凌卓環保：應用紫外線消毒器避免消毒副產物

    近年來隨著人民生活水平的日漸提高,人們對現有飲用水的安全日益重視和關切,對水質的健康性要求也越來越高。這種健康性主要指的是水中不含微生物和導致生理副作用的礦物質和有機物質,水的外觀應無明顯的混濁,顏色、氣味、溫度均無異常。19世紀末人類歷**次將水質與健康直接起來,正是認識到嚴重危害生命的霍亂、傷寒、痢疾等傳染病是微生物通過飲用水傳播的,因此對飲用水消毒就顯得重要和必要了。紫外線消毒器等飲用水消毒的基本目的是使飲用水中不含有活的致病微生物,以便達到安全飲用的衛生要求。
1　我國飲用水消毒的現狀與方法
    飲用水消毒的方法有多種,但鑢消毒仍是我國目前城市給水的重要凈水工藝。鑢化消毒自1980年問世以來,在殺滅水中微生物,防止水介疾病的傳染方面,發揮了重大作用。隨著水污染的日益加劇,治水所需的消毒劑越來越多。鑢作為消毒劑使用的同時,也有其副作用。鑢在氧化去除或降解有機物的同時,會通過取代反應與有機物結合生成鹵代有機物。這些鹵代有機物經過動物試驗證明是有致突變或致癌活性的。鑢的加注量越高,加注點越在前面,產生的鹵代有機物也越多,副作用也越大。20世紀70年代,鑢化消毒副產物相繼在自來水中被檢出,鑢化消毒工藝的地位開始受到挑戰。為避免鑢消毒產生具有致癌作用的鹵代有機物,目前的解決途徑:一是設法降低水中形成鹵代有機物前體;二是采用其他非鑢消毒劑如二氧化碳、臭氧、紫外線消毒器消毒等;三是去除鑢消毒后水中形成的鹵代有機物。總的來說,如何合理選擇消毒劑,提高供水水質,保障人民身體健康,是給水工程面臨的一大重要課題。太原市現有6個水廠,水源均為地下水,投藥方式為后加鑢處理。表1反映的水質數據均符合GB 5749—85生活飲用水標準檢驗法,而且CHCl3和CCl4的含量也符合世界衛生組織水質準則第30條和第3條的要求。盡管如此,國家環保部門多年監測結果表明,環境污染導致水源水質普遍惡化,尤其是城市水源更為突出。據統計,上海自來水公司檢出700余種有機污染物,天津自來水公司檢出200余種,而有毒污染物對人體健康的危害程度以及其對生態環境的破壞程度都是嚴重的。水源污染又迫使水廠增加加鑢量,這樣大量的鑢及其反應物存在于水中或進入人體,將對人體產生什么影響,近年來已引起人們的關注。
2 鑢化消毒副產物的種類及危害
    鑢作為飲水消毒劑已有100多年的歷史，為人類控制應用水導致的傳染病發揮了極其重大的作用。由于它能夠迅速溶解于水，并釋放出殺菌的有效成分。耐儲存，便運輸，操作簡單方便，消毒效果好，得以在各地廣泛應用。但自Rook1974年在鑢消毒后的飲用水中檢出三鑢甲烷以來,對飲用水鑢化消毒副產物的研究已成為給水界特別是美國研究的重點課題。在國內岳舜林等人用氣相色譜色質聯機對某水廠的原水及自來水進行了加鑢后水中有機副產物的測定研究,結果表明,水中增加了22種鑢化消毒副產物。這些鑢化消毒副產物是指飲用水消毒過程中產生的鹵代化合物,分為：無機副產物、有機副產物、揮發性消毒副產物、非揮發性消毒副產物。大量流行病學調查表明,長期飲用鑢消毒的飲用水,死于消化和泌尿系統的癌癥的危險性增加,并和其他癌癥的死亡率存在著統計學的關系。目前三鹵甲烷類消毒副產物已成為多數國家和組織的飲用水水質標準中的控制指標。
3　紫外線消毒器消毒
    當微生物被紫外線照射時,細胞的核酸生物活性因吸收紫外線而改變,從而引起菌體內蛋白質和酶的合成障礙,導致結構發生變異,功能遭到破壞,致使微生物死亡。紫外線有較高的殺菌率,基本上不改變水的物化性質,而且操作簡單、使用方便,它的zui大弱點是由于凈水輸送系統不可能有余鑢作用,可能會引起細菌的再度污染和繁殖。；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優勢，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。所以如采用兩種殺菌技術聯合使用(如紫外線消毒器消毒和鑢化消毒或者臭氧消毒聯合使用)取長補短會取得更好的效果。
4　臭氧消毒
    臭氧極不穩定,分解時放出新生成態氧。其中[O]有強氧化能力,對具有頑強抵抗力的微生物有強大的殺傷力。同時O3分子可能由于滲入細胞壁能力強,從而破壞細菌有機體鏈狀結構而導致細菌死亡。臭氧殺菌率高,速度快,但O3成本高,耗電量大,不能在配水管網中繼續保持殺菌能力。但作為預處理工序,先用O3氧化水中酚和消滅病毒,改善水的物理性質,然后再在水中加鑢,這樣既能減少水中三鹵甲烷類的生成,又能保證配水管網中的滅菌能力,不失為一種好的消毒方法。
5　二氧化鑢消毒
    二氧化鑢是一種廣譜性消毒劑,通過滲入細菌細胞內,將核酸氧化,從而阻止細胞的合成代謝,并使細菌死亡。由于二氧化鑢與水中有機物的反應為氧化反應,故用于水消毒時不形成有機鹵代物。二氧化鑢在水中幾乎100 %以分子狀態存在,所以極易透過細胞膜,殺菌效果明顯高于液鑢。二氧化鑢由亞鑢酸鈉和鑢反應而成。由于二氧化鑢成本高且不能貯存,只有在原水污染嚴重而鑢消毒困難時,才用二氧化鑢消毒。
6　磁化消毒
    利用高梯度磁濾法可以達到除菌的目的,即在傳統凈水工藝中免去了“消毒”工序,自理后不消毒就可以達到國家飲用水水質標準。
    飲用水消毒凈化過程直接關系到飲用水的水質。預加鑢可以有效地氧化有毒有害物質,但同時又生成新的污染物,無機和有機副產物的毒性作用正在定性定量地研究之中。如何經濟地強化給水處理工藝,提高給水自理的凈化效能,合理選用紫外線消毒器等消毒技術,增加除污染作用,保障良好的飲用水水質是一個系統而深入的研究任務,也是我們亟待解決的問題。