浅谈生活饮用水消毒技术的应用

孟辉 李冰晖

摘 要：生活饮用水与人们生活和社会发展息息相关，新时期人们生活水平不断提升，也更加重视自身的健康问题，所以必须保证生活饮用水的清洁与安全。在生活饮用水处理中，消毒技术不断进步，处理方式也更加多样化，为社会良好发展起到了保障作用。本文从饮用水安全现状入手，讨论生活饮用水处理中的主要消毒技术，并分析饮用水消毒技术发展趋势，希望给相关研究带来帮助。

关键词：生活饮用水;消毒技术;应用

清洁的水资源是人们生存的重要保障，在工业化进程飞速发展的今天，生活饮用水也受到了一定程度的污染，尤其我国诸多地区已出现水资源短缺情况，因此必须全面加强生活饮用水的保护和消毒工作。目前生活饮用水消毒主要包括有害微生物去除以及水源预处理，在此过程中如果消毒处理不当依然会危害人们的身体健康，所以需要相关部门切实做好水资源管理工作，以下对相关内容进行分析。

1 饮用水安全现状

不论是农业发展还是工业发展都需要大量用水，而城市化进程飞速发展的今天，水资源越发紧缺，加之一些未经处理的污染水源排放到自然水体中，导致了地下水污染。如果饮用未经处理的污水，人们的健康将受到严重危害。整体看来，当前我国自然水资源受到了不同程度的污染，其中华北、东北等地区水资源存在氟含量较高的问题，而新疆、内蒙等地区存在砷污染。究其原因，是农业和工业经济的发展导致了水体中有害物质以及致病微生物超标。此外，在生活饮用水消毒处理期间，一些有害物质也会和消毒剂发生物理或者化学反应，生成有害副产物。一些地区的公共供水厂由于建设时间较长，所采取的处理工艺较为落后，也会埋下诸多安全隐患[1]。

2 生活饮用水处理中主要消毒技术

目前，生活饮用水主要的消毒技术包括化学处理法和物理处理法。其中物理处理技术的原理是破坏生活饮用水中细菌菌体蛋白，进而达到消毒目的。而化学处理技术主要是将气态或者液态的化学药剂融入水体当中，通过氧化反应破坏菌体。

2.1 化学处理技术

2.1.1 氯化消毒技术

从当前我国生活饮用水消毒处理情况来看，氯化消毒技术的应用较为普遍，在消毒期间主要使用氯化钙、液氯等氯化药剂，通过加入一定量的氯化消毒剂可以与水体发生化学反应并形成次氯酸，这一过程中微生物细胞会受到次氯酸根离子以及氢离子的破坏，以此消除水体中的有害微生物。消毒期間易出现以四氯乙烯为主的消毒副产物，这些物质也会对人体造成不同程度危害，比如腹泻、菌痢和肠胃炎，因此需要加强对氯化消毒技术的研究与创新[2]。

2.1.2 二氧化氯消毒技术

二氧化氯消毒技术可以消除水体中的致病微生物，同时可以氧化水体有机物，避免药剂和有机物发生化学反应，有效降低水体中的生化需氧量。二氧化氯消毒处理优势在于不会产生有机副产物，不过随着二氧化氯消毒技术研究的深入，发现进行饮用水消毒处理期间产生了非有机副产物，同样会影响人体健康。具体说来，在生活饮用水处理期间，二氧化氯出现化学反应的过程中大多数会残留在水体，以2价氯酸形式体现。此外，消毒副产物亚氯酸盐能使红细胞氧化变性成为无色的正铁血红蛋白，引起溶血性贫血，人们长期饮用二氧化氯消毒技术处理后的水源，患溶血性贫血概率会增大。

2.1.3 臭氧消毒技术

在生活饮用水消毒处理技术利用过程中，臭氧消毒同样可以达到良好的消毒效果，这是由于臭氧可以破坏水体中的微生物结构，由此产生氧化分解现象，可以高效灭杀芽孢。需要说明的是，由于臭氧结构不稳定，易和水体中的新生态氧以及自由基的生成与释放发生反应，其中自由基以及新生态氧能够穿透细胞壁，同时分解细胞壁葡萄糖氧化酶。整体来讲，臭氧消毒技术具有安全和消毒效果良好的特点，不过在实际利用中对生产设备要求高，并且成本投入较大，因此该技术普及存在一定难度。此外，在具体利用期间消毒效果无法长久保持，还存在着臭氧生产效率较低的问题[3]。

2.2 物理消毒技术

2.2.1 紫外线消毒技术

紫外线消毒技术主要原理在于受紫外线照射影响使饮用水中的微生物细胞受到破坏，由此影响微生物核酸功能，起到抑制饮用水微生物繁殖的效果，最终实现消毒目标。紫外线消毒技术具体表现如下：①使用的紫外线消毒技术不同产生消毒效果也存在差异，比如低压紫外线的消毒效果不及脉冲紫外线;②利用紫外线照射消毒期间，饮用水当中的有机物和无机物会对照射效果产生直接影响，即饮用水水体浑浊度较高，使得紫外线消毒效果持续下降;③在紫外线照射期间，水中的铁离子会对紫外线实际消毒效果产生直接影响，银离子也能够发挥自身协同作用，提升消毒效果。目前，我国生活饮用水处理期间紫外线消毒技术无需添加化学药剂，因此在整个消毒期间不会产生消毒副产物，该技术的环保性能得到充分体现，但是该技术利用过程中持续消毒效果较差。

