摘要:给排水的消毒日益受到重视,本文介绍了传统的氯消毒技术和臭氧、二氧化氯和紫外线技术的发展历程和特点。各种消毒方式应取长补短,从传统、单一的消毒工艺向组合式消毒工艺发展。
关键词:消毒、氯、臭氧、二氧化氯、紫外线
近来,由于SARS和禽流感等传染性疾病的爆发,自来水和污水的消毒问题受到人们越来越多的重视。虽然大多数细菌并不致病,但是水中细菌总数在一定程度上可反映微生物的污染程度,我国的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)规定每毫升水样细菌总数不得大于100个,每升水中总大肠菌群应小于3个。2003年7月1日执行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB l8918-2002)中首次将微生物指标列为基本控制指标,要求城市污水必须进行消毒处理。
1、传统的氯(Cl2)消毒技术须优化
20世纪70年代起,氯消毒在饮用水处理中遇到了三方面的问题。首先是饮用水中不断发现新的病原微生物,其中有一些如隐孢子虫不能被氯杀死。其次,很多研究表明,如果水中含有足够多的可降解有机物,即使维持足够的余氯,细菌仍会在给水管网内再繁殖。只有减少水中的有机营养物,才能抑制细菌的生长。最严重的还是消毒副产物问题。1974年,科学家首次发现氯消毒时,氯与水中残余的有机物发生化学作用,生成三氯甲烷、溴仿、溴二氯甲烷和氯二溴甲烷等一系列有害的“消毒副产物”。为了控制消毒副产物,各国都制定了严格的标准。
饮用水是否应放弃氯消毒?事实证明目前还不能放弃。1991年底,秘鲁出现了绝迹多年的霍乱病例,造成大面积的疫情,甚至还蔓延到邻近国家。公共卫生专家把原因归咎为出于害怕氯消毒的副产物致癌而放弃了对饮用水进行消毒。英国近50年间发生过10次饮水造成的疫情,其中有8次是加氯消毒不良所致。因此在考虑饮用水的安全性时,首先需要考虑的是确保消除微生物对人体健康的影响,然后才是考虑减小消毒副产物对人体的危害。
优化的氯消毒技术不断被研究开发,主要的优化方式包括:(1)将氯胺投加到出厂水中;(2)低氯预处理,即在满足控制微生物生长的前提下,尽量减少预氯化的投氯量或取消预氯化;(3)用预处理氧化剂如二氧化氯等处理源水,进行初级消毒和氧化,过滤后再用氯消毒。通过这种处理,THM前体物被二氧化氯氧化;(4)设置新的投氯点;(5)使游离氯的接触时间从原来数小时或数十小时缩短到1小时以内甚至10分钟。同时,新型的消毒技术日益受到青睐,主要包括臭氧、二氧化氯和紫外线及相关组合技术等。
2、臭氧(O3)消毒技术应用增多
臭氧是一种强氧化剂,其氧化能力仅次于氟,能氧化分解水中多种有机物,在低浓度下可瞬时完成氧化反应,而且其溶解度大,杀菌速度为氯的600~3000倍,是目前加药消毒法中最有效的消毒剂,能同时控制水中铁、锰、色、味、嗅,无三卤甲烷、卤乙酸类消毒副产物产生,但有产生溴酸盐等副产物的可能。臭氧是通过直接氧化和产生自由基的间接氧化来破坏微生物的结构,达到消毒的目的。一般维持剩余臭氧浓度为0.4mg/L,接触时间为15min,可得到良好的消毒效果。近20年来,由于臭氧制备技术的发展,成本降低,特别是发现氯消毒存在的问题后,臭氧的消毒应用增多,在欧洲使用最多。臭氧消毒的缺点是难闻的未溶解到水中的臭氧挥发到空气中有害于工作人员的健康。