二次供水水箱(池)消毒环节优化及效果实证★

嵇译峰，汪宁杰，周 率，赵金辉，马丁山，贾 芮

(1.南京工业大学城市建设学院，江苏 南京 211816； 2.南京市供水节水指导中心，江苏 南京 210004)

0 引言

二次供水设施对管网末梢饮用水的质量与安全有着重要影响。据有关调查，二次供水设施水质合格率低于同期管网水合格率，二次供水水质投诉占到生活饮用水类投诉比例的1/2左右[1-2]。鉴于此，近年来二次供水受到政府监管部门高度重视，但由于二次供水单位和设施数量众多，产权归属复杂，导致监管仍存在盲区。

近些年来，各地已陆续出台二次供水水箱清洗和消毒要求以及管理措施，但在消毒队伍管理、作业流程、消毒剂选择、消毒环节关键参数等方面仍需规范，既要确保消毒效果，又要避免消毒剂量过高带来清洗消毒成本增加、药剂污染以及残余的消毒剂增加管网末梢水中的消毒副产物含量等问题[3-5]。因此，加强二次供水储水设施清洗消毒关键环节优化对于切实保障管网末梢龙头水水质安全具有重要意义。

1 试验方法及材料

1.1 消毒剂及消毒参数优化试验

1)不同水箱材质模拟消毒试验。

分别准备200 mm×250 mm不锈钢板和瓷砖(釉面砖)材料，置于图1所示动态模拟试验箱中。试验用原水为放置一段时间(>48 h)以去除余氯后的自来水，其可促进材质表面微生物生长和挂膜，模拟水箱污染过程。试验期间水温22 ℃～26 ℃，pH为7.33～7.64；其他水质指标浊度，CODMn，NH3-N和菌落总数范围分别为0.25NTU～0.45 NTU,1.13 mg/L～2.13 mg/L,0.081 mg/L～0.110 mg/L和300 CFU/mL～1 200 CFU/mL。将准备的试验板材浸泡在水中，让细菌在板材表面挂膜生长，以备消毒试验之用。

2)消毒试验步骤。

消毒试验前，取纯净水加热煮沸并保持15 min以上，密闭自然冷却后置于冰箱内作为无菌纯净水供对照消毒试验使用；消毒剂分别采用 NaClO溶液(上海国药试剂集团)、稳定态ClO2(山东省雅洁有限责任公司)和HClO(希瑞希曼(浙江)生物科技有限公司)三种消毒剂。分别配置质量浓度为50 mg/L，100 mg/L和200 mg/L的消毒剂溶液待用。

取4块待消毒试验挂片材料，分别喷洒无菌纯净水,50 mg/L,100 mg/L和200 mg/L的NaClO消毒剂溶液，每次试验喷洒3次，实际测试每块板每次喷洒量(2.2±0.3)mL。喷洒完后将板材表面分为四个区域，每个区域分别在0 min,15 min,30 min和60 min各选两个10 cm2区域用无菌采样棉签采集两个平行样，取样后转入事先准备的10 mL灭菌生理盐水试管内，将试管置于漩涡振荡器振荡5 min，移取1 mL水样接种于准备好的琼脂平板培养基上，置于37恒温培养箱培养24 h，根据细菌总数检测结果评估消毒效果。更换其他消毒剂后重复上述步骤。

1.2 实际水箱清洗消毒效果实证研究

1)清洗水箱对象。

选择南京市10处不同材质、容积和用途的典型水箱进行实际清洗效果验证。所选清洗对象包括混凝土水箱和不锈钢水箱，水箱用途以生活用水及生活和消防共用水箱为主，10个清洗水箱对象情况见表1。结合1.1节消毒剂及消毒参数优化试验结果，开展实际清洗效果实证研究。

表1 10个清洗水箱对象基本情况

2)清洗消毒流程。

清洗：清洗采用高压水枪冲洗与人工洗刷相结合方式，使用高压水枪对水池(箱)池壁及池底进行清洗；使用硬尼龙刷、软布等对难以清洗部位进行人工洗刷，确保池壁达到手触无腻感。将洗刷后的积水排空并且冲洗干净。

消毒：采用喷洒消毒方式，根据前述消毒剂及消毒参数优化试验部分结果，采取以下步骤：

a.选择稳定态二氧化氯消毒剂，配置为质量浓度150 mg/L的溶液，作业人员对水池(箱)内壁自上而下，由里向外进行全面喷洒，喷洒完后作业人员离开水池(箱)并盖上人孔。

b.喷洒后等待消毒时间30 min。

c.消毒完成后冲洗水箱内壁2遍，泄空排水并再次冲洗1遍后打开水池(箱)进水阀，放入自来水。

3)水质测定。

清洗消毒前和消毒后分别采集3个平行水样，所采集的水样分别使用HACH 2100Q便携式浊度仪(HACH，美国)检测浊度； pH 计(PHS-3C，上海雷磁)进行 pH 测定；游离氯和总氯的测定参照HJ 586—2010采用 N, N-二乙基-1, 4-苯二胺(DPD)分光光度法测定；微生物指标中细菌总数和总大肠菌群测定具体按照GB/T 5750.12—2006测定，接种后置于恒温生化培养箱(SPX-350B，上海力辰)内培养计数。