2.2.2 超声波消毒技术

在物理消毒技术利用中，超声波技术也是常用方式之一。超声波消毒技术借助空化效应，使得水体中气泡温度和压力瞬间变化，并且超声波发出的声波可导致水体气泡爆裂，凭借喷射能力穿刺生物细胞膜，抑制微生物，其中影响灭菌的参数包括温度、时间与超声波[4]。

3 全新的消毒技术应用方式

目前生活饮用水消毒处理主要利用臭氧、液氧、二氧化氯以及紫外线等消毒技术。随着近年来我国生物技术的不断进步，全新的消毒技术得到了利用。

3.1 顺次消毒技术

顺次消毒技术可有效弥补臭氧消毒技术以及紫外线消毒技术的不足，通过二次投放消毒剂持续处理管网中的有害物质。一般情况下，消毒剂以臭氧和紫外线作为首选，在二次消毒期间主要投放氯或者氯胺。在利用顺次消毒技术的过程中，不同消毒剂配合使用可以起到更好的消毒效果，主要是由于不同消毒剂对微生物的影响存在差异，根据不同原理灭活微生物，能够发挥协同作用。比如首次消毒期间，臭氧可以破坏微生物细胞壁，进而为二次消毒剂渗透破损细胞壁打下基础。在使用单一消毒剂的过程中，对微生物细胞壁的破坏更小，多种消毒剂配合使用效果更好。

3.2 機械混合消毒剂消毒技术

机械混合消毒剂消毒技术是将两种消毒剂通过一定比例进行配制，进而消灭水体中致病微生物的方法，两种消毒剂在使用过程中可以发挥协同作用，不仅可以起到顺次消毒的效果，两种消毒剂发生反应还可以产生额外的消毒效果。在生活饮用水消毒过程中，顺次消毒技术以及机械混和消毒剂消毒技术都可以发挥协同作用，尽管协同原理存在一定差异，不过都为水的消毒提供了有效选择。相较于传统的消毒方法，以上两种措施优势明显，可以减少消毒剂的使用，并且能够控制水中微生物与消毒剂的接触时间，由此节约了水体消毒费用。此外，近年来以上两种技术的安全性和工作效率大大提升，能对多种类型微生物进行灭活[5]。

4 饮用水消毒技术发展趋势

在今后的消毒技术利用过程中，重点关注对副产物前体物的清除，要求切实做好预处理工作，明确消毒剂和水体中物质的反应机理，完善评价体系，并且要加强环保型消毒剂的开发，具体如下。

4.1 消除副产物前体物

氯化消毒副产物就是氯消毒期间和水体中腐殖酸藻类微生物代谢物等天然有机物生成的有害物质，其中主要有害物质为三卤甲烷以及卤乙酸，这些物质会诱发肾癌、肝癌、大肠肿瘤疾病，还会增加女性生殖死胎概率。有研究发现，生成的卤代副产物和水中游离子氯含量存在密切关系，在生活饮用水消毒期间加入活性炭吸附、膜过滤系统可在一定程度上减少卤代副产物的含量。与此同时，可以借助吸附工艺或者消毒前预处理等方式消除副产物体前物。

4.2 消毒预处理

在消毒前期，通过预处理可以减少微生物以及毒副产物的含量。藻类密度小，主要在水中悬浮，借助混凝工艺难以去除，因此需要加入氧化剂，改变藻类表面的电性，提升凝聚效果。有研究发现，将液氧作为预氧化剂对藻类含量较高的水体处理时会破坏藻类结构，使得水体中的有机物含量增加。而将高锰酸钾作为预氧化剂可以减少消毒副产物，以此提升水质。

5 结语

综上所述，饮用水安全关系着人们健康和社会发展，由于我国诸多地区生活饮用水受到不同程度污染，所以新时期需要切实加强消毒技术的利用。考虑到我国不同地区的水质条件存在差异，需要根据实际情况选择消毒工艺。目前我国氯消毒技术十分成熟，可以对多数细菌灭活，今后还需要加强消毒技术的深入研究，重点放在消除氯消毒副产物前体物方面，加强联合消毒技术的利用，通过分析不同消毒手段的反应机理，完善消毒评价体系，以此开发出更加节能环保的消毒剂，进而促进社会的健康发展。

参考文献

[1]胡腊生，谢明岐，牟驰.生活饮用水消毒技术的应用探讨[J].健康必读，2019，12（4）：273.

[2]林显增，张韵瑜，梁翡珏.生活饮用水高余氯强化消毒试验研究[J].供水技术，2020，14（2）：29-32.

[3]滕文革，刘媛，张国成.2014—2018年新疆昌吉州农村生活饮用水水质监测结果[J].职业与健康，2020，36（4）：530-533.

[4]国红.浅析生活饮用水卫生质量检验存在的问题及对策[J].中国保健营养，2020，30（13）：157-158.

[5]蔡广强，张金松，刘彤宙.饮用水常规处理工艺中细菌群落的时空分布[J].中国环境科学，2020，40（10）：4402-4410.