黑龙江省农村饮水安全工程消毒技术选择

张德玲,张　勇,陶姗姗

(1.黑龙江省中部引嫩工程管理处，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2.黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江祥晟水利科技开发有限公司，黑龙江 哈尔滨 150080)



黑龙江省农村饮水安全工程消毒技术选择

张德玲1,张勇2,陶姗姗3

(1.黑龙江省中部引嫩工程管理处，黑龙江 齐齐哈尔 161006；2.黑龙江省水利科学研究院，黑龙江 哈尔滨 150080；3.黑龙江祥晟水利科技开发有限公司，黑龙江 哈尔滨 150080)

消毒在安全饮用水是绝对重要的，在饮用水处理中，消毒对许多病原体尤其是致病菌是一个有效的屏障。文章论述了常见的二氧化氯、次氯酸钠、紫外线、臭氧等消毒方法的特点及优劣，并结合黑龙江省农村饮水安全工程现状及特点，提出了适用于黑龙江省农村饮水安全工程的消毒工艺。

农村供水；消毒；饮水安全；

针对黑龙江省农村饮水安全工程规模普遍较小，大多为单屯供水形式，在居住分散、经济条件还没有发展的农村地区，应推行安全、合理、环保、经济、有效的水消毒技术。目前比较常用的消毒技术有次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、紫外线消毒。

1　消毒方法简介

1.1二氧化氯消毒

用二氧化氯作为消毒剂始于1944年。二氧化氯具有强氧化性，其消毒作用机理是吸附在细胞壁上并渗透进入细胞内，有效破坏细胞内的含巯基酶类。在低浓度时，二氧化氯的消毒效果依然很强，剩余二氧化氯较游离氯更加稳定，持续作用时间长，反应受pH值和温度的影响很小。缺点是小型农村饮水安全工程管理人员多为农民，对于二氧化氯发生器的操作和使用存在一定的困难，且盐酸在购买时程序较为复杂，运行成本也较高[1]。

1.2次氯酸钠

次氯酸钠市目前农村常用的杀菌药剂，采用自动加药装置投加。为了便于储存和使用，做成了像药片一样的片状。该药片一种新型、高效、环保产品，具有还原电位高、热稳定性好、无毒无味、操作简便、贮藏安全、运输方便、价格便宜、使用过程中环保无污染等特点。在变频器控制室内加药消毒装置采用加药箱及进口加药计量泵，在远程压力表上加三通装置将消毒、杀菌药剂(液态氯或漂粉晶片)打入主管道内从而起到灭菌消毒作用。自动加药装置设备性能特点 ：全自动运行，药液浓度恒定，投加计量准确。设备结构精巧，占地面积小，安装调试方便。设备配套采用先进的进口器件，使用寿命长。设备槽体采用耐腐优质的材质，美观且耐用。控制系统先进，设备运行连续、平稳、安全[2]。

1.3紫外线消毒

紫外线杀菌是利用紫外灯管发出的紫外线进行杀菌，缺点是功率消耗和灯泡消耗大，灯泡的使用寿命一般为1～2 a，随着灯泡的老化，将丧失30%～40%的强度。另一方面，每隔一段时间要清洗石英管，否则石英管上面就会产生一层薄薄的膜，它能阻挡紫外线的照射，减小紫外线杀菌器的杀毒效果。

