城市自来水厂消毒处理技术的应用探讨

2021-12-01

科学与信息化 2021年4期

重庆长江水务集团有限公司重庆 404000

1 城市自来水消毒处理的重要意义

作为生命之源，水在人们正常生产和生活中发挥着关键的作用，水中含有大量人体所需要的矿物质，随着水研究的不断深入，人们发现水中除了含有大量矿物质之外，还有携带很多传感疾病，其中霍乱和痢疾等疾病的出现与水质有着密切关系。由此可以水即是人们生存所必不可少的资源，也是携带了大量的细菌，可以称之为疾病之源。为了达到杀菌消毒的目的，自来水厂要严格按照规定要求对水体进行消毒处理，保障水体内部细菌总量始终被控制在规定范围之内，保证水质符合国家规定要求[1]。

2 几种城市自来水消毒处理技术分析

2.1 城市自来水厂几种常见的消毒技术

城市给水处理中，消毒质量与用水水质有着直接关系，常见的自来水处理技术主要分为以下几种：①液氯消毒，主要通过次氯酸起作用，HOCL为很小的中性分子，只有它才能扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌的内部，是目前应用较广泛的一种消毒方式；②次氯酸钠消毒，NaCLO是一种强氧化剂，在容器中生成次氯酸离子，通过水解反应生成次氯酸，具有与其他氯的衍生物相同的氧化和消毒作用，但效果不如CL2强，可是次氯酸钠更安全、可靠。③二氧化氯消毒，CLO2对细菌的细胞壁有较强的吸附和穿透能力，从而有效地破坏细菌内含巯基的酶，可快速控制微生物蛋白质合成，对细菌、病毒等有很强的灭活能力，多用于原水氨氮含量高的水库水消毒。④臭氧消毒，分解放出新生态氧，具有强氧化能力，对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力，还可能由于渗入细胞壁能力强，破坏细菌有机体链状结构而导致细菌死亡，臭氧能氧化有机物，去除水中的色、嗅、味，还可去除水中溶解性铁、锰盐类及酚等。⑤紫外线消毒方式，这种消毒方式本身属于物理消毒，紫外线消毒方式主要利用紫光破坏微生物的 DNA，使得微生物无法分裂，通过这种方式有效控制水中的微生物，但是紫外线消毒方法也会破坏水中的其他物质，并且无法实现持续性消毒，在一定条件下，水中的微生物会出现复活的问题。⑥化学法消毒，与次氯酸钠和二氧化氯的消毒原理不同，化学法消毒主采取药物直接灭杀水中的微生物。⑦膜技术消毒方式，这种消毒方式能够利用膜有效分离水中的悬浮物质和微生物，采用分离方式达到消毒的目的，常见的消毒方式主要包括：超滤、纳滤、反渗透等技术，常见的膜技术处理机制主要包括：过滤、吸附两种方式，过滤能够有效分离水中较大的颗粒，但是孔径小于膜孔径的颗粒还是会穿透膜，通过实验可以知道调整膜孔径的方式可以实现有效分离。吸附，主要是利用胶体吸附膜上的物质，但是这个过程中与膜电性与胶体带电荷相反的物质也会被吸附在膜上，相较于单一一种方法而言，两种方法联合的方式能够更好地截留颗粒物质[2]。

2.2 消毒方法优劣比较分析

①氯消毒有投加液氯、二氧化氯、次氯酸钠、漂白粉、漂白精等方式，其中CL2和CLO2、NaCLO较为普遍，分别使用于不同规模的水厂消毒，且各有千秋。液氯消毒方式具有余氯的持续消毒作用，价值成本低，操作简单、投量准确，不需要庞大的设备等优点，但原水有机物较高时会产生有机氯化物，在原水含酚时会产生氯酚味，且氯气有毒，运输、存储、使用时需要注意安全，防止泄漏，一般适用于大型水厂；二氧化氯消毒方式不会生成有机氯化物，较自由氯的杀菌效果好，具有强烈的氧化作用，可除锈、去色、氧化锰、铁等物质，投加量少，接触时间短，余氯保持时间长等优点，但成本较高，一般需要现场随时制取使用，且制取设备较复杂，需要控制氯酸盐和亚氯酸盐等副产物，适用于有机污染严重时；次氯酸钠消毒方式具有余氯的持续消毒作用，操作简单，比液氯安全、方便，使用成本较液氯高、较漂白粉低，但不能贮存，必须现场制取使用，且目前设备尚小、产气量少，使用受限制，必须耗用一定的电能及食盐，适用于小型水厂或管网中途加氯。②与臭氧消毒相比，臭氧的制取需要高压放电，因此所需制取设备的费用昂贵、运行成本高，且臭氧在水中的溶解度小，性质不稳定，因此西欧毒效果无法准确检测，若臭氧在空气中的含量超过一定的含量就会对人体的健康造成危害，而氯化学性质稳定，消毒效果明显，消毒持续时间长。③与紫外线消毒技术相比，主要优点是成本相对低，消毒能力强。紫外线消毒是纯物理消毒方法，对设备和技术的要求高，虽然清洁无污染，对人体安全性不会构成威胁，但是这同时也增加了消毒成本，且细菌在特定条件下极易光复活，持续消毒能力差。紫外线消毒在抑制微生物生长的过程中，主要是破坏微生物的核酸，让其无法再继续复制生长。但是，利用紫外线消毒也存在一定的缺陷性，无法持续性进行杀菌，从而导致大部分水中的细菌能够在经过紫外线消毒之后而继续生存下去。因此，为了让紫外线消毒应用于饮用水消毒中，还需要不断改进技术，才能够达到良好的效果。另外，紫外线灯发出的紫外线易损伤人的眼睛和皮肤，因此消毒的操作过程还是有一定风险性，因此，紫外线消毒并没有得到较广泛的应用[3]。