消毒技术在农村饮水安全工程的应用

□ 任 方 □ 方 力 □ 张 洋（商丘市农水技术指导站）

0 引言

供水安全问题举世关注。目前，全世界约有12亿人口缺少安全饮用水，每年患上水源性疾病达10亿人之多，不安全饮用水成为发展中国家人群80%疾病和30%死亡的原因。商丘市是一个典型的农业大市，受地理位置和环境气候影响，浅层地下水污染、矿物质盐、氟含量超标严重，商丘市有562.61万农村居民长期饮用不安全水，严重影响身体健康。解决农村居民饮用水不安全问题，已成为当前农村工作的重中之重。自2005年启动农村饮水安全工程建设以来，商丘市已解决了276.69万农村居民不安全饮水问题，新建供水工程245处，完成总投资13.64亿元。农村饮水安全工程建设取得了巨大成效，被广大群众赞誉为“德政工程”、“民心工程”。但随着水环境污染日益严重以及饮用水质要求的不断提高，水质处理工程中的消毒处理，已成为农村饮水安全工程建设与管理中突出和必不可少的重要环节。

1 饮用水消毒主要方法

目前，我国饮用水消毒技术，归纳起来主要有物理方法、化学方法和其他消毒法三大类。化学方法是利用化学药剂杀死微生物的酶，或者通过氧化反应使细菌的细胞质发生降解而达到灭菌作用，主要有氯气消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒法几种形式。物理方法则是采用加热、紫外线照射、超声波高频辐射等方法，使细菌内蛋白质在物理能的作用下发生凝聚或使遗传因子发生突变而改变细菌的遗传特征，从而达到消毒的目的，主要有紫外线消毒法、微电解消毒法等几种形式。新技术消毒法主要是膜分离技术，有超滤、反渗透、纳滤、微滤四类消毒法。

2 饮用水消毒特点

2.1 二氧化氯消毒法

二氧化氯是一种强氧化剂，其在水处理中具有杀菌、脱色、除臭、除味、控制藻类生长的作用，且很少产生有害物质。二氧化氯是广谱高效消毒剂，对水中病原微生物具有很高的杀灭效果。

2.2 臭氧消毒法

臭氧的杀菌能力比氯强600～3000倍，其主要杀菌机理是能破坏或分解细菌的细胞壁，迅速扩散渗透到细胞里，氧化细胞内酶，致病原体死亡。臭氧的消毒作用快速、彻底，且能有效控制水中三卤甲烷的形成。同时臭氧本身具有极强的杀菌消毒作用，可迅速杀灭水体中的细菌和病毒而不引起二次污染。

2.3 紫外线消毒法

紫外线对水中细菌、病毒具有较强的灭活能力，与化学法相比，具有不产生有毒有害的副产物、不影响水体的口感、消毒效果高、速度快、设备操作简单、便于运行管理、消毒成本低等优点。其消毒系统可杀死多数囊性、细菌性和病毒性微生物，效果较好。由于紫外线消毒不在水中增加任何化学添加物，也不产生任何新的化学合成物，更不会去除有益的矿物质。国外比较重视饮用水紫外线消毒，把它作为自来水的最后一道消毒工序。

2.4 新技术消毒法

随着社会的不断进步，人们对饮用水的要求不断提高，医学、微生物学及其它学科的进步，新的病原生物也不断被发现，新的消毒技术不断涌现。近年发展起来的膜分离消毒应用包括:一是直接去除水中的微生物；二是去除水中的有机物、悬浮物和无视物等，以切断微生物生存、繁衍的途径，从而达到辅助消毒的作用。

3 各种消毒法不足

3.1 二氧化氯消毒法

一是由于ClO2很不稳定，当空气混合的体积比>10%时，受到强光或强烈振动就可能发生爆炸，通常需要现用现制，给使用带来许多不便；二是高浓度的CLO2及其消毒后在水中形成的产物对动物具有一定的潜在毒性；三是目前CLO2的分析检测方法不能满足快速、准确和可靠的要求。另外，成本比氯气要高。

3.2 臭氧消毒法

一是当水体中有溴离子存在时，经臭氧氧化会形成次溴酸、次溴酸根和溴酸根离子等有致癌作用；二是臭氧在水中的半衰期短，当pH=7.60，温度为20℃时，lh内就会将剩余的0.40mg/L的臭氧全部分解掉，从而造成排水管网中细菌的再生等；三是现有水厂的处理流程中大多池体为敞开式，也不适于采用臭氧处理；臭氧处理最好采用低压流程，这样可增大臭氧的溶解度，减少损失；四是臭氧发生困难且价格较贵，如采用臭氧对水进行消毒处理，其价格是氯气消毒的2～8倍。

3.3 紫外线消毒法

一是紫外线灯管的功率随着使用时间的增加而降低，其杀菌效果也随之下降；二是灯管使用时间达到2000h时，辐射强度将下降25%左右。水体经辐射的时间越长越有利于杀菌，但势必增大设备或增加过水水流的厚度，而水流厚度增加不利于杀菌。一般30W紫外灯对1cm的水层灭菌效率为90%，对4cm水层灭菌效率只有40%左右；三是紫外光源的强度小、寿命短，灯管表面结垢影响消毒效果，石英套管外壁不易清洗，无持续杀菌能力等，缺少深入研究。

3.4 微电解消毒法和新技术消毒法

一是达到灭活效果时能耗较高；二是人们对微电解消毒的机理、影响因素、设备的研究还有待进一步的深入和探索。

4 技术的综合评价

各种消毒技术对比分析，见表1所示。

表1 消毒技术对比分析表

5 消毒在农村饮水安全工程的应用

按照国家和省农村饮水安全工程建设有关规定，商丘市农村饮水安全工程全部建设安装了消毒设备。在结合实际，考虑安全生产、消毒原料储存、消毒专业水平等因素基础上，商丘市目前全部采取次氯酸钠发生器对农村饮水安全工程进行消毒。次氯酸钠发生系统是一套全面、完备、高效的次氯酸钠现场制备以及投加系统。发生系统需包括盐水配水装置、发生装置、存贮及投加装置、清洗装置等全自动控制装置，主要技术指标均达到和超过国家《次氯酸钠发生器》中的A级指标。根据水体流量的大小、所需处理的水质状况，合理选配次氯酸钠消毒设备。

总之，饮用水消毒不仅是水质净化技术，更关系到人类的健康与安全。技术人员将不断进行新的探索，为农村饮水安全供水工程提供更加安全、科学、高效的消毒方法。