二次供水水箱(池)消毒環(huán)節(jié)優(yōu)化及效果實證★

嵇譯峰，汪寧杰，周 率，趙金輝，馬丁山，賈 芮

(1.南京工業(yè)大學城市建設學院，江蘇 南京 211816； 2.南京市供水節(jié)水指導中心，江蘇 南京 210004)

0 引言

二次供水設施對管網(wǎng)末梢飲用水的質(zhì)量與安全有著重要影響。據(jù)有關調(diào)查，二次供水設施水質(zhì)合格率低于同期管網(wǎng)水合格率，二次供水水質(zhì)投訴占到生活飲用水類投訴比例的1/2左右[1-2]。鑒于此，近年來二次供水受到政府監(jiān)管部門高度重視，但由于二次供水單位和設施數(shù)量眾多，產(chǎn)權歸屬復雜，導致監(jiān)管仍存在盲區(qū)。

近些年來，各地已陸續(xù)出臺二次供水水箱清洗和消毒要求以及管理措施，但在消毒隊伍管理、作業(yè)流程、消毒劑選擇、消毒環(huán)節(jié)關鍵參數(shù)等方面仍需規(guī)范，既要確保消毒效果，又要避免消毒劑量過高帶來清洗消毒成本增加、藥劑污染以及殘余的消毒劑增加管網(wǎng)末梢水中的消毒副產(chǎn)物含量等問題[3-5]。因此，加強二次供水儲水設施清洗消毒關鍵環(huán)節(jié)優(yōu)化對于切實保障管網(wǎng)末梢龍頭水水質(zhì)安全具有重要意義。

1 試驗方法及材料

1.1 消毒劑及消毒參數(shù)優(yōu)化試驗

1)不同水箱材質(zhì)模擬消毒試驗。

分別準備200 mm×250 mm不銹鋼板和瓷磚(釉面磚)材料，置于圖1所示動態(tài)模擬試驗箱中。試驗用原水為放置一段時間(>48 h)以去除余氯后的自來水，其可促進材質(zhì)表面微生物生長和掛膜，模擬水箱污染過程。試驗期間水溫22 ℃～26 ℃，pH為7.33～7.64；其他水質(zhì)指標濁度，CODMn，NH3-N和菌落總數(shù)范圍分別為0.25NTU～0.45 NTU,1.13 mg/L～2.13 mg/L,0.081 mg/L～0.110 mg/L和300 CFU/mL～1 200 CFU/mL。將準備的試驗板材浸泡在水中，讓細菌在板材表面掛膜生長，以備消毒試驗之用。

2)消毒試驗步驟。

消毒試驗前，取純凈水加熱煮沸并保持15 min以上，密閉自然冷卻后置于冰箱內(nèi)作為無菌純凈水供對照消毒試驗使用；消毒劑分別采用 NaClO溶液(上海國藥試劑集團)、穩(wěn)定態(tài)ClO2(山東省雅潔有限責任公司)和HClO(希瑞希曼(浙江)生物科技有限公司)三種消毒劑。分別配置質(zhì)量濃度為50 mg/L，100 mg/L和200 mg/L的消毒劑溶液待用。

取4塊待消毒試驗掛片材料，分別噴灑無菌純凈水,50 mg/L,100 mg/L和200 mg/L的NaClO消毒劑溶液，每次試驗噴灑3次，實際測試每塊板每次噴灑量(2.2±0.3)mL。噴灑完后將板材表面分為四個區(qū)域，每個區(qū)域分別在0 min,15 min,30 min和60 min各選兩個10 cm2區(qū)域用無菌采樣棉簽采集兩個平行樣，取樣后轉(zhuǎn)入事先準備的10 mL滅菌生理鹽水試管內(nèi)，將試管置于漩渦振蕩器振蕩5 min，移取1 mL水樣接種于準備好的瓊脂平板培養(yǎng)基上，置于37恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h，根據(jù)細菌總數(shù)檢測結(jié)果評估消毒效果。更換其他消毒劑后重復上述步驟。

1.2 實際水箱清洗消毒效果實證研究

1)清洗水箱對象。

選擇南京市10處不同材質(zhì)、容積和用途的典型水箱進行實際清洗效果驗證。所選清洗對象包括混凝土水箱和不銹鋼水箱，水箱用途以生活用水及生活和消防共用水箱為主，10個清洗水箱對象情況見表1。結(jié)合1.1節(jié)消毒劑及消毒參數(shù)優(yōu)化試驗結(jié)果，開展實際清洗效果實證研究。

表1 10個清洗水箱對象基本情況

2)清洗消毒流程。

清洗：清洗采用高壓水槍沖洗與人工洗刷相結(jié)合方式，使用高壓水槍對水池(箱)池壁及池底進行清洗；使用硬尼龍刷、軟布等對難以清洗部位進行人工洗刷，確保池壁達到手觸無膩感。將洗刷后的積水排空并且沖洗干凈。

消毒：采用噴灑消毒方式，根據(jù)前述消毒劑及消毒參數(shù)優(yōu)化試驗部分結(jié)果，采取以下步驟：

a.選擇穩(wěn)定態(tài)二氧化氯消毒劑，配置為質(zhì)量濃度150 mg/L的溶液，作業(yè)人員對水池(箱)內(nèi)壁自上而下，由里向外進行全面噴灑，噴灑完后作業(yè)人員離開水池(箱)并蓋上人孔。

b.噴灑后等待消毒時間30 min。

c.消毒完成后沖洗水箱內(nèi)壁2遍，泄空排水并再次沖洗1遍后打開水池(箱)進水閥，放入自來水。

3)水質(zhì)測定。

清洗消毒前和消毒后分別采集3個平行水樣，所采集的水樣分別使用HACH 2100Q便攜式濁度儀(HACH，美國)檢測濁度； pH 計(PHS-3C，上海雷磁)進行 pH 測定；游離氯和總氯的測定參照HJ 586—2010采用 N, N-二乙基-1, 4-苯二胺(DPD)分光光度法測定；微生物指標中細菌總數(shù)和總大腸菌群測定具體按照GB/T 5750.12—2006測定，接種后置于恒溫生化培養(yǎng)箱(SPX-350B，上海力辰)內(nèi)培養(yǎng)計數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 消毒參數(shù)優(yōu)化試驗結(jié)果

