飲用水我國(guó)用于飲用水消毒的方法主要有二氧化氯消毒(http://www.sinoclo2.com/)、紫外線消毒和臭氧消毒。
其中二氧化氯消毒:本世紀(jì)40年代，歐洲一些國(guó)家發(fā)現(xiàn)用二氧化氯(C102)用于水的消毒有很好的效果，但因制造復(fù)雜，價(jià)格較貴，過去未受到重視。近年來，國(guó)外為避免氯消毒所引起的有害作用而尋找新的消毒劑時(shí)，對(duì)它的研究和應(yīng)用日益增多，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在1977年歐洲使用二氧化氯的水廠就有數(shù)千個(gè)，美國(guó)有103個(gè)水廠使用二氧化氯消毒。我國(guó)近兩年也有采用二氧化氯消毒飲水的水廠出現(xiàn)。
1、二氧化氯的理化特性
二氧化氯在常溫下為橙黃色氣體，溶點(diǎn)-59．5℃，沸點(diǎn)11℃，冷水中溶解度為2．9g/l(即4℃時(shí)的溶解度)，熱水中分解成HCl02、C12和O2。二氧化氯易溶于水，但不和水起化學(xué)反應(yīng)，在水中極易揮發(fā)，其水中溶液呈黃綠色，敞開存放時(shí)能被光分解.因此不宜貯存，必須在現(xiàn)場(chǎng)邊生產(chǎn)邊使用；在密閉，避光條件下存放，很穩(wěn)定，如果輕度酸化(PH6)則更穩(wěn)定。二氧化氯很容易，當(dāng)空氣中濃度大于10％或水中濃度大于30％時(shí)，都具有性。因此在生產(chǎn)時(shí)常用空氣來沖談二氧化氯氣體，使其濃度低于8％—10％。將此氣體溶于水時(shí)，水中二氧化氯濃度約為6—8mg/L。
二氧化氯在酸性條件下有很強(qiáng)的氧化性。
2、二氧化氯的消毒力
從研究資料顯示，二氧化氯對(duì)細(xì)菌、病毒及真菌孢子的殺滅能力均很強(qiáng)，由于CLO2是一種不穩(wěn)定化合物，不含H0Cl和H0Cl-形式的有效氯，然而其濃度常以有效氯的術(shù)語表示。Cl02氯原子為正4價(jià)，還原成氯化物時(shí)將可得到5個(gè)電子，因此其氧化力相當(dāng)于氯的5倍，有效氯含量為263%。故二氧化氯是極為有效的飲水消毒劑。二氧化氯對(duì)微生物的殺滅原理是：二氧化氯對(duì)細(xì)胞壁有較好的吸附性和透過性能，可有效地氧化細(xì)胞內(nèi)含疏基的酶；可與半胱氨酸、色氨酸和游離脂肪酸反應(yīng)，快速控制生物蛋白質(zhì)的合成，使膜的滲透性增高；并能改變病毒衣殼蛋白，導(dǎo)致病毒滅活。
3、二氧化氯的毒性
二氧化氯及其歧化形成的亞氯酸鹽和氯酸根有一定的毒性。C1O2-能引起動(dòng)物的溶血性貧血和變性血紅蛋白血癥，CLO2還具有降低血清甲狀腺素的作用。經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，只有在接觸高濃度二氧化氯及歧化產(chǎn)物亞氯酸鹽時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生不利影響；低劑量接觸一般不會(huì)影響其健康。例如：有人用小白鼠作實(shí)驗(yàn)，飲用含亞氯酸鹽100mg/l的水，可使它們的血紅蛋白含量明顯減少；飲用含量為10mg/l的水就未引起這種變化。讓大鼠長(zhǎng)期飲用含二氧化氯10mg/l的水，兩年后也未檢查出對(duì)動(dòng)物健康有害的作用。
4、二氧化氯消毒
CLO2在飲水消毒中除可單獨(dú)使用外，也可與其它消毒劑配合使用。如用CL02作制水前處理，然后在濾后水中加氯，這樣可防止形成過量的三鹵甲烷，減少構(gòu)筑物上藻類的生長(zhǎng)，并能避免管網(wǎng)水中C102、C102-和CL03-的總量過高。CLO2的投加量與源水水質(zhì)有關(guān)，一般情況下，只作消毒用時(shí)，加入量為0．1—0.3mg/L，兼作前處理時(shí)，約為0.6-1.5mg/L。但無論何種情況，其余氯量應(yīng)與游離余氯相同，且管網(wǎng)中CL02、C102-和CL03-的總量應(yīng)低于1mg/L。
影響二氧化氯消毒效果的因素主要是溫度，隨著溫度的降低其殺菌效力逐漸減弱。但消毒效果不受PH值的影響(PH6—10)，這使其對(duì)水質(zhì)PH的變化比氯有更強(qiáng)的適應(yīng)性，特別適用于堿度較高的水源水消毒；也不受天然水源中經(jīng)常存在的氨的影響；因此，二氧化氯作為飲水消毒有其特有的實(shí)用性。
5、二氧化氯消毒的優(yōu)缺點(diǎn)
