消毒技術(shù)在農(nóng)村飲水安全工程的應(yīng)用

□ 任 方 □ 方 力 □ 張 洋（商丘市農(nóng)水技術(shù)指導(dǎo)站）

0 引言

供水安全問題舉世關(guān)注。目前，全世界約有12億人口缺少安全飲用水，每年患上水源性疾病達(dá)10億人之多，不安全飲用水成為發(fā)展中國(guó)家人群80%疾病和30%死亡的原因。商丘市是一個(gè)典型的農(nóng)業(yè)大市，受地理位置和環(huán)境氣候影響，淺層地下水污染、礦物質(zhì)鹽、氟含量超標(biāo)嚴(yán)重，商丘市有562.61萬(wàn)農(nóng)村居民長(zhǎng)期飲用不安全水，嚴(yán)重影響身體健康。解決農(nóng)村居民飲用水不安全問題，已成為當(dāng)前農(nóng)村工作的重中之重。自2005年啟動(dòng)農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)以來(lái)，商丘市已解決了276.69萬(wàn)農(nóng)村居民不安全飲水問題，新建供水工程245處，完成總投資13.64億元。農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)取得了巨大成效，被廣大群眾贊譽(yù)為“德政工程”、“民心工程”。但隨著水環(huán)境污染日益嚴(yán)重以及飲用水質(zhì)要求的不斷提高，水質(zhì)處理工程中的消毒處理，已成為農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)與管理中突出和必不可少的重要環(huán)節(jié)。

1 飲用水消毒主要方法

目前，我國(guó)飲用水消毒技術(shù)，歸納起來(lái)主要有物理方法、化學(xué)方法和其他消毒法三大類?；瘜W(xué)方法是利用化學(xué)藥劑殺死微生物的酶，或者通過氧化反應(yīng)使細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)發(fā)生降解而達(dá)到滅菌作用，主要有氯氣消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒法幾種形式。物理方法則是采用加熱、紫外線照射、超聲波高頻輻射等方法，使細(xì)菌內(nèi)蛋白質(zhì)在物理能的作用下發(fā)生凝聚或使遺傳因子發(fā)生突變而改變細(xì)菌的遺傳特征，從而達(dá)到消毒的目的，主要有紫外線消毒法、微電解消毒法等幾種形式。新技術(shù)消毒法主要是膜分離技術(shù)，有超濾、反滲透、納濾、微濾四類消毒法。

2 飲用水消毒特點(diǎn)

2.1 二氧化氯消毒法

二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，其在水處理中具有殺菌、脫色、除臭、除味、控制藻類生長(zhǎng)的作用，且很少產(chǎn)生有害物質(zhì)。二氧化氯是廣譜高效消毒劑，對(duì)水中病原微生物具有很高的殺滅效果。

2.2 臭氧消毒法

臭氧的殺菌能力比氯強(qiáng)600～3000倍，其主要?dú)⒕鷻C(jī)理是能破壞或分解細(xì)菌的細(xì)胞壁，迅速擴(kuò)散滲透到細(xì)胞里，氧化細(xì)胞內(nèi)酶，致病原體死亡。臭氧的消毒作用快速、徹底，且能有效控制水中三鹵甲烷的形成。同時(shí)臭氧本身具有極強(qiáng)的殺菌消毒作用，可迅速殺滅水體中的細(xì)菌和病毒而不引起二次污染。

2.3 紫外線消毒法

紫外線對(duì)水中細(xì)菌、病毒具有較強(qiáng)的滅活能力，與化學(xué)法相比，具有不產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物、不影響水體的口感、消毒效果高、速度快、設(shè)備操作簡(jiǎn)單、便于運(yùn)行管理、消毒成本低等優(yōu)點(diǎn)。其消毒系統(tǒng)可殺死多數(shù)囊性、細(xì)菌性和病毒性微生物，效果較好。由于紫外線消毒不在水中增加任何化學(xué)添加物，也不產(chǎn)生任何新的化學(xué)合成物，更不會(huì)去除有益的礦物質(zhì)。國(guó)外比較重視飲用水紫外線消毒，把它作為自來(lái)水的最后一道消毒工序。

2.4 新技術(shù)消毒法

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)飲用水的要求不斷提高，醫(yī)學(xué)、微生物學(xué)及其它學(xué)科的進(jìn)步，新的病原生物也不斷被發(fā)現(xiàn)，新的消毒技術(shù)不斷涌現(xiàn)。近年發(fā)展起來(lái)的膜分離消毒應(yīng)用包括:一是直接去除水中的微生物；二是去除水中的有機(jī)物、懸浮物和無(wú)視物等，以切斷微生物生存、繁衍的途徑，從而達(dá)到輔助消毒的作用。