不銹鋼和釉面瓷磚掛膜后采用無菌純凈水作為空白對照，分別以次氯酸、次氯酸鈉、二氧化氯為消毒劑消毒15 min，30 min，60 min后，各條件下2個平行樣細菌總數(shù)檢測結(jié)果平均值見表2。

表2 瓷磚和不銹鋼水箱材質(zhì)表面消毒參數(shù)優(yōu)化試驗結(jié)果

由表2結(jié)果表明，對瓷磚表面進行消毒時，二氧化氯消毒效果優(yōu)于次氯酸和次氯酸鈉，后兩者消毒效果基本相當。目前尚無清洗消毒后水箱壁微生物指標限值，從結(jié)果之間比較來看，50 mg/L的三種消毒劑消毒30 min均未實現(xiàn)完全滅活；100 mg/L二氧化氯可在30 min基本實現(xiàn)滅活，而100 mg/L次氯酸和次氯酸鈉在 60 min可達到良好效果；200 mg/L消毒劑濃度下三種消毒劑均在30 min實現(xiàn)良好消毒效果。對不銹鋼表面進行消毒時，滅活效果順序依次為二氧化氯>次氯酸>次氯酸鈉。與瓷磚表面消毒效果相比，即使在200 mg/L消毒劑濃度和60 min接觸時間條件下，仍有未滅活細菌檢出。

對比瓷磚和不銹鋼兩組的消毒效果，3種消毒劑對瓷磚表面消毒效果均比對不銹鋼表面消毒的效果更好。這可能是受不銹鋼板材的材質(zhì)中成分與具氧化性消毒劑反應所影響[6]?；谝陨辖Y(jié)果分析，建議優(yōu)先考慮采用100 mg/L～200 mg/L二氧化氯和30 min以上消毒時間以保證消毒效果。

2.2 水箱清洗消毒效果實證研究

通過對10個水箱實際清洗消毒前后水箱水質(zhì)采樣檢測，其中肉眼可見物、臭和味均未檢出，色度均在5以下，pH在7.46～7.83之間，消毒前后變化不大，與王楊等報道結(jié)果相似[7]。其余檢測指標平均值見表3。

表3 消毒前后水箱水質(zhì)檢測結(jié)果

從結(jié)果可以看出(見圖2)，所清洗的水箱清洗前后水樣濁度均不超標，清洗消毒后濁度略有下降，基本為進水自來水濁度。清洗消毒對于減少菌落總數(shù)效果顯著，由于不同水箱管理水平不同，清洗前5號、7號、8號、9號、10號水箱由于前期箱壁積泥等原因細菌總數(shù)超標，指標差異很大，而清洗后細菌總數(shù)均值從清洗前253.4 CFU/mL下降為13.1 CFU/mL，且清洗后各水箱微生物指標差異較小。同樣，清洗消毒對于總大腸菌群控制效果明顯，清洗消毒后總大腸菌群指標被有效控制在接近未檢出水平(8號水箱結(jié)果異常)。從清洗消毒前后游離余氯水平差異來看，清洗消毒前由于不同水箱管理水平和內(nèi)部污染程度差異，游離余氯檢測結(jié)果較為分散且平均水平較低，清洗消毒后水質(zhì)游離余氯平均值從清洗前的0.219 mg/L提高到0.274 mg/L，且各水箱游離余氯組內(nèi)差異減少，有利于確保水質(zhì)。

2.3 清洗消毒對水箱池壁微生物量影響

清洗過程中對7號和8號兩個水箱清洗前后池壁清洗前后微生物數(shù)量變化進行了檢測。從結(jié)果來看(見圖3)，清洗前后池壁細菌總數(shù)下降明顯，平均下降了63.4%，但清洗后池壁微生物仍有檢出，由于兩個水箱清洗消毒前均污染較嚴重，微生物指標超標，因此，建議針對污染嚴重水箱應采取加大消毒劑濃度和優(yōu)化清洗方式等，進一步提高效果。

3 結(jié)論

通過研究主要結(jié)論如下：

1)對比的3 種消毒劑對瓷磚表面消毒效果均比對不銹鋼表面消毒的效果更好，基于試驗結(jié)果，建議優(yōu)先采用100 mg/L～200 mg/L二氧化氯和30 min以上消毒時間，對污染較重水箱可適當加大劑量和延長消毒時間以保證消毒效果。

2)水箱清洗消毒對肉眼可見物、臭和味、色度、pH影響不大；清洗消毒后對細菌總數(shù)和大腸菌群指標控制效果顯著，能夠有效將微生物指標控制在標準以內(nèi)；游離余氯水平有所提高，有利于防止水質(zhì)二次污染。

3)實際上，當前二次供水投訴和監(jiān)測不合格指標主要圍繞微生物方面，因此，從以上清洗消毒對于保障二次供水水質(zhì)效果非常關鍵，仍需針對當前該環(huán)節(jié)存在的問題進一步規(guī)范。