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        消毒技術(shù)在農(nóng)村飲水安全工程的應(yīng)用

        2015-08-21 07:37:04商丘市農(nóng)水技術(shù)指導(dǎo)站
        河南水利與南水北調(diào) 2015年7期
        關(guān)鍵詞:二氧化氯次氯酸鈉殺菌

        □ 任 方 □ 方 力 □ 張 洋(商丘市農(nóng)水技術(shù)指導(dǎo)站)

        0 引言

        供水安全問題舉世關(guān)注。目前,全世界約有12億人口缺少安全飲用水,每年患上水源性疾病達(dá)10億人之多,不安全飲用水成為發(fā)展中國家人群80%疾病和30%死亡的原因。商丘市是一個典型的農(nóng)業(yè)大市,受地理位置和環(huán)境氣候影響,淺層地下水污染、礦物質(zhì)鹽、氟含量超標(biāo)嚴(yán)重,商丘市有562.61萬農(nóng)村居民長期飲用不安全水,嚴(yán)重影響身體健康。解決農(nóng)村居民飲用水不安全問題,已成為當(dāng)前農(nóng)村工作的重中之重。自2005年啟動農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)以來,商丘市已解決了276.69萬農(nóng)村居民不安全飲水問題,新建供水工程245處,完成總投資13.64億元。農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)取得了巨大成效,被廣大群眾贊譽(yù)為“德政工程”、“民心工程”。但隨著水環(huán)境污染日益嚴(yán)重以及飲用水質(zhì)要求的不斷提高,水質(zhì)處理工程中的消毒處理,已成為農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)與管理中突出和必不可少的重要環(huán)節(jié)。

        1 飲用水消毒主要方法

        目前,我國飲用水消毒技術(shù),歸納起來主要有物理方法、化學(xué)方法和其他消毒法三大類?;瘜W(xué)方法是利用化學(xué)藥劑殺死微生物的酶,或者通過氧化反應(yīng)使細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)發(fā)生降解而達(dá)到滅菌作用,主要有氯氣消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒法幾種形式。物理方法則是采用加熱、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,主要有紫外線消毒法、微電解消毒法等幾種形式。新技術(shù)消毒法主要是膜分離技術(shù),有超濾、反滲透、納濾、微濾四類消毒法。

        2 飲用水消毒特點(diǎn)

        2.1 二氧化氯消毒法

        二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑,其在水處理中具有殺菌、脫色、除臭、除味、控制藻類生長的作用,且很少產(chǎn)生有害物質(zhì)。二氧化氯是廣譜高效消毒劑,對水中病原微生物具有很高的殺滅效果。

        2.2 臭氧消毒法

        臭氧的殺菌能力比氯強(qiáng)600~3000倍,其主要?dú)⒕鷻C(jī)理是能破壞或分解細(xì)菌的細(xì)胞壁,迅速擴(kuò)散滲透到細(xì)胞里,氧化細(xì)胞內(nèi)酶,致病原體死亡。臭氧的消毒作用快速、徹底,且能有效控制水中三鹵甲烷的形成。同時(shí)臭氧本身具有極強(qiáng)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。

        2.3 紫外線消毒法

        紫外線對水中細(xì)菌、病毒具有較強(qiáng)的滅活能力,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)。其消毒系統(tǒng)可殺死多數(shù)囊性、細(xì)菌性和病毒性微生物,效果較好。由于紫外線消毒不在水中增加任何化學(xué)添加物,也不產(chǎn)生任何新的化學(xué)合成物,更不會去除有益的礦物質(zhì)。國外比較重視飲用水紫外線消毒,把它作為自來水的最后一道消毒工序。

        2.4 新技術(shù)消毒法

        隨著社會的不斷進(jìn)步,人們對飲用水的要求不斷提高,醫(yī)學(xué)、微生物學(xué)及其它學(xué)科的進(jìn)步,新的病原生物也不斷被發(fā)現(xiàn),新的消毒技術(shù)不斷涌現(xiàn)。近年發(fā)展起來的膜分離消毒應(yīng)用包括:一是直接去除水中的微生物;二是去除水中的有機(jī)物、懸浮物和無視物等,以切斷微生物生存、繁衍的途徑,從而達(dá)到輔助消毒的作用。

        3 各種消毒法不足

        3.1 二氧化氯消毒法

        一是由于ClO2很不穩(wěn)定,當(dāng)空氣混合的體積比>10%時(shí),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,給使用帶來許多不便;二是高濃度的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;三是目前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,成本比氯氣要高。

        3.2 臭氧消毒法

        一是當(dāng)水體中有溴離子存在時(shí),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;二是臭氧在水中的半衰期短,當(dāng)pH=7.60,溫度為20℃時(shí),lh內(nèi)就會將剩余的0.40mg/L的臭氧全部分解掉,從而造成排水管網(wǎng)中細(xì)菌的再生等;三是現(xiàn)有水廠的處理流程中大多池體為敞開式,也不適于采用臭氧處理;臭氧處理最好采用低壓流程,這樣可增大臭氧的溶解度,減少損失;四是臭氧發(fā)生困難且價(jià)格較貴,如采用臭氧對水進(jìn)行消毒處理,其價(jià)格是氯氣消毒的2~8倍。

        3.3 紫外線消毒法

        一是紫外線燈管的功率隨著使用時(shí)間的增加而降低,其殺菌效果也隨之下降;二是燈管使用時(shí)間達(dá)到2000h時(shí),輻射強(qiáng)度將下降25%左右。水體經(jīng)輻射的時(shí)間越長越有利于殺菌,但勢必增大設(shè)備或增加過水水流的厚度,而水流厚度增加不利于殺菌。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;三是紫外光源的強(qiáng)度小、壽命短,燈管表面結(jié)垢影響消毒效果,石英套管外壁不易清洗,無持續(xù)殺菌能力等,缺少深入研究。

        3.4 微電解消毒法和新技術(shù)消毒法

        一是達(dá)到滅活效果時(shí)能耗較高;二是人們對微電解消毒的機(jī)理、影響因素、設(shè)備的研究還有待進(jìn)一步的深入和探索。

        4 技術(shù)的綜合評價(jià)

        各種消毒技術(shù)對比分析,見表1所示。

        表1 消毒技術(shù)對比分析表

        5 消毒在農(nóng)村飲水安全工程的應(yīng)用

        按照國家和省農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)有關(guān)規(guī)定,商丘市農(nóng)村飲水安全工程全部建設(shè)安裝了消毒設(shè)備。在結(jié)合實(shí)際,考慮安全生產(chǎn)、消毒原料儲存、消毒專業(yè)水平等因素基礎(chǔ)上,商丘市目前全部采取次氯酸鈉發(fā)生器對農(nóng)村飲水安全工程進(jìn)行消毒。次氯酸鈉發(fā)生系統(tǒng)是一套全面、完備、高效的次氯酸鈉現(xiàn)場制備以及投加系統(tǒng)。發(fā)生系統(tǒng)需包括鹽水配水裝置、發(fā)生裝置、存貯及投加裝置、清洗裝置等全自動控制裝置,主要技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到和超過國家《次氯酸鈉發(fā)生器》中的A級指標(biāo)。根據(jù)水體流量的大小、所需處理的水質(zhì)狀況,合理選配次氯酸鈉消毒設(shè)備。

        總之,飲用水消毒不僅是水質(zhì)凈化技術(shù),更關(guān)系到人類的健康與安全。技術(shù)人員將不斷進(jìn)行新的探索,為農(nóng)村飲水安全供水工程提供更加安全、科學(xué)、高效的消毒方法。

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