飲用水消毒為什么采用紫外線殺菌消毒器

飲用水消毒為什么采用紫外線殺菌消毒器

【摘要】：對生活飲用水中常用的幾種消毒方法進(jìn)行了介紹,討論了液氯、二氧化氯、氯胺和紫外線消毒工藝的原理、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)及影響因素,以指導(dǎo)相關(guān)人員合理選擇消毒工藝,保障飲水安全。

常見的幾種飲用水消毒技術(shù)：

    飲用水的消毒技術(shù)主要有物理方法和化學(xué)方法兩大類。物理方法是采用熱、紫外線照射、超聲波高頻輻射等方法使細(xì)菌內(nèi)蛋白質(zhì)在物理能的作用下發(fā)生凝聚或使遺傳因子發(fā)生突變而改變細(xì)菌的遺傳特征，從而達(dá)到消毒的目的；化學(xué)方法則是利用無機(jī)或有機(jī)化學(xué)藥劑滅活微生物特殊的酶，或通過劇烈的氧化反應(yīng)使細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)發(fā)生破壞性的降解而達(dá)到殺菌的作用。具體的方法主要有以下幾種。

一、氯氣消毒法：

氯氣消毒是zui常用的一種方法，但人們發(fā)現(xiàn)使用氯氣對飲用水進(jìn)行消毒處理存在如下一些缺點(diǎn)：

1、氯氣消毒主要是氯氣溶于水后生成次氯酸的作用，次氯酸不穩(wěn)定，易分解生成新生態(tài)氧，這些新生態(tài)氧能使細(xì)胞中的磷酸丙糖去氫酶中的疏基被氧化而破壞，引起細(xì)菌死亡，但氯氣的消毒僅適用于偏酸性條件；

2、氯氣消毒時，常與水中的有機(jī)物作用，發(fā)生一系列取代反應(yīng)，產(chǎn)生CHC13、CHC12Br、氯一酸等500多種有致癌、致畸作用的有機(jī)氯衍生物，嚴(yán)重影響人類的身體健康；

3、采用氯氣消毒有味覺與嗅覺的不適感；

4、長期使用該種殺菌劑，細(xì)菌易產(chǎn)生抗藥性，使氯氣的用量逐年增加，副作用愈來愈大。

二、二氧化氯消毒法：

ClO2的氧化性*，是氯氣的27倍，其殺菌作用是通過在水中分解出的氯氣穿透細(xì)胞壁，使蛋白質(zhì)變性而實現(xiàn)的。采用ClO2消毒還有不與氨及大多數(shù)有機(jī)胺反應(yīng)，其殺菌效果不受胺的影響；消毒后的副產(chǎn)物ClO2-具有抑制細(xì)菌繁殖的作用，消毒持續(xù)時間較長；能有效去除水中  Fe2+、Mn2+、S2-、CN-等無機(jī)物和酚類、腐殖質(zhì)等有機(jī)污染物；能與水中一些致癌物質(zhì)反應(yīng)生成無致癌作用的物質(zhì)；對水體的霉?fàn)€味或腥臭味具有較大的去除效果。  

但由于ClO2很不穩(wěn)定，與空氣混合的體積比大于10％時，受到強(qiáng)光或強(qiáng)烈振動就可能發(fā)生爆炸，通常需要現(xiàn)用現(xiàn)制，這給它的使用帶來許多不便；高濃度的ClO2及其消毒后在水中形成的產(chǎn)物對動物具有一定的潛在毒性；目前ClO2的分析檢測方法不能滿足快速、準(zhǔn)確和可靠的要求，另外，成本比氯氣高2－4倍。

三、臭氧消毒法：

    臭氧氧化或與其它方法聯(lián)合使用可有效去除水體中的金屬離子、氨氮等無機(jī)物質(zhì)和腐殖酸、黃腐酸等天然有機(jī)物，而不會產(chǎn)生用氯氣消毒的三鹵甲烷等有害物質(zhì)，且能提高混凝-絮凝效果，特別是采用臭氧強(qiáng)氧化技術(shù)和其它技術(shù)相聯(lián)合可有效去除水體中的微污染有機(jī)物，同時臭氧本身具有*的殺菌消毒作用，可迅速殺滅水體中的細(xì)菌和病毒而不引起二次污染。但該方法存在：

