幾種飲用水消毒方式比較

2022-10-15 02:15:03 字數 3269 閱讀 6141

各種消毒模式的分析與評價:

目前,從水體消毒的種類來說,有氯氣、漂白粉、次氯酸鈉、氯胺、二氧化氯、臭氧等藥劑和紫外線消毒模式,每種消毒模式都具有不同的效能和特點。

我國大多數集中式供水採用氯消毒。氯消毒效果好,且費用較其他消毒方法低。但由於近年來地下水質中各種有機物含量的增加,運用氯消毒會產生三滷甲烷等致突變與致癌變的有機化合物,因此專家建議不宜單獨使用氯消毒。

也有採用漂白粉、次氯酸鈉消毒的,因漂白粉、次氯酸鈉容易受陽光、溫度的作用而分解,所含有效氯易揮發,所以對存放條件和有效氯測試的要求比較高。使用氯胺消毒需要較長的接觸時間,操作比較複雜,並且氯胺的殺菌效果差,不宜單獨作為飲用水的消毒劑使用。而紫外線的滅菌作用只在其輻照期間有效,所以被處理的水一旦離開消毒器就不具有殘餘的消毒能力,如果乙個細菌未被滅活而進入後續系統,就會沾附在下游管道表面並繁衍後代,容易造成二次汙染。

為保障農村供水安全,必須選擇能替代氯消毒的、適合農村特點的、經濟安全的消毒方法。其中,較為理想的是二氧化氯( cio2)和臭氧(o3)。

二氧化氯(cio2)

二氧化氯的應用現狀

20世紀40年代,歐洲一些國家發現cio2用於水的消毒有很好的效果,但因製造複雜,**較貴,一直未受到重視。近年來,國外在避免氯消毒所引起的有害作用而尋找新的消毒劑時,對cio2的研究和應用日益增多。由於cio2不會與有機物反映而生成三氯甲烷,所以在飲用水處理中應用越來越廣泛。

二氧化氯消毒的安全性被世界衛生組織(who)列為a1級,被認定為氯系消毒劑最理想的更新換代產品。目前,美國和歐洲已有上千家水廠採用二氧化氯消毒,我國近兩年採用二氧化氯消毒的水廠也逐漸增多。

二氧化氯的製備方法

由於二氧化氯水溶液易揮發,對壓力、溫度和光線敏感,所以不能壓縮進行液化儲存和運輸,只能在使用時現場製備,立即使用。二氧化氯的製備方法有電解食鹽法、化學反應法、離子交換法等。其中電解法和化學法在生產上應用較多。

臭氧(o3)

臭氧的應用現狀

目前,在歐洲主要城市已把臭氧作為深度淨化飲用水的一種主要手段。20世紀70年代初以來,許多國家還對臭氧應用於城市汙水、工業廢水、迴圈冷卻水處理進行了研究,並有很多成功的例子。在我國,臭氧消毒總的來說是處在起步階段,尤其是水廠淨水處理工藝,但在區域供水工程中,臭氧消毒得到了一定的應用,積累了一些經驗。

臭氧的製備方法

由於o3在空氣中會慢慢自行分解為o2,不易儲存,因此o3應根據需要就地生產。目前生產臭氧的方法有:空氣放電法、電解法、紫外線照射法、放射化學法,其中較常用的是空氣放電法和電解法。

消毒模式的選擇

現有水廠擴戶、聯村水廠選擇復合二氧化氯消毒模式

由於o3在水中很不穩定,易分解成o2,如果在水廠使用臭氧消毒,經過清水池的停留後,水中的剩餘o3已完全分解,管網中的消毒就無從保障了。因此水廠供水若使用臭氧消毒還需與其他消毒劑一起配合使用,以維持管網中的持續消毒能力。

cio2比o3具有更高的穩定性,cio2的殘餘量能在管網中持續很長時間,因此對於供水管網比較長、管理條件好的現有水廠擴戶及聯村水廠,採用二氧化氯消毒模式,並且選用鹽酸與氯酸鈉做反應劑的復合發生器。

選擇復合二氧化氯發生器的乙個重要原因是:復合二氧化氯發生器生成含有cio2、cl2的混合氣體,在對不同cod含量的水樣進行消毒試驗時,均未檢出三氯甲烷,這說明在消毒工藝中配合使用cio2和cl2,既可抑制三氯甲烷的形成,又可降低cio2的使用量,降低消毒成本。

單村供水選擇膜電解法臭氧消毒模式

由於二氧化氯消毒所需原材料的特殊性及製備過程的嚴格性,考慮單村供水的綜合管理水平,單村供水工程採用臭氧消毒比二氧化氯消毒更有可操作性。

單村供水的水源井距離使用者末端比較近,消毒後的水很快輸送到使用者,飲用水流通周轉快,因此單村供水對持續性消毒要求不是很高。有根據目前通州區的地下水質檢測結果,飲用水水源地四系開採層ph值在8.5-9.

