淺談生活飲用水消毒技術(shù)的應(yīng)用

孟輝 李冰暉

摘 要：生活飲用水與人們生活和社會發(fā)展息息相關(guān)，新時期人們生活水平不斷提升，也更加重視自身的健康問題，所以必須保證生活飲用水的清潔與安全。在生活飲用水處理中，消毒技術(shù)不斷進步，處理方式也更加多樣化，為社會良好發(fā)展起到了保障作用。本文從飲用水安全現(xiàn)狀入手，討論生活飲用水處理中的主要消毒技術(shù)，并分析飲用水消毒技術(shù)發(fā)展趨勢，希望給相關(guān)研究帶來幫助。

關(guān)鍵詞：生活飲用水;消毒技術(shù);應(yīng)用

清潔的水資源是人們生存的重要保障，在工業(yè)化進程飛速發(fā)展的今天，生活飲用水也受到了一定程度的污染，尤其我國諸多地區(qū)已出現(xiàn)水資源短缺情況，因此必須全面加強生活飲用水的保護和消毒工作。目前生活飲用水消毒主要包括有害微生物去除以及水源預(yù)處理，在此過程中如果消毒處理不當依然會危害人們的身體健康，所以需要相關(guān)部門切實做好水資源管理工作，以下對相關(guān)內(nèi)容進行分析。

1 飲用水安全現(xiàn)狀

不論是農(nóng)業(yè)發(fā)展還是工業(yè)發(fā)展都需要大量用水，而城市化進程飛速發(fā)展的今天，水資源越發(fā)緊缺，加之一些未經(jīng)處理的污染水源排放到自然水體中，導(dǎo)致了地下水污染。如果飲用未經(jīng)處理的污水，人們的健康將受到嚴重危害。整體看來，當前我國自然水資源受到了不同程度的污染，其中華北、東北等地區(qū)水資源存在氟含量較高的問題，而新疆、內(nèi)蒙等地區(qū)存在砷污染。究其原因，是農(nóng)業(yè)和工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展導(dǎo)致了水體中有害物質(zhì)以及致病微生物超標。此外，在生活飲用水消毒處理期間，一些有害物質(zhì)也會和消毒劑發(fā)生物理或者化學反應(yīng)，生成有害副產(chǎn)物。一些地區(qū)的公共供水廠由于建設(shè)時間較長，所采取的處理工藝較為落后，也會埋下諸多安全隱患[1]。

2 生活飲用水處理中主要消毒技術(shù)

目前，生活飲用水主要的消毒技術(shù)包括化學處理法和物理處理法。其中物理處理技術(shù)的原理是破壞生活飲用水中細菌菌體蛋白，進而達到消毒目的。而化學處理技術(shù)主要是將氣態(tài)或者液態(tài)的化學藥劑融入水體當中，通過氧化反應(yīng)破壞菌體。

2.1 化學處理技術(shù)

2.1.1 氯化消毒技術(shù)

從當前我國生活飲用水消毒處理情況來看，氯化消毒技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，在消毒期間主要使用氯化鈣、液氯等氯化藥劑，通過加入一定量的氯化消毒劑可以與水體發(fā)生化學反應(yīng)并形成次氯酸，這一過程中微生物細胞會受到次氯酸根離子以及氫離子的破壞，以此消除水體中的有害微生物。消毒期間易出現(xiàn)以四氯乙烯為主的消毒副產(chǎn)物，這些物質(zhì)也會對人體造成不同程度危害，比如腹瀉、菌痢和腸胃炎，因此需要加強對氯化消毒技術(shù)的研究與創(chuàng)新[2]。

2.1.2 二氧化氯消毒技術(shù)