3 各種消毒法不足

3.1 二氧化氯消毒法

一是由于ClO2很不穩(wěn)定，當(dāng)空氣混合的體積比>10%時(shí)，受到強(qiáng)光或強(qiáng)烈振動(dòng)就可能發(fā)生爆炸，通常需要現(xiàn)用現(xiàn)制，給使用帶來(lái)許多不便；二是高濃度的CLO2及其消毒后在水中形成的產(chǎn)物對(duì)動(dòng)物具有一定的潛在毒性；三是目前CLO2的分析檢測(cè)方法不能滿足快速、準(zhǔn)確和可靠的要求。另外，成本比氯氣要高。

3.2 臭氧消毒法

一是當(dāng)水體中有溴離子存在時(shí)，經(jīng)臭氧氧化會(huì)形成次溴酸、次溴酸根和溴酸根離子等有致癌作用；二是臭氧在水中的半衰期短，當(dāng)pH=7.60，溫度為20℃時(shí)，lh內(nèi)就會(huì)將剩余的0.40mg/L的臭氧全部分解掉，從而造成排水管網(wǎng)中細(xì)菌的再生等；三是現(xiàn)有水廠的處理流程中大多池體為敞開式，也不適于采用臭氧處理；臭氧處理最好采用低壓流程，這樣可增大臭氧的溶解度，減少損失；四是臭氧發(fā)生困難且價(jià)格較貴，如采用臭氧對(duì)水進(jìn)行消毒處理，其價(jià)格是氯氣消毒的2～8倍。

3.3 紫外線消毒法

一是紫外線燈管的功率隨著使用時(shí)間的增加而降低，其殺菌效果也隨之下降；二是燈管使用時(shí)間達(dá)到2000h時(shí)，輻射強(qiáng)度將下降25%左右。水體經(jīng)輻射的時(shí)間越長(zhǎng)越有利于殺菌，但勢(shì)必增大設(shè)備或增加過水水流的厚度，而水流厚度增加不利于殺菌。一般30W紫外燈對(duì)1cm的水層滅菌效率為90%，對(duì)4cm水層滅菌效率只有40%左右；三是紫外光源的強(qiáng)度小、壽命短，燈管表面結(jié)垢影響消毒效果，石英套管外壁不易清洗，無(wú)持續(xù)殺菌能力等，缺少深入研究。

3.4 微電解消毒法和新技術(shù)消毒法

一是達(dá)到滅活效果時(shí)能耗較高；二是人們對(duì)微電解消毒的機(jī)理、影響因素、設(shè)備的研究還有待進(jìn)一步的深入和探索。

4 技術(shù)的綜合評(píng)價(jià)

各種消毒技術(shù)對(duì)比分析，見表1所示。

表1 消毒技術(shù)對(duì)比分析表

5 消毒在農(nóng)村飲水安全工程的應(yīng)用

按照國(guó)家和省農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)有關(guān)規(guī)定，商丘市農(nóng)村飲水安全工程全部建設(shè)安裝了消毒設(shè)備。在結(jié)合實(shí)際，考慮安全生產(chǎn)、消毒原料儲(chǔ)存、消毒專業(yè)水平等因素基礎(chǔ)上，商丘市目前全部采取次氯酸鈉發(fā)生器對(duì)農(nóng)村飲水安全工程進(jìn)行消毒。次氯酸鈉發(fā)生系統(tǒng)是一套全面、完備、高效的次氯酸鈉現(xiàn)場(chǎng)制備以及投加系統(tǒng)。發(fā)生系統(tǒng)需包括鹽水配水裝置、發(fā)生裝置、存貯及投加裝置、清洗裝置等全自動(dòng)控制裝置，主要技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到和超過國(guó)家《次氯酸鈉發(fā)生器》中的A級(jí)指標(biāo)。根據(jù)水體流量的大小、所需處理的水質(zhì)狀況，合理選配次氯酸鈉消毒設(shè)備。

總之，飲用水消毒不僅是水質(zhì)凈化技術(shù)，更關(guān)系到人類的健康與安全。技術(shù)人員將不斷進(jìn)行新的探索，為農(nóng)村飲水安全供水工程提供更加安全、科學(xué)、高效的消毒方法。