科技论坛 消毒技术在自来水厂的应用探析 岳小艳 （西安市自来水总公司，西安７１００８２） 【摘要】不管水源是从地表采集还是从地下采集，为了确保 水质的安全进行消毒是很有必要的，目前国内的自来水厂常用的集 中处理自来水的消毒技术主要有氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、 紫外线消毒等等，自来水进行消毒的原因，主要是将自来水中对人 体有害的微生物去除掉，已达到安全饮用的标准。 【关键词】自来水；消毒技术；次氯酸；二氧化氯；臭氧 水是生命之源，是人类所不缺缺少的东西。一旦缺少了水，那 么生命将会遇到巨大的危机。水是如此重要的，但是通过一些医学 专家的研究，水同样是很多疾病的传播介质。据世卫组织统计，目 前全球超过８０％的疾病是通过不干净的饮用水传播出来的，由此我 们可以想到，水质的安全关系千家万户的生命安全，关系人类的体 质安全，如何将饮用水的水质确保安全呢？对自来水进行消毒处理 是目前最好的方法。当前我国的大部分自来水厂采用的消毒方法是 通过氯化法进行消毒处理的，但是通过这种方法处理的自来水，会 产生一些卤化有机物，而这些有机物是不安全的，有可能会导致人 体致癌或者其他疾病，而且消毒处理完成后，不能及时有效的将这 些致癌有机物处理掉，存在着很大的安全性，所以目前也发明了很 多新的消毒处理技术 １自来水厂进行消毒处理的原因 自来水厂的水目前主要来源与地表水或者地下水，但是这些水 源大多可能都已经受到生活污水或者工业废水的污染，通过自来水 厂一些沉降措施和过滤措施都不能完全将有害的病菌和微生物充分 处理干净，这些水如果直接饮用，很容易成为传播各种疾病的传播 介质，导致人体生病。目前国内的生活污水和工业废水对于地下水 和地表水的污染特别严重，同时自来水在存储和传送的过程中，也 很容易受到细菌的污染。为了保障饮用水的安全可靠，保证人民喝 上放心安全的自来水，达到国家饮用水的标准，就必须进行自来水 消毒处理，通过消毒处理完的水，病菌和微生物的危险性将大大降 低。 ２常用的消毒技术在自来水厂中的应用 目前我国国内的自来水厂常用的三种自来水消毒方法主要是： 氯化法、臭氧消毒法、紫外线消毒法这三种。虽然这三种消毒处理 技术的原理不同，但都或多或少的存在一定缺陷和问题。目前为止， 还不能找到一种更加有效和普遍适用的消毒处理技术来取代目前这 三种，都存在着相当的缺点和弊端。 ２．１氯消毒技术在自来水厂的应用 氯化法的主要消毒原理是通过氯气与水反应产生次氯酸，而次 氯酸是一种具有强氧化性的酸，这种强氧化性会使微生物或者病菌 的细胞中的酶被氧化，而细胞内的蛋白质也会被阻止合成，最终导 致病菌和微生物的死亡，达到消毒处理的最终目的。这种氯化法的 最重要的优点是操作方法异常简便，而且持续消毒能力强，并且价 格低廉，不需要复杂的设备，便于使用和推广，国内最广泛使用的 就是这种方法。但是氯气本身是有毒性的，使用氯气要注意防护好， 使用氯化法不能有效的杀死病菌的孢子，而且会产生很多副产物， 例如三氯甲烷和氯乙酸等，饮用这种方法消毒的自来水，还是存在 着一定的安全隐患。但是由于这种方法便于推广和价格低廉，操作 简便，还是受到了国内大多数自来水厂的青睐。并且在未来的一段 时间内，这种方法还是目前国内最常用的消毒方法。 ２．２臭氧消毒技术在自来水厂的应用 臭氧在水中存在时容易发生氧化反应，并且会产生氧化性能很 强的单原子（Ｏ）和羟基自由基（ＯＨ・），这些强氧化剂将会对病菌和 微生物的细胞进行强大的分解和破坏，而且单原子（０）和羟基自由 基（ＯＨ．）发生的氧化反应速度很快，对于病菌有着十分强大的波怀 里，而且那些采用氯气方法不容易杀死的病菌孢子在面对单原子氧 （０）时，会很容易被杀灭。臭氧杀毒技术的应用范围十分广阔而且 潜力巨大。但是目前国内应用的还是比较少，还处于开发起步阶段。 