水处理组合消毒方式

2012年第16期广东化工

第39卷总第240期 · 129 ·

水处理组合消毒方式分析

黄旦光

(上海未央建设工程设计有限公司，上海 200061)

[摘要]消毒的主要目的是为了灭活水中的致病微生物。水厂中主要被使用的消毒剂有氯、氯胺、臭氧、二氧化氯和紫外线。综合分析其消毒效果和优缺点。重点介绍了多种组合消毒方式，以及分析其在水厂消毒中改善消毒效果和控制消毒副产物方面的应用。

[关键词]消毒剂；组合消毒；消毒副产物

[中图分类号]X703.1 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)16-0129-02

Analysis of Combined Disinfectants in Water Treatment

Huang Danguang

(Shanghai Weiyang Constructing Engineering Design Co., Ltd., Shanghai 200061, China) Abstract: The main objective of disinfecting is inactivating microorganism in water. The commonly used disinfectants in water treatment are chlorine, chloramines, chlorine dioxide, ozone, and UV. It is discussed about their advantages and disadvantages. It introduces some combined disinfectants and their special function on disinfecting improving and disinfection byproduct controlling.

Keywords: disinfectants；combined disinfectants；disinfection byproduct

1 综述

消毒是指使灭活或强化去除水中微生物(如原生动物、浮游生物、藻类、细菌、病毒等)的过程。随着人们对饮用水水质要求的不断提高，水厂逐渐采用多重消毒来对水进行消毒。所谓多重消毒，就是在消毒过程中依次或者同时使用两种或两种以上消毒剂的消毒方式。众多研究表明，多重消毒往往比单独更加经济有效。在美国，已经有越来越多的水厂开始采用这种消毒方式[1]。

2 单独消毒及存在问题

2.1 单独消毒方法

水处理过程中，主要的消毒方式有液氯、氯胺、漂白粉、漂白精、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯和紫外线消毒[2]。它们性质各异，对灭活微生物机理和有效性也各不相同。应根据实际情况，进行经济效益综合比较，选择合适的消毒方式。

液氯、氯胺、漂白粉、漂白精和次氯酸钠消毒，主要都是依靠HOCl和OCl-消毒。它们到达细菌内部时，能够与有机体发生氧化作用而使细菌死亡[3]。由于HOCl不带电，因此认为氯消毒中HOCl起主要消毒作用。HOCl和OCl-的相对比例取决于温度和pH。常控制pH范围在6.5～8.5之间。

采用臭氧消毒时，利用其高氧化电位，通过氧化微生物细胞内的有机物或破坏有机体链状结构灭活细胞[3]。影响臭氧消毒效果的主要因素有水质、温度、pH及细菌存在形态及共存物质的种类与特性等。一般，水的浊度和色度越低，杀菌效果越好；温度越高，杀菌效果越好。臭氧能够破坏部分三卤甲烷前驱物质，进而起到控制三卤甲烷生成量的作用。

二氧化氯通过与微生物内的酶发生反应使细菌死亡。它易溶于水，具有广谱杀菌性，几乎不与水中的有机物生成有害的卤代有机物，对一般的细菌和很多病毒的杀灭作用都强于氯，且其消毒作用受pH影响不大[3]。

紫外线可破坏微生物细胞内的遗传基因(DNA／RNA)，以此阻止细胞复制分裂达到消毒的效果[4]。而不具有复制和分裂的微生物不具有感染的能力[5]。紫外线对微生物具有广谱消毒效果，特别对贾地鞭毛虫和隐孢子虫有特效杀灭作用。且在常规剂量下，紫外线消毒不会产生有害副产物。

2.2 存在问题

氯消毒是水厂中最为普遍的消毒方法。在美国，大约67 %地表水厂用氯作为主消毒剂[6]。但当原水含较高有机物(特别是天然有机物)时，会产生一些对人体有害的副产物[7]。且当原水中含酚时产生氯酚味。氯消毒能够非常有效的灭活细菌和病毒，但是对原生动物(如贾地鞭毛虫和隐孢子虫)作用有限[1]。

臭氧能够快速有效地对细菌、病毒和原生动物进行灭活[1,3]。但由于臭氧在水中不稳定，易挥发，无持续消毒作用，因此需与其他消毒剂合用以保证管网中持续消毒作用。并且当水源中存在一定量的溴化物时，会产生对人体有害的溴酸盐[1]。

二氧化氯具有广谱杀菌性，对一般的细菌和很多病毒的灭活作用强于氯，但是会产生消毒副产物氯酸盐和亚氯酸盐。

紫外线能够非常有效的灭活细菌和病毒，但是需要非常大的剂量去灭活贾地鞭毛虫和隐孢子虫[1]。和臭氧一样，紫外线消毒无持续消毒作用，因此需与其他消毒剂合用以保证管网中持续消毒作用。

3 多重消毒方法

3.1 组合方式

表1 水厂主要组合消毒方式[1]

Tab.1 Combined disinfectants in water treatment plants

主消毒剂/辅消毒剂适用情况综合评价氯/氯原水含少量三卤甲烷前驱物和少量总有机碳广泛运用，非常有效的消毒方式

氯/氯胺原水含中量三卤甲烷前驱物氯用来消毒，氯胺用来维持管网中的余氯量并起到控制消毒副产物量的作用二氧化氯/二氧化氯原水含大量消毒副产物前驱物，处理后的水需少量二氧化氯需控制主/次消毒剂量来控制消毒副产物氯酸盐和亚氯酸盐的量

二氧化氯/氯胺原水含大量消毒副产物前驱物需控制主消毒剂量来控制消毒副产物氯酸盐和亚氯酸盐的量，氯胺具有稳定

低活跃的持续消毒作用

臭氧/氯原水含中量消毒副产物前驱物，少量三卤甲烷前驱物臭氧能够实现高灭活率，氯维持持续消毒作用，只会产生少量三卤甲烷臭氧/氯胺原水含中量消毒副产物前驱物，大量三卤甲烷前驱物臭氧能够实现高灭活率，氯胺维持持续消毒作用，并能够降低三卤甲烷产生

紫外线/氯需要膜处理对贾地鞭毛虫和隐孢子虫进行去除，紫外线灭活

病毒，原水含少量三卤甲烷前驱物

被运用的比较少

紫外线/氯胺需要膜处理对贾地鞭毛虫和隐孢子虫进行去除，紫外线灭活

病毒，原水含中量三卤甲烷前驱物

被运用的比较少

注：少量消毒副产物被定义为(<0.04 mg/L TTHM,<0.03 mg/L HHA5)，大量消毒副产物被定义为(>0.08 mg/L TTHM,>0.06 mg/L HHA5)，中量消毒副产物为它们之间

[收稿日期] 2012-10-17

[作者简介] 黄旦光(1984-)，男，江苏启东人，博士，工程师，主要从事给排水设计咨询工作。