二氧化氯消毒技術(shù)可以消除水體中的致病微生物，同時可以氧化水體有機物，避免藥劑和有機物發(fā)生化學反應(yīng)，有效降低水體中的生化需氧量。二氧化氯消毒處理優(yōu)勢在于不會產(chǎn)生有機副產(chǎn)物，不過隨著二氧化氯消毒技術(shù)研究的深入，發(fā)現(xiàn)進行飲用水消毒處理期間產(chǎn)生了非有機副產(chǎn)物，同樣會影響人體健康。具體說來，在生活飲用水處理期間，二氧化氯出現(xiàn)化學反應(yīng)的過程中大多數(shù)會殘留在水體，以2價氯酸形式體現(xiàn)。此外，消毒副產(chǎn)物亞氯酸鹽能使紅細胞氧化變性成為無色的正鐵血紅蛋白，引起溶血性貧血，人們長期飲用二氧化氯消毒技術(shù)處理后的水源，患溶血性貧血概率會增大。

2.1.3 臭氧消毒技術(shù)

在生活飲用水消毒處理技術(shù)利用過程中，臭氧消毒同樣可以達到良好的消毒效果，這是由于臭氧可以破壞水體中的微生物結(jié)構(gòu)，由此產(chǎn)生氧化分解現(xiàn)象，可以高效滅殺芽孢。需要說明的是，由于臭氧結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，易和水體中的新生態(tài)氧以及自由基的生成與釋放發(fā)生反應(yīng)，其中自由基以及新生態(tài)氧能夠穿透細胞壁，同時分解細胞壁葡萄糖氧化酶。整體來講，臭氧消毒技術(shù)具有安全和消毒效果良好的特點，不過在實際利用中對生產(chǎn)設(shè)備要求高，并且成本投入較大，因此該技術(shù)普及存在一定難度。此外，在具體利用期間消毒效果無法長久保持，還存在著臭氧生產(chǎn)效率較低的問題[3]。

2.2 物理消毒技術(shù)

2.2.1 紫外線消毒技術(shù)

紫外線消毒技術(shù)主要原理在于受紫外線照射影響使飲用水中的微生物細胞受到破壞，由此影響微生物核酸功能，起到抑制飲用水微生物繁殖的效果，最終實現(xiàn)消毒目標。紫外線消毒技術(shù)具體表現(xiàn)如下：①使用的紫外線消毒技術(shù)不同產(chǎn)生消毒效果也存在差異，比如低壓紫外線的消毒效果不及脈沖紫外線;②利用紫外線照射消毒期間，飲用水當中的有機物和無機物會對照射效果產(chǎn)生直接影響，即飲用水水體渾濁度較高，使得紫外線消毒效果持續(xù)下降;③在紫外線照射期間，水中的鐵離子會對紫外線實際消毒效果產(chǎn)生直接影響，銀離子也能夠發(fā)揮自身協(xié)同作用，提升消毒效果。目前，我國生活飲用水處理期間紫外線消毒技術(shù)無需添加化學藥劑，因此在整個消毒期間不會產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物，該技術(shù)的環(huán)保性能得到充分體現(xiàn)，但是該技術(shù)利用過程中持續(xù)消毒效果較差。

2.2.2 超聲波消毒技術(shù)

在物理消毒技術(shù)利用中，超聲波技術(shù)也是常用方式之一。超聲波消毒技術(shù)借助空化效應(yīng)，使得水體中氣泡溫度和壓力瞬間變化，并且超聲波發(fā)出的聲波可導(dǎo)致水體氣泡爆裂，憑借噴射能力穿刺生物細胞膜，抑制微生物，其中影響滅菌的參數(shù)包括溫度、時間與超聲波[4]。

3 全新的消毒技術(shù)應(yīng)用方式

目前生活飲用水消毒處理主要利用臭氧、液氧、二氧化氯以及紫外線等消毒技術(shù)。隨著近年來我國生物技術(shù)的不斷進步，全新的消毒技術(shù)得到了利用。

3.1 順次消毒技術(shù)

順次消毒技術(shù)可有效彌補臭氧消毒技術(shù)以及紫外線消毒技術(shù)的不足，通過二次投放消毒劑持續(xù)處理管網(wǎng)中的有害物質(zhì)。一般情況下，消毒劑以臭氧和紫外線作為首選，在二次消毒期間主要投放氯或者氯胺。在利用順次消毒技術(shù)的過程中，不同消毒劑配合使用可以起到更好的消毒效果，主要是由于不同消毒劑對微生物的影響存在差異，根據(jù)不同原理滅活微生物，能夠發(fā)揮協(xié)同作用。比如首次消毒期間，臭氧可以破壞微生物細胞壁，進而為二次消毒劑滲透破損細胞壁打下基礎(chǔ)。在使用單一消毒劑的過程中，對微生物細胞壁的破壞更小，多種消毒劑配合使用效果更好。