一些关键性技术已经取得突破，所以未来国内的自来水臭氧消毒的 前景十分美好，但相对来说臭氧的成本较高，而且相关设备的采购 也需要一大笔资金。启动费用高，是目前推广难的主要问题。 ２．３紫外线消毒技术在自来水厂的应用 紫外线消毒技术的原理主要是通过对于自来水进行紫外线的照 射，破坏及改变微生物的ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）结构，使病菌和微 生物死亡，从而达到消灭病菌的目的。紫外线消毒的真正原理通过 ＵＶＣ紫外线的ｃ波段，让病菌大量吸收，导致细胞的细胞质和细胞 壁发生波坏，而使其细胞丧失分裂和复制的能力，通过紫外线消毒 技术可以有效杀死病菌和微生物确保自来水的水质安全。目前全球 范围内，通过紫外线消毒技术处理自来水己经广泛应用，而这种消 毒技术也比较绿色环保，同样的在医疗和空气消毒中，这种技术也 已经全面推广。 ２．４具有发展潜力的消毒新技术 随着科学技术的迅猛发展，同样出现了一些新的消毒处理技术， 例如银法、光催化氧化法、微电解法、膜法、超声波法等等。微电 解法是通过微电解器在自来水中产生活性物，这种活性物质对于病 菌和微生物具有很强的破坏作用。膜法就是通过膜对于水中存在有 害病菌和有机物进行过滤，生产出安全优质的饮用水。这些新技术 的出现，都极大的加快了饮用水水消毒处理技术的更新，希望不远 的将来，这些技术能尽快的在国内的自来水厂开始使用，为保障我 国的居民用水贡献自己的价值。 ３结语 饮用水的水质安全关系着千家万户老百姓的身心健康。而目前 国内的实际情况也决定了很多自来水厂不能单一的采用一种消毒技 术对饮用水进行处理。应该根据实际情况，选用自己最适合的方法， 将这些技术有机的结合起来进行消毒，为保障全民的安全用水做出 自己的贡献。 参考文献： …１张琛．自来水厂常用的几种水处理消毒技术Ⅱ１．大众科技，２０１０（１１）． ［２］马树升，樊铭京，张峰等．二氧化氯消毒技术在村村通自来水中的应 用『ｌ１．山东农业大学学报（自然科学版），２００８（０１）． 【３】王少峰，丁桑岚．自来水厂消毒技术应用和发展Ⅱ１．四川化 工，２００７（０４）． （上接第４７６页） （３）做好隔气层施工。保温施工中，要特别注意防潮隔气层施 工，因为高层建筑中使用有保温材料都具有较强的吸水性，一旦保 温材料受潮，保温性能大大降低，保温材料表面结露，可使其进一 步受潮，形成恶性循环。防潮隔气层的施工，保温板与保温板或管 壳与管壳之间应错缝拼接，拼缝间的间隙也需用保温材料填实，在 凸出的管道法兰处，再加铺一层保温材料。使用带铝箔的保温材料 时，铝箔胶带搭接的宽度应大于５２ｍｍ，并注意粘结剂的耐温性能。 （４）注意设备的保温。施工时必须将阀门体全部保温，只允许 留转动阀门的手轮的部位不保温。对于常需检修的阀门，最好将保 温层的保护壳做成可拆卸式。风机盘管冷凝水集水盘的保温，一般 由生产厂家完成，但由于保温层很薄，且运输或现场旌工时常刮坏， 发生结露现象。最好的解决办法是加厚保温层，可杜绝结露。 ４结束语 暖通空调安装，要达到质量标准要求，就要对工程施工的全过 程进行系统的控制。“以人为本”，首先确保施工管理操作者，对 设计意图有全面了解，熟悉各专业施工图，再则编制好空调系统安装 施工方案，抓好关键过程和特殊过程的质量把关，做好控制要点的 事前、事中、事后的整治与整改管理，采用先进的暖通空调技术， 妥善安排暖通空调安装及操作程序，认真处理暖通空调安装中发生 的问题，使暖通空调工程的完成，能真正在建筑结构的配置中，发 挥整体的功能与效益，为创建美好和谐的工作生活环境而添砖加瓦。 ２０１３．０７ ｆ
２０１０年第３０期（总第１６５期）竹黧毒妻噍棼鲢Ｎｏ．３０．２０１０（ＣｕｍｕｌａｔｉｖｅｔｙＮＯ．１６５）
城市自来水厂臭氧消毒技术实践探索
梁庆丰
（广西北投水务有限公司，广西钦州５３５０００）
