消毒技术

现有的消毒技术主要可分为物理消毒法、化学消毒法、联合消毒法三类，其优缺点和适用条件各不相同，现以论述。

1.1化学消毒法

向饮用水投加的化学药剂生成具有强氧化还原性或高渗透性的小分子物质，破坏水中微生物的细胞酶或核酸等遗传物质，抑制微生物生长代谢，消灭水中微生物，从而达到消毒杀菌的效果。

1.1.1氯消毒法

氯消毒法是使用时间最早，使用范围最为广泛的消毒技术，始于19世纪初期，可十分有效地杀灭水中的细菌微生物，降低传染病的传播概率。迄今为止，我国大多数饮用水处理厂依然采用氯消毒作为主导的消毒技术。

氯消毒法由进入水中的单质氯发生氧化还

饮用水消毒技术现状及发展趋势

李亚峰，张子一

（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳110168）

摘要：消毒为饮用水处理的最后把关环节，处理后的饮用水在流入用户龙头时，各项指标应符合《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006的要求，以确保居民的生活用水安全。文章介绍了现行各项饮用水消毒技术，分析其优缺点，并结合我国技术实际发展现状，对未来饮用水消毒技术的发展趋势加以展望。

关键词：饮用水；消毒；消毒副产物；发展趋势

收稿日期：2019-04-18

作者简介：李亚峰（1960-）男，教授，博士，主要从事水污染控制技术教学和科研工作。

E-mail：yafengli88@

2019年第9期总第281期

原反应，生成小于细菌的次氯酸分子，次氯酸在水中电离生成次氯酸根离子，吸附在带负电的细菌表面，通过细胞壁进入到细菌内部，利用次氯酸的氧化作用破坏细菌的酶系统，灭活细菌等微生物。

自20世纪70年代起，研究人员先后从氯消毒处理水中检测出三卤甲烷（THMs）等消毒副产物（DBPs），分析氯消毒的反应过程发现，消毒副产物是因次氯酸与水中腐殖酸、富里酸、藻类等天然有机物（NOM）和溴化物等无机物发生了取代，加成、消去、氧化等一系列化学反应而生成的，其中卤乙酸（HAAs），三卤甲烷（THMs）等存在致癌风险［3］，鲁文清［4］研究发现，存在于饮用水中的消毒副产物表现出致癌性，遗传毒性和细胞毒性。周美芝［5］研究发现，水的pH会影响氯消毒的消毒效果，且不能有效灭活隐孢子虫和贾第鞭毛虫卵囊，抑制管网中的微生物二次生长。员建等［6］用腐殖酸模拟水中氯化消毒副产物前体物，研究当水中存在Br-时不同pH条件下Ca2+和Mg2+对生成THMs的影响，试验发现，碱性条件会促进THMs的生成。孙涛等［7］利用相同水样试验发现，Fe3+可以抑制THMs 的生成，Cu2+可促进THMs的生成，同样伴有较高致癌风险。

我国水源水中氨氮成分较高，单质氯进入水中转化成氯胺，大大降低了氯消毒的效果，使消毒不彻底，细菌依然存活。因此，在采用氯消毒之前，为确保氯的消毒效果，应严格地检测处理水水质，必要时应对水源采用预处理。

因氯消毒效果不稳定，一旦泄露，危险极大，存储运输上要求较高。但价格低廉，应用技术成熟，能灭活绝大多数的致病菌，所以目前依然是大规模供水厂中使用率较高的一种消毒手段。

1.1.2次氯酸消毒法

因液氯存在储存和运输上的不安全隐患，很多给水处理厂中采用次氯酸来代替液氯进行消毒，消毒效果与氯基本相同。次氯酸通过以下三种途径实现消毒：一是依靠在水中电离出的具有强氧化性的次氯酸根离子，作用于微生物蛋白质，使蛋白质失活，阻碍细胞代谢；二是通过细菌的细胞壁进入到细菌内部，破坏核酸等遗传物质，抑制细菌的生长发育繁殖；三是依靠电离出的氯离子，改变细胞的渗透压，使细胞失活［4］。因其消毒过程与氯消毒大体相似，除不能有效杀死“两虫”之外，同样会生成伴有致病致癌风险的DBPs。曹荥玉等［8］研究发现，次氯酸钠消毒生成的副产物量高于氯消毒，且在藻类突发季节使用氯消毒会加剧副产物前体物的生成。

叶学良等［9］用钠漂白粉处理以中小型水处理厂为代表的中国石油化工汉田水电厂供水，系统运行31d后取水样检测发现漂白粉消毒的消毒效果比氯好，且次氯酸钠为固体颗粒，因缓释作用可以在水中维持较长时间的消毒。

但是漂白粉中次氯酸钠在空气中不稳定，储存时容易降解，使消毒剂中有效氯含量降低，最后不能达到理想的消毒效果。俞蕴芳等［10］发现漂白粉消毒所产生的消毒副产物主要来自次氯酸钠本身，且存放时间越长，有效氯含量越低，氯酸盐含量越高。我国现行的饮用水卫生标准将氯酸盐和亚氯酸盐列为常规检测指标，并规定亚氯酸盐和氯酸盐含量不得超过0.7mg/L［1］。但因其运输方便，价格低廉，同时具备传统氯消毒的优势，故很多中小型规模的给水处理厂依然采用次氯酸钠代替液氯消毒。

采用次氯酸钠发生器代替漂白粉和次氯酸钠消毒液的最明显优势是，不存在储存和运输上的隐患，随制随用。但因次氯酸钠对电极具有腐蚀性，影响次氯酸钠的产率，更换起来难度较大，但水厂总体建设投资费用较低，安全性较高，适用于中小型给水处理厂［4］。

1.1.3氯胺消毒法

氯胺是在使用氯消毒处理氨氮含量较高的水质过程中，单质氯和水中的氨类物质反应生成的中间产物，其中具备消毒作用的有一氯胺和二氯胺，均通过水解缓慢释放的次氯酸来灭活水中的致病微生物，消毒机理与氯和次氯酸相似，同样产生氯消毒副产物。区良益等［11］在比较氯和氯胺消毒时水中卤乙酸生成趋势时

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