自来水厂消毒方式及消毒副产物的控制

自来水处理过程中的加氯消毒副产物和控制方法发布时间：2021-12-15T06:24:07.006Z 来源：《福光技术》2021年20期作者：蒋晓[导读] 氯消毒是自来水处理的重要手段，本文简要介绍了自来水氯消毒副产物的概念、分类、形成过程。

详细论述了氯消毒副产物的控制方法。

沭阳县城乡水务发展有限公司摘要：氯消毒是自来水处理的重要手段，本文简要介绍了自来水氯消毒副产物的概念、分类、形成过程。

详细论述了氯消毒副产物的控制方法。

关键词：氯消毒；自来水；副产物；控制方法引言1902年，比利时在水处理工艺过滤前首次使用了氯化石灰，这被普遍认为是饮用水氯消毒技术的开始。

1905年，英国伦敦首次在公共供水系统中采用连续加氯消毒技术。

1908年，美国芝加哥首次使用次氯酸钠消毒技术。

随后，氯消毒技术得到了广泛应用并不断发展完善，水传播疾病得到了有效控制，进而改善饮用水水质，保障了人们的用水安全。

一百多年来，世界范围内的许多学者对氯消毒机理展开了广泛而深入的研究，如何克服由于氯消毒所带来的不利影响和危害也成为广大饮用水者所关心的问题之一。

1氯消毒副产物介绍1.1氯消毒副产物的概念当采用消毒剂（如氯气、臭氧、二氧化氯、氯胺等）对饮用水进行消毒处理时，由于饮用水中的天然有机物（Natural Organic Matter,NOM）、人为污染物或溴/碘离子等前体物质的存在，导致两者反应生成一系列卤代化合物，称为消毒副产物（DisinfectionBy-products,DBPs）。

1.2氯消毒副产物的分类最初的饮用水DBPs主要指因氯消毒产生的副产物，随着消毒剂种类的增多，消毒方式的多样化，DBPs的涵盖范围也大大增加。

自20世纪70年代，Rook等首次证实了氯处理后的饮用水中有三卤甲烷的存在以来，得到确认的DBPs已有600多种，仅占水中DBPs总类的50%不到，其中大约有85种得到了人们一定程度的研究。

一般而言，DBPs主要分为以下四类，即三卤甲烷（Trihalomethanes，THMs）、卤乙酸（Haloaceticacids，HAAs）、卤乙腈（Haloacetonitriles，HANs）和致诱变化合物（Mutagenx，MX）。

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。

浅谈给水系统消毒方法及控制其消毒副产物措施摘要：在城市给水系统中，消毒是一个重要的生产环节。

消毒可以杀灭水中大部分的细菌和病毒，保证饮用水安全。

各种消毒方法有不同的适用环境，要综合考虑适用性、经济性、安全性来选择一种或多种消毒方法。

有些消毒方法还会产生对人体有害的消毒副产物。

人们在饮用水中已经检测出765种对人体有害的消毒副产物。

关于消毒副产物的研究已成为科研工作者的研究重点。

关键词：给水系统；消毒；预氧化1消毒技术在饮用水处理中的现状研究1.1液氯（或氯气）消毒目前供水系统中常用的消毒方法有氯气、臭氧、二氧化氯、氯胺、高猛酸钾、紫外线和超声波等。

氯在常温下为黄绿色气体，具强烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很强。

在6、7个大气压下，可变成液态氯，体积缩小457倍。

容易运输和储存。

据不完全统计，我国约有99.5%的水厂采用氯消毒工艺。

氯溶于水后起下列反应：Cl2+H20=HCl+HClOHClO=H+ +OCL-漂白粉在水中也能水解成次氯酸，氯的杀菌作用，主要是次氯酸体积小，易穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统（主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏），从而使细菌死亡。

氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性损害。

但是近年来的大量研究表明，在常用的消毒方式中，氯消毒是产生氯化消毒副产物最多的消毒方式。

消毒后的饮用水经Ames试验其致突变性强于其它几种消毒剂的副产物。

1972年美国国家环保局在密西西比河下游路易斯安那州3个城市的饮水中发现44种有可能致癌的物质和别的毒性有机化合物。

1974年又报道新奥尔良市饮水中有66种有机化合物。

氯化DBFs 包括：三卤甲烷（trihalomethans，THMs）卤乙酸（haloacetic acids，HAAs）卤乙腈（haloaceton-triles，HANs）水合三氯乙醛（chlorahydrate，Ch）卤代酮（HKs）卤代酚（ePs）三氯硝基甲烷（chloropierin）氯化氰（cyanogens chloride）酸性氯化咲喃酮（MX）溴酸盐等等。