摘要：臭氧消毒技术因具有杀菌迅速、次生污染小、除异味效
果显著等突出优点，广泛应用于污水处理、自来水消毒中。文
章对城市自来水厂臭氧消毒技术中的臭氧气源系统、臭氧发生器、布气系统以及设备维护保养等关键技术进行了分析。
关键词：城市自来水厂；臭氧消毒技术；污水处理；布气系统
中图分类号：Ｘ９３２文献标识码：Ａ
文章编号：１００９—２３７４（２０１０）３０一００７３一０２
长期以来，人们在自来水消毒中采用的是氯气消毒技术。
然而，这种消毒方法对水酸碱度有一定的要求，并且经氯气处
理后的水体还将产生某些对人体造成伤害的氯化有机物。随
着我国人们生活品质的提高，氯气逐渐被臭氧取代，成为自来
水清毒处理的主流技术。臭氧（Ｏ，）属于一种活性强氧化剂，可以对水中的各种细菌、病毒产生快速杀灭消毒作用，并且不
会产生次生污染，同时，还能起到除异味、脱色、清除悬浮物等
作用。目前，臭氧消毒技术已经广泛用于城市自来水、工农业
与生活污水处理工艺中。特别是近些年来，水处理业引入了
ＯＪＢＡＣ的处理工艺后，以其突出的优点在我国经济发达的长江三角洲、珠江三角洲地区得到了迅速推广，与工艺相配套
的臭氧设备也得到了应用。下面笔者结合多年工作经验，对城市自来水厂的臭氧消毒技术作简要探讨。
１臭氧气源系统
臭氧系统生产臭氧的原料有两种，即空气和氧气，氧气主
要通过现场制氧或从外部采购。不同的原料供应来源将成为
影响自来水厂臭氧处理系统的投资和经营成本的主要因素。
自来水厂在选择具体气源时主要依据有：
（１）臭氧生产的单位综合成本比较，综合成本主要包括生
产所需的耗电量、供气（液态氧气）、气源生产设备的固定资
产投资（或租赁）成本，以及日常维护成本等。
（２）臭氧消毒的需求量，可根据自来水厂的供水规模进行
zzzPsgiolePfrpｍＴＥＣＨ＆ＣＡＳＥ ｌ技术与案例 臭氧消毒等，物理消毒应用得 比较广泛的主要是紫外线消毒。 一、化学消毒技术 １．液氯（Ｃ１２）消毒 氯消毒历史悠久，可以追 溯到上世纪初期。目前含氯消 毒仍然是自来水厂处理处理工 艺中的主流的消毒方法，在经 济发达国家，如美国、英国等， 绝大多数的水厂仍然采用氯消 毒技术，比例高达近９５％。在 我国，比例则更加高，自来水 厂应用氯消毒技术的比例达到 ９９％以上。含氯消毒剂在消毒 过程中起主要消毒作用的是次 氯酸，其在水中的化学反应式 表示为： Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ—斗Ｃｌ一＋ＨＣＩＯ； ＨＣｌＯ—Ｈ＋＋ＣＩＯ一。 次氯酸是含氯消毒剂与水作 用生成的产物，具有杀菌作用。 次氯酸本身不带电荷，为中性 分子，能靠近具有负电荷的细 菌，穿过细菌细胞壁，在氧化 作用下，破坏其酶系统从而达 到杀灭细菌的作用。次氯酸根 离子虽然也有杀菌能力，但是由 于其带有负电荷的原因难以接 近同带负电荷的细菌，因此达不 到灭菌效果。 氯消毒具有经济、效果可 靠、自动化程度高、操作简单 等优点，但是易与水中某些物 质反应产生有害的消毒副产物， 如三卤甲烷等副产物。三卤甲 烷在自来水用氯消毒剂进行氯 化消毒过程中，与水中的某些 有机物所反应生成氯仿、一溴 ９４水工业市场２０１６年第３期 二氯甲烷等挥发性卤代烃类化 合物。有证据表明，三卤甲烷 具有致畸性、致癌性和致突变 性，一定量的累积即会对人体 肝、肾等内脏器官造成严重的 伤害。 ２．二氧化氯（Ｃ１０２）消毒 二氧化氯在１９４５年左右被 应用在饮用水消毒。二氧化氯 消毒原理：二氧化氯与液氯相 似，也是通过穿透细菌的细胞 壁，破坏细菌内部的酶系统， 以此控制蛋白质的合成，杀死细 菌和病毒。 