3.2 機械混合消毒劑消毒技術(shù)

機械混合消毒劑消毒技術(shù)是將兩種消毒劑通過一定比例進行配制，進而消滅水體中致病微生物的方法，兩種消毒劑在使用過程中可以發(fā)揮協(xié)同作用，不僅可以起到順次消毒的效果，兩種消毒劑發(fā)生反應(yīng)還可以產(chǎn)生額外的消毒效果。在生活飲用水消毒過程中，順次消毒技術(shù)以及機械混和消毒劑消毒技術(shù)都可以發(fā)揮協(xié)同作用，盡管協(xié)同原理存在一定差異，不過都為水的消毒提供了有效選擇。相較于傳統(tǒng)的消毒方法，以上兩種措施優(yōu)勢明顯，可以減少消毒劑的使用，并且能夠控制水中微生物與消毒劑的接觸時間，由此節(jié)約了水體消毒費用。此外，近年來以上兩種技術(shù)的安全性和工作效率大大提升，能對多種類型微生物進行滅活[5]。

4 飲用水消毒技術(shù)發(fā)展趨勢

在今后的消毒技術(shù)利用過程中，重點關(guān)注對副產(chǎn)物前體物的清除，要求切實做好預(yù)處理工作，明確消毒劑和水體中物質(zhì)的反應(yīng)機理，完善評價體系，并且要加強環(huán)保型消毒劑的開發(fā)，具體如下。

4.1 消除副產(chǎn)物前體物

氯化消毒副產(chǎn)物就是氯消毒期間和水體中腐殖酸藻類微生物代謝物等天然有機物生成的有害物質(zhì)，其中主要有害物質(zhì)為三鹵甲烷以及鹵乙酸，這些物質(zhì)會誘發(fā)腎癌、肝癌、大腸腫瘤疾病，還會增加女性生殖死胎概率。有研究發(fā)現(xiàn)，生成的鹵代副產(chǎn)物和水中游離子氯含量存在密切關(guān)系，在生活飲用水消毒期間加入活性炭吸附、膜過濾系統(tǒng)可在一定程度上減少鹵代副產(chǎn)物的含量。與此同時，可以借助吸附工藝或者消毒前預(yù)處理等方式消除副產(chǎn)物體前物。

4.2 消毒預(yù)處理

在消毒前期，通過預(yù)處理可以減少微生物以及毒副產(chǎn)物的含量。藻類密度小，主要在水中懸浮，借助混凝工藝難以去除，因此需要加入氧化劑，改變藻類表面的電性，提升凝聚效果。有研究發(fā)現(xiàn)，將液氧作為預(yù)氧化劑對藻類含量較高的水體處理時會破壞藻類結(jié)構(gòu)，使得水體中的有機物含量增加。而將高錳酸鉀作為預(yù)氧化劑可以減少消毒副產(chǎn)物，以此提升水質(zhì)。

5 結(jié)語

綜上所述，飲用水安全關(guān)系著人們健康和社會發(fā)展，由于我國諸多地區(qū)生活飲用水受到不同程度污染，所以新時期需要切實加強消毒技術(shù)的利用?？紤]到我國不同地區(qū)的水質(zhì)條件存在差異，需要根據(jù)實際情況選擇消毒工藝。目前我國氯消毒技術(shù)十分成熟，可以對多數(shù)細菌滅活，今后還需要加強消毒技術(shù)的深入研究，重點放在消除氯消毒副產(chǎn)物前體物方面，加強聯(lián)合消毒技術(shù)的利用，通過分析不同消毒手段的反應(yīng)機理，完善消毒評價體系，以此開發(fā)出更加節(jié)能環(huán)保的消毒劑，進而促進社會的健康發(fā)展。

參考文獻

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