饮用水安全消毒技术

从上世纪70年代起，饮用水中不断发现新的病源微 生物，如微小似病毒、贾第虫、军团菌和隐孢子虫等。 饮用水中越来越多的致病微生物种类对饮用者健康构 成直接威胁，而且部分新型致病微生物如隐孢子虫等 不能被氯杀死。为了保证饮用水的安全性，特别是考 虑将来饮用水的直接饮用，采用更有效的消毒技术十 分必要。

2．消毒副产物问题

自上世纪70年代发现氯消毒产生有“三致作用” 消毒副产物三卤甲烷以后，对氯消毒产生的消毒 副产物成为各国关注的热点。越来越多的消毒副 产物如三卤甲烷、卤己酸、卤代腈、卤代醛等在 饮用水中被发现。三卤甲烷和卤乙酸由于其强致 癌性已成为控制的主要目标，而且也分别代表了 挥发性和非挥发性的两类消毒副产物。

对细菌学指标的规定为：加氯消毒要求游离余氯 在与水接触30min后不得低于0.3mg／L，管网末梢 不低于0.05mg／L。 表14．1中列出常规处理工艺 难以解决的水质问题和可供选择的主要处理方法。
美国要求采用CT值来决定加氯量，在提高消毒效 率的前提下减少氧耗，达到减少消毒副产物的目 的。正在修订的《室外给水设计规范》提出氯消 毒应计算CT值，但未给出具体说明

美国专门有消毒剂和消毒副产物法(D／DBPsRULE)对 氯消毒剂和消毒副产物进行了规定。 我国国标《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—85)规定 三氯甲烷不高于60μg/L。国内自上世纪90年代以后对 消毒副产物的研究推动了消毒副产物列入新的水质标 准。在卫生部《生活饮用水卫规范》中对三卤甲烷、 卤乙酸、亚氯酸盐、三氯乙醛都作了规定。建设部制 定的《城市供水水质标准》(CJ／T 206—2005)也对消 毒副产物作了严格规定(见表21．1)。
3.其它消毒方式的应用
二氧化氯消毒在极少数小水厂有应用，首家紫 外线消毒于2003年底在大庆自来水公司建成投产。 总体上氯消毒仍是绝对主流技术。
4. 2目前消毒技术存在的问题 1．消毒效率问题

目前执行的国家法定水质标准对细菌学指标的规 定为：加氯消毒要求游离余氯在与水接触30min后
不得低于0.3mg／L，管网末梢不低于0.05mg／L。

管壁生物膜可能成为管壁腐蚀和结垢的诱因。生物 膜的老化脱落会恶化水质，使用户水水色度和浊度 上升，细菌数增加，致病菌和条件致病菌生长，最 终恶化水质。管壁结垢和腐蚀会降低管网过水能力， 增加二级泵站动力消耗，引起水在管道里的跑冒滴 漏，严重时造成爆管事故。因此，作为营养基质的 有机物存在于给水管网中将给管网和管网水质带来 严重影响。
因此为了控制消毒副产物，对消毒技术的优化十分必 要。


水质标准对消毒剂和消毒副产物的规定比较 单位：mg/L
三卤 卤乙 余氯 氯胺 二氧 亚氯 溴酸 甲烷 酸 化氯 酸盐 盐
美国 0.080 0.060 4 中国 0.100 0.060 －
4 －
0.8 －
1.0 0.7
0.01 0.01
注：中国的规定摘自《城市供水水质标准》（CJ／T 206—2005)




实际上研究发现的消毒副产物名单很长，比较重 要的有： 三卤甲烷(THMs) 卤乙酸(Haloaceticacids) 卤代醛(Haloacetaldehydes) 卤代腈(Haloacetonitriles) 卤代酮(Halopropanones) 卤代硝基甲烷(Halonitromethanes) — 卤代氰(Halocyanogens) 无机副产物(亚氯酸盐、澳酸盐等)
3．管网水质生物稳定性问题

由于出厂水中存在可生物降解有机物(Biodegradable Organic Matter，缩写为BDOM)，成为管网中异养细 菌生长繁殖所需的营养基质，使出厂水中未被消毒 杀死的细菌或其他途径进入给水管网的细菌重新生 长(Regrowth或aftergrowth)。部分细菌随机附着在管 壁上利用营养基质生长而成生物膜。
2. 氯消毒现状

目前我国各供水企业的水处理工艺普遍采用液氯作 消毒剂，其优点是成本低、投加设备简单，设计、 运行管理经验丰富．近年来余氯自动检测与加氯自 动控制技术发展迅速，特别是在大中型水厂得到广 泛应用，部分中小型水厂则加氯技术相对落后，加 氯不能完全实现自动化，使加氯量和余氯控制不能 很好满足水质要求。较先进水平的加氯机主要靠引 进国外产品。同时国内对加氯量的计算与发达国家 有差距，不是按照满足CT值的要求计算。
第3讲 饮用水安全消毒技术
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内容：目前消毒技术存在的问题，优化氯消 毒技术，二氧化氯消毒技术，臭氧消毒技术， 紫外线消毒技术 。 重点：目前消毒技术存在的问题，优化氯消 毒技术

4.1我国城镇供水行业消毒技术现状简述
1.氯消毒在给水处理中得到广泛应用

消毒是给水处理工艺的重要组成部分。19世纪中叶， 人类历史上第一次将水质与人体健康直接联系起来， 正是认识到严重危害生命的霍乱、伤寒、痢疾等传 染病是微生物通过饮用水传播的。上世纪初发现氯 可以灭活水传致病微生物后，氯消毒在给水处理中 得到广泛应用，成为20世纪保护人体健康的重要技 术进步之一。
4. 3 消毒技术发展目标
1．建立科学的消毒评价指标体系

消毒是保证饮用水水质安全可靠的重要手 段，因此基于现代水处理科学和相关学科 的发展，对消毒单元的评价指标体系必须 同时考虑微生物学指标、毒理学指标、生 物稳定性指标，使消毒的综合效果达到最 佳。

微生物学指标要重点突出饮用水中可能出现的、 对人体健康有直接或者间接危害的微生物，包括 致病菌、病毒、原生动物等。这些微生物指标的 测定还必须具有可操作性，相对简单易行，便于 在全国供水企业推广。建设部制定的《城市供水 水质标准》 (LJ／T206－5001)对微生物学指标已 有新的规定，包括细菌总数、总大肠杆菌群、余 氯、二氧化氯、粪型链球菌群、蓝氏贾第鞭毛虫 孢囊和隐孢子虫卵囊。根据科学发展，这个名单 还应该不断与时俱进，作出调整。
毒理学指标也应消毒副产物反应现代科学的 新进展。中国城镇供水协会应该建立全国性的 饮用水消毒副产物信息网，根据各个地区供水 企业检测到的消毒副产物和其潜在的危害对水 质标准中的消毒副产物名单及时作出调整。未 来的水质标准不应该是一制定就实行很长时间， 而是应该根据研究的新发现不断更新、调整。 就消毒副产物而言，尽管目前美国和中国水质 标准对氯代消毒副产物的规定只有三卤甲烷和 卤乙酸两类，