优点：（１）能把腐殖酸（ＨＡ） 等天然的有机物直接氧化，可 减少三卤甲烷等消毒副产物产 生；（２）二氧化氯溶解度比氯气 大，易溶于水；氧化性较强， 可有效的降低水的色度及一些 重金属元素；（３）消毒时间较氯 气持续时间长；（４）二氧化氯的 消毒效果不受氨的影响，从而 弥补了氯消毒在这方面的不足； （５）－氧化氯杀菌效果几乎不受 ｐＨ值的影响，通常情况下，ｐＨ 值为４—９之间时，均能保持较 好的杀菌能力。 缺点：…１二氧化氯常温下 极不稳定，气态时易爆；（２）相 对于氯消毒剂来说，二氧化氯 成本相对较高，另外，目前市 面上的二氧化氯也会含杂一定 的有效氯成分；（３）ＣＩＯ：消毒虽 然不会产生三氯甲烷类的副产 物，但是却会产生其他的消毒 副产物，一类毒副产物是被二 氧化氯氧化而生成的类似羟基、 醛基、酚基等含氧的官能团， 大多数被氧化成酮、醛或羰基 类的物质；另一类是二氧化氯 本身被还原成亚氯酸根和氯酸 根的无机副产物。 ３．臭氧（ｏ ）消毒 臭氧味腥，具有气、液两 种形态，是氧的同素异形体。 自然界中的臭氧存在于大气中， 海面上的臭氧浓度比陆地高。 臭氧的氧化能力强，可应用于空 气消毒和饮用水消毒，应用于水 消毒时，其浓度达到Ｏ．０５ｍｇ／Ｌ， 即可以达到杀菌效果。 ４．常规化学消毒技术比较 含氯消毒剂、二氧化氯以 及臭氧三种消毒方法各有优劣， 下面针对生成物质及消毒效果 等几方面进行比较，详见表１。 目前我国自来水厂普遍应 用的是化学消毒技术，其中应 用的最多的是二氧化氯消毒与 液氯消毒，这两种消毒技术需 要的设备简单，消毒效果好， 特别是针对微生物的消毒效果 明显。 鉴于二氧化氯相对于含氯 消毒剂具有多方面的优势，我 们国内已有多家水厂开始试用 二氧化氯消毒剂。我们国家虽 然在２０００年技术进步发展规 划中重点推广研究二氧化氯， 但是二氧化氯在合理制备和安 全贮存等方面需要更加完善， 特别是国家尚未针对二氧化氯 应用于饮用水消毒制定全国性 的标准，使得二氧化氯目前还很 难完全替代液氯应用于饮用水的 消毒。
自来水中的消毒方式及其效果
水是生命之源，我们日常生活中使用的自来水，在到达千家万户之前，都需要经过严格的消毒处理，以确保其安全性和卫生性。那么，自来水中常见的消毒方式有哪些？它们的效果又如何呢？
目前，自来水消毒的主要方式有氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等。
氯消毒是应用最为广泛的一种消毒方式。氯气或者含氯化合物（如次氯酸钠）被加入到水中，与水反应生成具有强氧化性的次氯酸。次氯酸能够破坏细菌和病毒的细胞膜，进而杀灭它们。氯消毒的优点十分明显，它具有成本低、操作简单、消毒效果稳定等特点。而且，氯在水中能够保持一定的残留量，在水从水厂输送到用户的过程中，持续发挥消毒作用，有效防止微生物的再次滋生。然而，氯消毒也存在一些不足之处。当水中含有较多的有机物时，氯会与这些有机物反应，生成一些对人体健康可能有害的消毒副产物，如三卤甲烷等。
二氧化氯消毒是另一种常见的消毒方式。二氧化氯是一种强氧化剂，它能够迅速杀灭细菌、病毒和原生动物等微生物。与氯消毒相比，二氧化氯消毒产生的消毒副产物相对较少，对人体健康的潜在风险较低。同时，二氧化氯在水中的溶解度较高，能够在较低的浓度下发挥良好的消毒效果。不过，二氧化氯的制备和储存相对较为复杂，成本也较高，这在一定程度上限制了它的广泛应用。 臭氧消毒是一种高效的消毒方式。臭氧具有极强的氧化性，能够快速杀灭水中的各种微生物，并且对一些难以去除的有机物也有很好的氧化分解作用。臭氧消毒能够有效地改善水的口感和气味，提高水质。但臭氧在水中的稳定性较差，容易分解，无法在水中保持持久的残留消毒作用。因此，通常需要与其他消毒方式联合使用，以保证消毒效果的持续性。
紫外线消毒则是一种物理消毒方式。紫外线能够破坏微生物的遗传物质，从而使其失去繁殖和致病能力。紫外线消毒不产生消毒副产物，对水质没有化学影响。但紫外线消毒的效果容易受到水中浊度和颗粒物的影响，如果水中杂质较多，紫外线的穿透能力会受到限制，从而影响消毒效果。