中小水厂消毒工艺优化及副产物控制技术摘要：确保饮用水的安全是最大的民生问题之一,在中国的经济和社会发展密切相关的大多数居民的生命和健康,和中国的一个主要问题的努力实现城市化、现代化和全面建设小康社会。

饮用水消毒是保证饮用水安全的重要环节。

对于我国中小型水厂来说，如何减少消毒副产物的产生，保证饮用水的安全仍有很长的路要走。

关键词：中小水厂；消毒工艺；副产物；控制技术一、研究内容与结果1、中小水厂消毒技术与消毒副产物特征分析1.1中小水厂消毒技术与消毒副产物调研课题开展初期，通过资料查阅、电话和网络等形式对全国30个中央直辖市、自治区和省份的1195座中小水厂(300家水司)进行调研，结果表明:我国中小水厂消毒工艺主要是二氧化氯消毒和氯消毒，其中复合二氧化氯消毒占比为49．32%，高纯二氧化氯占比为28．83%，氯消毒占比为21．85%。

为确保有效开展中小水厂消毒技术及副产物超标风险水平研究，选择126座水厂(涵盖7大流域、22个省份/自治区/直辖市)进行了实地问卷及水样分析调研，调研水厂分布情况如图1所示。

本次调研掌握了我国中小水厂消毒工艺占比及消毒副产物超标风险水平，完成了中小水厂标准内消毒副产物分布地图(图2)，提出了典型中小水厂消毒工艺选择与优化的技术方案，明确了典型中小水厂氯消毒新型副产物优先控制清单，编制了《我国重点流域及典型区域中小水厂消毒副产物调研报告》。

图1我国中小水厂调研样本分布情况图2中小水厂标准内消毒副产物分布地图1.2不同消毒方式的风险评估通过制定标准化的样本选择、采集、运输及检测方法，对我国126座氯消毒和二氧化氯消毒中小水厂进行实地水质监测，并将水质超标情况进行风险评估，分析结果如下。

采用二氧化氯消毒，水厂中余氯、微生物以及氯酸盐、亚氯酸盐有机副产物均出现了不同程度的超标现象，将各水质指标超标次数加和，发现检测水质指标总体不合格率为9.9%；其中，微生物超标率为2.5%，余氯不达标率为4.2%。

饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制摘要：饮用水消毒是提高饮用水水质的重要方法，理想的饮用水消毒剂应具有杀菌广谱、杀菌力强、消毒效应持久、使用方便及对人体安全等特点。

但当今没有一种饮用水消毒剂对人体是完全没有毒性的，除了消毒剂残留可能对人体健康造成影响外，消毒剂与水中其它物质反应产生的副产物对人体健康的威胁受到人们的高度关注。

国内外学者进行了大量实验研究和现场调查并取得了很大进展，目前研究涉及到消毒剂的毒性作用、消毒剂副产物的形成机制、作用机理。

关键词：饮用水；消毒副产物；危害；控制工艺一、常用饮水消毒剂的种类及特点(一)氯消毒用氯消毒法对饮用水进行消毒是最早使用的消毒方式，由于其具有价格便宜、容易使用、杀灭细菌能力强及在水中持续时间较长等优点，目前仍是最为常用的方法，也是我国城市供水中普遍采用的消毒方式。

液氯消毒产生的余氯具有持续的消毒作用，运行成本低，操作简单，投量准确，技术上比较成熟，能有效地保证水质。

根据原水水质和不同的水处理工艺，液氯消毒可分为过滤后一次消毒和滤前、滤后两次消毒两种方式，绝大多数水厂采用过滤后一次消毒。

但为了杀灭原水中的微生物，防止藻类生长和降低色度，可增加滤前消毒。

滤前消毒也可以选择进行，当原水水质不好时采用，原水水质好转时则停止。

但液氯消毒也存在诸多缺点，当水源受到污染，有机物含量较多，采用该消毒方式则导致许多消毒副产物的产生，如THMs等，会影响水的口感，而且这些物质对人体健康有潜在危害。

为此，有些国家已采用其他消毒剂替代液氯消毒。

(二)氯胺消毒氯胺消毒作用机理类似于液氯，能破坏膜的通透性而影响膜的渗透性和呼吸，还可损坏微生物的核酸使微生物灭活，氯胺的氧化能力较氯弱，故需要的接触时间长，消毒效果不如其它消毒剂，一般不单独用氯胺作饮用水消毒。

其消毒副产物主要是三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈及卤代酮等。

(三)二氧化氯消毒用二氧化氯(ClO2)作为消毒剂始于1944年，ClO2是一种带有辛辣气味的黄红色气体，在空气中体积浓度超过10%便会爆炸，但在水溶液中则无危险性。