1、當(dāng)水體中有溴離子存在時，經(jīng)臭氧氧化會形成次溴酸、次溴酸根和溴酸根離子等有致癌作用。

2、臭氧在水中的分解速度較快，當(dāng)PH＝7．6，溫度為20℃時，lh內(nèi)就會將剩余的  0．4mg／L的  O3全部分解掉，從而造成排水管網(wǎng)中細(xì)菌的再生等，所以要想保證管網(wǎng)末梢有一定的剩余O3或持續(xù)的消毒效果，只有增加 O3的投加量或補(bǔ)充C12等，這無疑會增加消毒的成本。

3、現(xiàn)有水廠的處理流程大多是明渠系統(tǒng)，也不適于采用臭氧處理，因臭氧處理采用低壓流程，這樣可增大臭氧的溶解度減少其損失。

4、O3的發(fā)生困難且價格較貴，如采用O3對水進(jìn)行消毒處理，其價格是氯氣消毒的2-8倍，同時目前尚無實用方便的O3濃度測定與控制方法。

四、氯胺消毒法：

    氯胺消毒法是通過氯與胺反應(yīng)生成氯胺來進(jìn)行消毒的。實踐證明它具有較好的殺毒效果，與水中有機(jī)物幾乎不發(fā)生反應(yīng)，可使三鹵甲烷生成量與氯氣消毒相比減少50％左右，氯胺在管網(wǎng)中持續(xù)時間長，能有效控制管網(wǎng)中殘余的細(xì)菌繁殖，同時氯胺消毒不產(chǎn)生氯氣消毒所引起的氯臭味等，但國外有實驗室通過動物實驗研究，懷疑氯胺可能對遺傳基因有毒性反應(yīng)，這在很大程度上限制了這種方法的推廣應(yīng)用。

五、漂百粉消毒法：

該方法消毒有一定范圍的適用性，它要求被消毒的水中不含易于形成惡臭味道的化合物或化學(xué)污染物。次氯酸鈉能使水中的Ca2+、Mg2+等離子形成沉淀，導(dǎo)致管線和投藥設(shè)備結(jié)垢。另外，該法具有產(chǎn)生的余氯消失快，維持的有效時間短等特點(diǎn)，不適合在管道輸送的飲用水中作消毒劑。

六、紫外線消毒法：

    紫外線消毒法屬于水體物理消毒處理方法，與化學(xué)法相比具有不產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物、不影響水體的口感、消毒效果高、速度快、設(shè)備操作簡單、便于運(yùn)行管理、消毒成本低等優(yōu)點(diǎn)。

    影響紫外線殺菌效果的主要因素有燈管的功率、照射時間及水層厚度等。紫外線燈管的功率是隨著使用時間的增加而降低的，其殺菌效果也隨之下降，燈管使用時間到達(dá)2000h時，輻射強(qiáng)度將下降25％左右，而當(dāng)使用時間為10000h，其輻射強(qiáng)度只有額定的55%左右。水體經(jīng)輻射的時間越長越有利于殺菌，但這樣勢必要增大設(shè)備或增加過水水流的厚度。而水流厚度的增加則不利于殺菌，一般30W紫外燈對1cm的水層滅菌效率為90%，對4cm水層滅菌效率只有40%左右。目前在紫外線消毒中普遍存在的問題有：紫外光源的強(qiáng)度與壽命、燈管表面結(jié)垢影響消毒效果、無持續(xù)殺菌能力、缺少對這一領(lǐng)域的深入研究、設(shè)備投資較大等。

結(jié)論：飲用水消毒為什么采用紫外線殺菌消毒器

    紫外線消毒具有廣譜性，對多種病源微生物都有較好的作用效果。歐洲許多國家以及北美的加拿大和美國已在九十年代分別修改了環(huán)境立法，在廢水處理后的消毒以及飲用水的消毒上，都推薦采用紫外線消毒技術(shù)。目前紫外線在飲用水消毒、再生回用水消毒、生活污水、工業(yè)廢水等的消毒處理中得到了一定的應(yīng)用，盡管紫外線消毒技術(shù)存在無持久殺菌能力、細(xì)菌光修復(fù)問題及燈管的使用壽命等問題，但是相信隨著人們對紫外線消毒技術(shù)研究的不斷深入，殺菌效率更高的中壓燈、脈沖燈的出現(xiàn)，燈管使用壽命的延長，以及對紫外線消毒系統(tǒng)設(shè)計研究的深入，紫外線消毒裝置產(chǎn)品的商業(yè)化、國產(chǎn)化，綠色環(huán)保的紫外線消毒技術(shù)在我國飲用水消毒中將具有良好的應(yīng)用前景。