0之間且不含溴離子,使用臭氧消毒不會產生溴仿和其他溴化消毒副產物。因此,通州區單村供水工程採用管理簡便、安全性高的膜電解法臭氧消毒模式。

選擇膜電解法臭氧發生器除考慮安全因素外,水處理成本也是重要的評價標準。據測算,利用空氣放電法、電解法2種方法製取o3,其生產成本分別約為16.0元/kg和12.

0元/kg,若按投加量5mg/l計,水的處理成本分別為0.08元/m3和0.06元/m3。

經科學界的鑑定和業界的驗證,膜電解法臭氧發生技術所具有的優勢將成為臭氧技術產業的主流。

消毒處理時應注意的問題

使用二氧化氯應注意的問題

(1)二氧化氯加入水中後,會有50%-70%轉變為cio2-與cio3-。很多實驗表明cio2-、cio3-對血紅細胞有損害,對碘的吸收代謝有干擾,還會使血液中膽固醇公升高。美國epa建議二氧化氯消毒時殘餘氧化劑總量(cio2+cio2-+cio3-)<1.

0mg/l,以保障對正常人群的健康不至於有影響。因此,在實際應用中cio2的劑量要控制在0.5mg/l以下。

(2)二氧化氯在空氣中的體積濃度超過10%或在水中濃度超過30%時會發生**,因此在生產時要用空氣來沖淡cio2氣體,使其濃度低於8%。在二氧化氯製備系統中要嚴格控制原料稀釋濃度,並建立相應安全措施防止誤操作。

(3)二氧化氯車間要禁用火種,設定良好的通風換氣裝置。

使用臭氧應注意的問題

(1)臭氧的腐蝕性比較強,一旦o3洩漏,對室內的管道、裝置、橡膠電纜等就會產生一定的腐蝕。為此,消毒室內必須採用進氣口距離地面15cm的斜流排風扇強制通風,對管道、裝置、橡膠電纜等採取防腐措施。

(2)臭氧與水混合後,會有一定的剩餘o3從水中逸出。由於空氣中一定濃度的o3對人的機體有害,一般情況下不允許直接排放。因此臭氧裝置必須設定通氣管將剩餘o3排到室外空氣中,利用室外空氣稀釋。

另外,氣液摻混部位加裝風扇,防止o3在區域性位置濃度過高引起**。

(3)由於o3有助燃並加速燃燒的特性,因此,在消毒室內禁止明火,嚴禁使用油布,臭氧裝置不要與油和黃油接觸。

(4)由於執行臭氧消毒裝置要求環境溫度達到零度以上,因此,北方地區在冬季使用消毒裝置時,必須採取保溫防凍措施,以保證裝置正常運轉。

(5)臭氧可把氨氮氧化成硝酸氮、亞硝酸氮。在進水氨氮較低時,生物活性炭可將進水氨氮全部轉化為硝酸氮,不會產生亞硝酸氮的積累。但如果進水氨氮突增,在較低溫度下出水中亞硝酸氮將大量增加,這對於身體健康是非常不利的。

因此,安裝臭氧消毒裝置之前,必須先安裝除氨氮等水處理裝置,以確保水質合格。

(6)臭氧也會帶來副產物。由於水源中有機物種類繁多,o3能與有機物反應生成一系列的中間產物,要對其全部進行檢測是非常困難的,於是世界衛生組織(who)採用溴酸根和甲醛作為o3副產物的指標。根據有關資料,溴化物多存在於受海水影響的河水和流域的地質裡,有機性副產物在ph值為7以下的酸性區發生機率高,溴酸鹽在ph值為8以下可能會生成。

因此,在選擇消毒模式前,必須對本地區的地下水進行水質檢測,確定本地區地下水不含溴離子後,方可根據實際情況確定消毒模式。

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