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浅谈常规工艺对消毒副产物的控制消毒副产物是指在消毒过程中，外部因素（如水质、环境温度等）与消毒剂之间的化学反应产生的副产物。

常见的消毒副产物包括氯酸盐、三卤甲烷、铜、镉等。

这些副产物具有一定的毒性，可能对人体健康造成潜在风险。

常规工艺是指传统的消毒处理技术，主要包括氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等。

在这些常规工艺中，消毒副产物的控制成为一个重要的问题。

以下将从不同的角度分析常规工艺对消毒副产物的控制。

首先是氯消毒。

氯消毒是最常见的消毒方法，它可以有效杀灭细菌和病毒。

氯消毒也会产生一些有害的副产物，如三氯甲烷和氯酸盐。

为了控制产生的副产物，可以采取以下措施：1. 控制氯剂的投加量：适当控制氯剂的投加量可以减少副产物的生成。

在实际操作中，可以通过监测水质中余氯残留量来进行调节。

2. 调整消毒剂的种类：除了氯气外，还可以使用次氯酸钠等其他消毒剂。

这些消毒剂的选用可以减少有害副产物的生成。

其次是臭氧消毒。

臭氧消毒是一种强氧化剂，克服了氯的一些缺点。

臭氧消毒也会产生一些副产物，如臭氧水和一氧化氮。

对于臭氧消毒，可以采取以下措施来控制副产物的生成：1. 控制臭氧的浓度和接触时间：适当控制臭氧的浓度和接触时间，可以减少副产物的生成。

这需要在消毒过程中进行调节和监测。

2. 确保水质的好坏：水质的好坏会直接影响臭氧的消毒效果。

在臭氧消毒之前，应对水质进行适当的处理和净化，以降低副产物的生成。

最后是紫外线消毒。

紫外线消毒是一种物理消毒方法，具有操作简单、无需投加消毒剂、无副产物等优点。

紫外线消毒也有一些限制和问题，如只能对水中微生物进行杀灭、消毒效果受水质影响等。

针对紫外线消毒，可以采取以下措施来控制副产物的生成：1. 定期清洁紫外线灯管：紫外线灯管的长期使用会导致表面积聚污垢和水垢，影响紫外线的照射效果。

定期清洗和更换紫外线灯管是控制副产物生成的重要一环。

2. 监测水质变化：水质的变化可能会影响紫外线的消毒效果，从而影响消毒副产物的生成。

浅谈常规工艺对消毒副产物的控制消毒副产物是指在进行水处理消毒过程中产生的包括致癌性物质和对人体有害的物质。

水处理工艺能够有效地去除水中的污染物和微生物，但是在消毒处理的过程中，会产生消毒副产物。

常规工艺对消毒副产物的控制非常重要，本文将对常规工艺对消毒副产物的控制进行浅谈。

常规工艺包括物理处理和化学处理两种方式。

在物理处理方面，主要有砂滤、活性炭吸附、超滤、反渗透等方法。

这些方法可以有效地去除水中的悬浮物、胶体、有机物等杂质，能够减少消毒副产物的形成，但是并不能完全消除。

化学处理方面主要是针对消毒副产物进行控制和去除的，通过优化消毒剂的选择，增加消毒剂的剂量、改变消毒时间和条件等方法来控制消毒副产物的产生。

针对三种常用消毒剂氯、臭氧和二氧化氯，分别进行控制：（1）氯消毒氯在水中会产生三种消毒副产物，分别是三卤甲烷（THMs）、酸性氯醛（CA）和卤代酸（HAAs）等。

对于氯生成的消毒副产物，可通过以下控制方法进行：a.控制氯浓度显著降低氯浓度、增大水处理厂消毒时间或采用预氧化等预处理技术，均有望降低氯消毒过程中硝酸盐(NO3- )与氯之间的反应，从而降低氯消毒副产物的产量。

b.降低水源有机物质事实上，有机物是生成氯副产物的主要原因。

因此，水源中的有机物质含量是控制氯消毒副产物最有效的途径之一。

c.氯中和剂的使用对于水中一些异味物质的处理，一些厂家通常使用氯的同等体积的中和剂。

比如活性炭、二氧化硅等，这种方法虽然减少了异味，但是会增加氯副产物产生。

臭氧是一种非常强力的氧化剂，但是会产生一些消毒副产物，例如一氧化氮（NO）、三环氮（TCN）等。

下面是降低臭氧消毒副产物的方法：a.控制臭氧的投加量臭氧的产生量和质量主要和臭氧投加量和水中的有机物有关。

控制臭氧的投加量是减少消毒副产物的最简单方法。

b.优化投臭氧的效果增加反应器时间缓慢地投臭氧，缓慢加大臭氧浓度，缓慢地调整氧气浓度，等等，可以显著改善消毒副产物的生成。