1.4臭氧消毒

臭氧消毒自1893年开始应用，臭氧溶解在水中会出现2种反应：一是直接氧化，反应速率比较缓慢，具有明显选择性；另一种则是臭氧分解成羟基自由基，间接氧化有机物、微生物和氨等。羟基自由基具有很高的氧化电位，容易通过微生物细胞膜扩散，并能氧化微生物细胞中的有机物，或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡。该反应速度快，且没有选择性。臭氧消毒效果可能优于游离氯、二氧化氯，对致病菌尤其是耐氯的隐孢子虫和贾第虫，在低投加量下就能够达到良好的消毒效果。其他优点包括不会产生卤化有机副产物，能氧化水中许多难降解的有机物，减少水中致突变物质，明显改善水的气味和味道等。但是臭氧消毒在饮用水处理中一般不单独使用，因为臭氧容易分解，在室温下，溶解性臭氧的半衰期为30 min，消毒效果不持久，氧化降解产物常常为易于生物降解的羧酸类小分子有机物，导致管网细菌再度繁殖；无法灭杀颗粒物质所包裹的微生物等。因此，臭氧常常与其他方法联合作用，比如臭氧和生物过滤结合使用、臭氧和后加氯共同作用等。但是由于臭氧制备复杂、成本高，臭氧消毒至今仍未被广泛应用[3]。

2　消毒方法比较

2.1消毒能力比较

几种消毒剂灭杀微生物效率的顺序为：紫外线<次氯酸钠<二氧化氯<臭氧，消毒能力见表1。

表1　常见消毒方法的消毒能力比较

2.2消毒剂主要性质比较

2.2.1消毒副产物

消毒副产物主要为加氯消毒副产物和臭氧消毒副产物，紫外线基本不会产生消毒副产物。加氯消毒副产物主要是三氯甲烷和卤代乙酸，其他氯化副产物包括:卤代乙腈、卤化氰、卤代苦碱、卤代乙醛、卤代酚、卤代酮、卤硝基甲烷类、卤代羟基呋喃类。臭氧消毒副产物从其起源分为2种，一种是有机副产物，由水中腐殖酸类天然有机物引起，其产量一般与原水中的有机物含量成正比；另一种是无机副产物，由溴离子存在时生成的副产物。甲醛、溴酸根被WHO分别确定为臭氧消毒副产物的两种代表物。

2.2.2消毒剂的稳定性

消毒剂的稳定性主要指其在水中杀菌作用的持久性，实践发现：紫外线<臭氧<次氯酸钠<二氧化氯。

2.2.3消毒剂对pH值的敏感程度

各种消毒剂由于主要成分不同，在水中的反应机理不同，造成了一些消毒剂对pH变化很敏感，一些消毒剂可以在很宽的pH范围内反应。4种消毒剂对pH的敏感程度为：次氯酸钠>二氧化氯>臭氧>紫外线。

2.3消毒方法的经济性比较

通过下表2可以看出，几种消毒方法的经济性为：次氯酸钠<紫外线<臭氧<二氧化氯。

表2　常见消毒方法的经济性比较

续表2

2.4消毒方法的综合性能比较

通过表3[4]可以看出，二氧化氯具有良好的综合性能，适用于大中型水厂，紫外线消毒由于其操作简便、易管理等特点适用于中小型水厂。

表3　消毒方法的综合性能比较

续表3

3　结　语

通过上述比较，对黑龙江省农村饮水安全工程中规模化水厂(指的是日供水量>1000 m2/d或日供水人口>10 000人)适宜采用二氧化氯消毒，对单村小型集中式供水工程，考虑到供水量较小，供水区域村屯小，配水管道短，定时供水，管理方便、安全等问题，建议采用紫外线消毒。

[1]贾燕南,胡孟,邬晓梅,等.农村供水消毒及水质检测设备的现状及进展[C]//全国农村饮水安全技术交流会，2008.

[2]李文娟,苗振生. 农村饮水消毒技术的应用与实践[J]. 水利发展研究,2016(6):68-70.

[3]任方,方力,张洋. 消毒技术在农村饮水安全工程的应用[J]. 河南水利与南水北调,2015(7):61-62.

[4]杨继富,贾燕南,赵翠,等. 农村供水消毒面临的主要问题与对策[J]. 中国水利,2014(13):44-46.

张德玲(1964-)，女，工程师，主要从事工程管理工作。

R123.6

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2096-0506(2016)09-0054-03