凌卓環保：紫外線消毒器等飲用水處理的發展

1 前言

飲用水的凈化技術與工程設施，是從人類和水源污染及由此引起的疾病所做的長期斗爭中產生和發展起來的。傳統飲用水處理工藝處理流程是混凝→沉淀→過濾→投鑢消毒，主要用以除去原水中的濁度和病原菌。近年來，傳統的飲用水工藝逐漸被新興的飲用水處理工藝替代，流程如下：混凝→沉淀→過濾→二氧化鑢消毒或紫外線消毒器消毒。

由于工業和城市的迅速發展，飲用水源不僅受到越來越多的城市污水和工業廢水等點污染源的污染，而且還受到更難控制的非點污染源的污染，給水中帶來了難以或不能生物降解的有機物。面對越來越多的有機物，傳統水處理工藝相形見拙，表現在：

(1)不能有效去除各種有機物。且鑢化消毒產生的多種有機鹵化物，比其先質毒性更大；

(2)為改進絮凝，提高濾池效率，保證殺菌效果的多點投鑢，為鑢與水中的有機物（如富里酸、腐殖酸）反應生成 THMs等消毒副產物創造了條件；

(3)自來水在冗長的輸水管道及水塔、水箱等設施中，余鑢與水中的有機物有時間進一步反應，又因為管網腐蝕、泄漏、接觸污染，會生成更多的 THMs，導致了二次污染。據北京市衛生防疫站的檢測，由于二次污染，有15％的自來水超過飲用水標準。

新的挑戰，導致了飲用水處理的第二次革命：不僅要除去濁度和病原菌，而且還要除去多種多樣的有機和無機微量污染物。其處理途徑概括為二：一是對鑢化消毒副產物（DBP）的前驅物（THMFP）加以控制，從而減少 DBP的生成，如通過生物預處理法、臭氧-活性炭法、空氣吹脫法等方法處理后再進行鑢化消毒或者利用紫外線消毒器消毒替代鑢消毒；二是對自來水進行深度凈化，減少 DBP的含量，可采用的方法有：分質供水（管道或桶裝）、多級蒸餾法、膜分離、離子交換、活性炭吸附等。

2 紫外線消毒器消毒替代傳統飲用水處理消毒工藝的改進：

(1)鑢氣消毒法除不能盡除水中有機物，易生成“三致”鑢代物外，其產品水的味覺與嗅覺的不佳；由于長期使用,細菌產生了抗藥性,使鑢氣的用量逐年增加。

(2)二氧化鑢消毒技術：相對于臭氧和鑢消毒，殺菌能力更強，剩余量更穩定，作用更持久，消毒后不產生有毒的三鑢甲烷等鑢化有機物，并能有效地控制出水的色度、嗅味，還可沉淀水中的鐵、錳等，因此用量少、作用快、殺菌率高。但成本較鑢高；不易壓縮儲存，只能在使用現場。常用于代替預鑢處理或（混凝沉淀）前加鑢，即作為*次消毒及氧化。

(3)臭氧氧化技術：通過臭氧與其它消毒劑比較研究后得出以下結論：從消毒效果看，臭氧＞二氧化鑢＞鑢＞鑢胺。而從消毒后水的致突變性看則鑢＞鑢胺＞二氧化鑢＞臭氧。由此可顯示出臭氧消毒的優點。上已普遍應用，特別是法國普及率很高。但由于臭氧對細菌有顯著的后增長效果，因此近來人們注意將臭氧與其它凈水技術結合使用：如臭氧一鑢、臭氧-紫外線消毒器消毒、臭氧與生物活性炭（O3·BAC）等，能獲得滿意的殺菌效果。

(4)紫外線消毒器：紫外線消毒器消毒技術具有很多化學法無法替代的優點：在一些產業中例如水產養殖和食品工業等，不需要化學消毒劑的持續性，否則會由于化學藥劑的影響造成水生物死亡﹑食品中產生嗅味等副作用，況且鑢化消毒會形成三鹵甲烷等有害的消毒副產物；在一些生物技術例如發酵中，需要對水進行消毒后接種工藝需要的菌種，這樣持續性的消毒效果顯然是不需要的；在循環水系統中，經常使用鑢消毒會造成腐蝕問題，例如游泳池，還有在石油開采的地下水回灌中，如果采用化學藥劑消毒，細菌容易產生抗藥性而在土壤中繼續繁殖從而堵塞地層，形成二次污染；紫外線消毒器消毒速度快﹑效率高﹑占地面積小；設備操作簡單，便于運行管理和實現自動化，紫外線消毒器價格低等，近年來用于水處理的飲用水紫外線消毒器和污水紫外線消毒器逐漸得到廣泛的應用。

紫外線消毒器消毒優點是：

效率高，處理*

反應速率快，反應器結構簡單，體積小

適用范圍廣

不形成二次污染

(5)利用紫外線消毒器的光氧化技術：利用在可見光或紫外光照射作用下，產生氧化能力*的OH基，進行復雜反應，將有機物去除。光激發氧化技術是以O3、H2O2、O2和空氣等作為氧化劑，將氧化劑的氧化作用和光化學輻射相結合，其氧化效果要比單獨使用UV或O3、H2O2、O2好得多。

(6)光催化氧化技術：使用過渡金屬氧化物TiO2等為代表的催化劑而進行的光敏氧化反應，產生的OH，具強氧化性、對分解作用對象無選擇性及zui終可使有機物*礦化,耗氧速度不高、反應速率受水溫變化影響較小、pH值變化對催化劑活性沒有影響,但處理費用高，設備復雜,在經濟上還只限于小水量規模的處理。催化劑的中毒情況和再生仍需研究，TiO2粉末顆粒細微、不便回收；光浪費嚴重；效率相對較低；缺乏殘余消毒能力。

飲用水的消毒技術近年來得到了長足的發展，各種新技術的問世，給人們帶來了新的希望，由于紫外線消毒器價格、性能或產品水生物穩定性等方面的特點，紫外線消毒等這些新技術逐漸替代鑢消毒。

近年來，傳統飲用水處理技術的改進和深度處理的迅猛發展，使飲用水成為可能，但在考慮到處理效果是否良好，能否引起二次污染，是否具有殘余消毒能力，價格是否低廉等因素時，往往不能獲得滿意效果，將現有工藝組合（如臭氧-紫外線消毒器消毒、高錳酸鉀與粒狀活性炭聯用等），揚長避短，得到潔凈、、價廉的工藝，是今后飲用水處理的方向所在。