2 结果与讨论

2.1 消毒参数优化试验结果

不锈钢和釉面瓷砖挂膜后采用无菌纯净水作为空白对照，分别以次氯酸、次氯酸钠、二氧化氯为消毒剂消毒15 min，30 min，60 min后，各条件下2个平行样细菌总数检测结果平均值见表2。

表2 瓷砖和不锈钢水箱材质表面消毒参数优化试验结果

由表2结果表明，对瓷砖表面进行消毒时，二氧化氯消毒效果优于次氯酸和次氯酸钠，后两者消毒效果基本相当。目前尚无清洗消毒后水箱壁微生物指标限值，从结果之间比较来看，50 mg/L的三种消毒剂消毒30 min均未实现完全灭活；100 mg/L二氧化氯可在30 min基本实现灭活，而100 mg/L次氯酸和次氯酸钠在 60 min可达到良好效果；200 mg/L消毒剂浓度下三种消毒剂均在30 min实现良好消毒效果。对不锈钢表面进行消毒时，灭活效果顺序依次为二氧化氯>次氯酸>次氯酸钠。与瓷砖表面消毒效果相比，即使在200 mg/L消毒剂浓度和60 min接触时间条件下，仍有未灭活细菌检出。

对比瓷砖和不锈钢两组的消毒效果，3种消毒剂对瓷砖表面消毒效果均比对不锈钢表面消毒的效果更好。这可能是受不锈钢板材的材质中成分与具氧化性消毒剂反应所影响[6]。基于以上结果分析，建议优先考虑采用100 mg/L～200 mg/L二氧化氯和30 min以上消毒时间以保证消毒效果。

2.2 水箱清洗消毒效果实证研究

通过对10个水箱实际清洗消毒前后水箱水质采样检测，其中肉眼可见物、臭和味均未检出，色度均在5以下，pH在7.46～7.83之间，消毒前后变化不大，与王杨等报道结果相似[7]。其余检测指标平均值见表3。

表3 消毒前后水箱水质检测结果

从结果可以看出(见图2)，所清洗的水箱清洗前后水样浊度均不超标，清洗消毒后浊度略有下降，基本为进水自来水浊度。清洗消毒对于减少菌落总数效果显著，由于不同水箱管理水平不同，清洗前5号、7号、8号、9号、10号水箱由于前期箱壁积泥等原因细菌总数超标，指标差异很大，而清洗后细菌总数均值从清洗前253.4 CFU/mL下降为13.1 CFU/mL，且清洗后各水箱微生物指标差异较小。同样，清洗消毒对于总大肠菌群控制效果明显，清洗消毒后总大肠菌群指标被有效控制在接近未检出水平(8号水箱结果异常)。从清洗消毒前后游离余氯水平差异来看，清洗消毒前由于不同水箱管理水平和内部污染程度差异，游离余氯检测结果较为分散且平均水平较低，清洗消毒后水质游离余氯平均值从清洗前的0.219 mg/L提高到0.274 mg/L，且各水箱游离余氯组内差异减少，有利于确保水质。

2.3 清洗消毒对水箱池壁微生物量影响

清洗过程中对7号和8号两个水箱清洗前后池壁清洗前后微生物数量变化进行了检测。从结果来看(见图3)，清洗前后池壁细菌总数下降明显，平均下降了63.4%，但清洗后池壁微生物仍有检出，由于两个水箱清洗消毒前均污染较严重，微生物指标超标，因此，建议针对污染严重水箱应采取加大消毒剂浓度和优化清洗方式等，进一步提高效果。

3 结论

通过研究主要结论如下：

1)对比的3 种消毒剂对瓷砖表面消毒效果均比对不锈钢表面消毒的效果更好，基于试验结果，建议优先采用100 mg/L～200 mg/L二氧化氯和30 min以上消毒时间，对污染较重水箱可适当加大剂量和延长消毒时间以保证消毒效果。

2)水箱清洗消毒对肉眼可见物、臭和味、色度、pH影响不大；清洗消毒后对细菌总数和大肠菌群指标控制效果显著，能够有效将微生物指标控制在标准以内；游离余氯水平有所提高，有利于防止水质二次污染。

3)实际上，当前二次供水投诉和监测不合格指标主要围绕微生物方面，因此，从以上清洗消毒对于保障二次供水水质效果非常关键，仍需针对当前该环节存在的问题进一步规范。