生活饮用水消毒技术探析

李颖

【摘 要】清洁饮用水是人类生活的一个根本要求，随着水源变得越来越匮乏，人们倾向于使用当地的未经预处理的可利用水，这导致了健康和卫生的问题。同时，随着人类工业的发展，目前水体污染亦日益严重。目前，世界上有超过10亿人无法获得安全的饮用水。在我国，约有3.2亿农村人口的饮用水不安全，其中1.9亿人口的饮用水中有害物质含量超标。因此，以去除饮用水中有机污染及有毒有害物质为目标的饮用水深度净化技术得到日益广泛的应用。饮用水消毒技术的日益成熟，减少了重大疾病（如霍乱、伤寒等）对人类的威胁，为全球减少发病率和死亡率做出了重要的贡献。

【关键词】饮用水；消毒技术；化学方法；物理方法

一、生活饮用水消毒要求

我国政府十分重视饮水水质对人民身体健康的影响，2006年实施的《生活饮用水卫生标准））（GB5749一2006），水质指标由GB5749一85的35项增加至106项，增加了71项，修订了8项。其中微生物指标、饮用水消毒剂、毒理指标、感观性状等指标，都作了较大的调整。2005年，我国出版了《城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标》，该书结合我国国情和各地的具体条件，参照国际经验和技术发展情况，针对我国城市供水行业现状、存在间题及发展趋势，以保障安全供水、提高供水质量、优化供水成本、改善供水服务为总体目标，提出技术发展的主攻方向、2010年要达到的主要目标和2020年远景目标。我国建设部为了规范饮用水市场，于2005年发布并实施了《饮用净水水质标准》（CJ94一2005）。

二、传统消毒技术存在的问题

2.1氯消毒法

氯气本身有毒，高压液氯泄漏或爆炸事件会产生严重后果，使用时必须严格规范操作，防止泄露和爆炸。氯消毒产生大量的消毒副产物如三卤甲烷、卤乙酸、卤代腈、卤代醛等，影响了饮用水水质化学安全性。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。氯消毒在灭活微生物方面具有一定局限性，如对贾地鞭毛虫、隐孢子虫等耐氯性较强的微生物往往无能为力。

2.2二氧化氯消毒法

首先，ClO2与水中还原性物质反应生成亚氯酸盐、氯酸盐等有害物质。亚氯酸盐的毒性主要表现为氧化损伤、破坏血液中红细胞壁；氯酸盐对婴幼儿的神经系统造成不利影响。另外，二氧化氯制造成本较高，运输、储藏的安全性较差。

2.3氯胺消毒法

氯胺消毒产生的DBPs主要是一些亲水性的化合物，如CPK、氯化氰（CNCl）及HKs等。同时氯胺本身也是一种DBP，使用氯胺消毒时，CNCl的产生量远高于用氯消毒时的产生量，并且CNCl对人体健康的影响还没有进行深入的研究。而氯胺消毒对水中的贾第虫和隐孢子囊的去除效果却不能够令人满意。

2.4臭氧消毒法

由于臭氧分子不稳定，易自行分解，在水中保留时间很短，小于30min，因此不能维持管网持续的消毒能力，而且臭氧消毒产生溴酸盐、醛、酮和羧酸类副产物，这些物质部分是有害健康的化合物，部分使管网水生物稳定性下降，因此臭氧消毒在使用中受到一定的限制。有学者认为，水中有机物经臭氧氧化后，有可能将大分子有机物分解成分子较小的中间产物，而在这些中间产物中，存在毒性物质或致突变物，或有些中间产物与氯作用致突变反而增强。

三、生活饮用水消毒技术

3.1氯气消毒法。在化学剂消毒法中，氯气消毒在饮用水的生产中是最常用的方法，但已经证实其存在细菌钝化作用，而且具有在消毒过程中产生消毒副产物的风险。氯气消毒主要是氯气溶于水后生成次氯酸的作用，次氯酸不稳定，易分解生成新生态氧，这些新生态氧能使细胞中的磷酸丙糖去氢酶中的巯基被氧化而破坏，引起细菌死亡使用氯气消毒时存在消毒后含有难闻味道和嗅味，单独使用且水中存在隐孢子等微生物时杀菌效果不佳，以及产生有毒消毒副产物等缺点。

3.2氯胺消毒法。该法是通过氯与胺反应生成氯胺，实践证明它具有较好的杀毒效果，与水中有机物几乎不发生反应，可使三卤甲烷生成量与氯气消毒相比减50%左右，氯胺在管网中持续时间长，能有效控制管网中残余的细菌繁殖。同时氯胺消毒不产生氯气消毒所引起的氯臭味等。但国外有实验室通过动物实验研究，怀疑氯胺可能对遗传基因有毒性反应，这在很大程度上限制了这种方法的推广应用。

3.3二氧化氯消毒法。ClO2的氧化性极强，是氯气的27倍，其杀菌作用是通过在水中分解出的氯气穿透细胞壁，使蛋白质变性而实现的。研究表明ClO2是一种高效广谱的杀菌剂，对多种细菌、病毒均有极强灭活效果，尤其是低浓度ClO2在水中的扩散速度与渗透能力都比氯气快，因此具有用量少、作用快、杀菌率高等特点。

3.4高锰酸钾复合药剂与粒状活性炭联用

活性炭对三卤甲烷等卤代物前驱物质的去除能力已经为广泛的实践所证实，它主要取决于水质条件，也就是水中有机物的种类和含量、吸附过程的工艺参数，如活性炭种类、有机物負荷、水力条件和接触时间等。在通常给水消毒投氯量的条件下，高锰酸钾复合药剂处理不会使后序加氯消毒过程中卤仿生成量升高，对于污染较为严重、小分子有机物浓度较高的水，高锰酸钾复合药剂预处理可以有效地降低其在后续氯化过程中卤仿的生成量。将高锰酸钾复合药剂与粒状活性炭联合使用对饮用水进行处理，然后再进行加氯消毒，结果发现原水中的卤代物被全部去除，而新生成的微量有机物中也没有卤代物产生，并且含量都很低，都不属于对人体有害的物质，从而保证了饮用水的安全性。

3.5紫外线与氯胺的组合工艺

紫外线与氯胺的组合工艺可以充分发挥二者消毒的优势，通过紫外线消毒保证出厂水的消毒效果，氯胺保障管网持续的消毒效率。与国内常用的氯与氯胺消毒系统相比，大幅度减少了消毒副产物，降低了遗传毒性，提高了消毒效率，特别是提高了对两虫和抗氯性致病细菌的消毒效果。减少了氯的运输量。紫外线与氯胺的组合消毒工艺是目前满足安全消毒技术各项要求的最佳消毒工艺。

3.6臭氧、活性炭联合消毒法。臭氧（O3）具有强氧化性，最早它是作为饮用水的消毒剂出现的，并且又能去除水中的色度和臭味，因而得到了应用。随着水处理技术的发展，通过利用臭氧的强氧化能力，可以破坏有机物的分子结构以达到改变其物质成分的目的。因此目前对臭氧如何更有效去除饮用水中有机物的研究已成为给水处理中关注的重点。

3.7膜分离消毒法。在水处理方面，膜分离技术脱离了传统的化学处理范畴，转人到物理固液处理领域。与常规饮用水处理工艺相比，膜技术具有少投甚至不投加化学药剂、占地面积小、便于实现自动化等优点，并已大量应用于城镇自来水的深度处理中。常用的以压力为推动力的膜分离技术有微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）以及反渗透（RO〕）等。膜分离技术的特点是能够提供稳定可靠的水质。这是由于膜分离水中杂质的主要机理是机械筛滤作用，因而出水水质在很大程度上取决于膜孔径的大小。

随着技术的进步和人们对饮用水水质要求的提高，优质饮用水供应正逐步普及，饮用水深度处理技术得到日益广泛的应用，相信在不远的将来，人们可以喝到更加卫生、更加健康的水。

参考文献：

[1]李圭白，杨艳玲.第三代城市饮用水净化工艺--超滤为核心技术的组合工艺[J].给水排水，2007（33）.

[2]芮旻，周杰敏等.饮用水处理工程超滤膜系统设计关键技术[J].给水排水，2010（36）.

[3]罗凡，董滨，何群彪.饮用水消毒技术的应用及其研究进展[J].环境科学与技术，2010（12）.