二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，它在水的消毒中有以下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：可減少水中三鹵甲烷等氯化副產(chǎn)物的形成；當(dāng)水中含氨時(shí)不與氨反應(yīng)，其二氧化氯的氧化和消毒作用不受影響；能殺滅水中的病原微生物和病毒；消毒作用不受水質(zhì)酸堿度的影響；經(jīng)二氧化氯處理后，水中余氯穩(wěn)定持久，防止再污染的能力強(qiáng)；因氧化作用強(qiáng)，可除去水中的色和味，不與酚形成氯酚臭；對(duì)鐵、錳的除去效果較氯強(qiáng)；二氧化氯的水溶液可以安全生產(chǎn)和使用。其缺點(diǎn)是：二氧化氯具有性，必須在現(xiàn)場(chǎng)制備，立即使用；制備含氯低的二氧化氯較復(fù)雜，其成本較其它消毒方法高；二氧化氯的歧化產(chǎn)物對(duì)動(dòng)物可引起溶血性貧血和變性血紅旦質(zhì)血癥等中毒反應(yīng)。
飲用水消毒方法的應(yīng)用
1．大中型水廠
目前我國(guó)極大多數(shù)水廠采用氯消毒。氯消毒效果好，具有持續(xù)消毒作用(管網(wǎng)余氯)，且費(fèi)用較其它消毒方法低。但是，由于氯氣是具有刺激性和有害氣體，對(duì)金屬有極強(qiáng)的腐蝕性，因此采用氯消毒必須有專門的加氯機(jī)、加氯間和氯庫，以保證加氯的安全性。通常將裝有液氯的氯瓶放在磅秤上，在加氯過程中隨時(shí)觀察氯瓶重量度化，經(jīng)以核對(duì)氯瓶中剩余液氯量，防止用空，使用時(shí)還應(yīng)防止加氯機(jī)的水倒灌入氯瓶。因氯氣比空氣重，加氯間和氯庫外墻的低處安裝排風(fēng)扇，以排除聚積在室內(nèi)的氯氣；氯庫和加氯間內(nèi)應(yīng)安置漏氣探測(cè)報(bào)警儀，以預(yù)防和處理氯氣泄漏事故，在加氯間還應(yīng)有應(yīng)急中和處理池(池內(nèi)裝石灰水)。
加氯后，應(yīng)加強(qiáng)余氯的連續(xù)監(jiān)測(cè)，有條件時(shí)，加氯地點(diǎn)宜設(shè)置余氯連續(xù)測(cè)定儀。目前國(guó)內(nèi)很多大型水廠采用自動(dòng)化加氯，也有的水廠采用計(jì)算機(jī)控制加氯。
為減少沉淀池和濾池中藻類生長(zhǎng)，有些水廠采用濾前加氯和濾后加氯的二次加氯方法。但濾前加氯可造成氯與水中有機(jī)物反應(yīng)形成三鹵甲烷等物質(zhì)，因此目前提出在濾前采用臭氧或二氧化氯消毒，濾后采用氯消毒的方法。
小型水廠目前有采用氯消毒方法，也有采用漂白粉消毒。因漂白粉所含有效氯易揮發(fā)，每批購進(jìn)的漂白粉應(yīng)進(jìn)行有效氯含量的測(cè)定。存放漂白粉的倉庫應(yīng)與漂白粉溶液投加間隔開，并保持陰涼，干燥和良好的自然通風(fēng)條件。漂白粉溶解池和溶液池一般2個(gè)，便于輪流使用。池底坡度不小于2％并坡向排渣孔。因氯有腐蝕性，應(yīng)有防腐蝕措施.加漂白粉間與—級(jí)泵房應(yīng)隔開，并采用自然通風(fēng)，室內(nèi)地坪坡度不小于5％。
漂白粉投加方法：將每包50kg的漂白粉先加400—500kg水?dāng)嚢璩?0％-15％的溶液，再加水調(diào)成1％-2％濃度、澄清后、由計(jì)量設(shè)備投到濾后水中，可采用重力將漂白粉溶液投加到水泵吸水管中，也可用水射器向壓力管中投加。
2．企業(yè)、農(nóng)村水廠
2.1 企業(yè)水廠的消毒 企業(yè)由于供水量較小，管網(wǎng)相對(duì)集中，目前采用的飲水消毒方法較多。有氯化消毒、漂白粉消毒、也有采用臭氧消毒、紫外線消毒和二氧化氯消毒，還有部分采用次氯酸鈉消毒。
次氯酸鈉是由次氯酸鈉發(fā)生器將食鹽電解后產(chǎn)生的，其有效氯含量在1％-5％。次氯酸鈉容易受陽光、溫度的作用而分解，因此次氯酸鈉宜就地制備和投加。工業(yè)制備的次氯酸鈉有效氯含量在10％-12％，但由于其不穩(wěn)定性，在購進(jìn)時(shí)應(yīng)測(cè)試其有效氯含量。存放時(shí)間應(yīng)在1月以內(nèi)。投加方法要用重力投加，通過水封箱加注到水泵吸水管中，也可用水射器向壓力管中投加。加藥濃度以有效氯含量在l-6mg/L時(shí)每噸水約加10-60ML次氯酸鈉溶液。
2.2 農(nóng)村水廠 農(nóng)村水廠以深井加水塔的供水方式為多，也有使用地面水而進(jìn)行完全處理后的供水生產(chǎn)方式。農(nóng)村水廠的飲水消毒根據(jù)其經(jīng)濟(jì)條件不同而選擇的方法不同，大部分采用的是漂白粉消毒，也有使用次氯酸鈉消毒，少數(shù)水廠采用液氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒和紫外線消毒。
3．農(nóng)村分散式給水 我國(guó)農(nóng)村目前分散式給水面還有相當(dāng)?shù)谋壤?，為保證飲用水質(zhì)的衛(wèi)生安全，井水必須經(jīng)常消毒，尤其在腸道傳染病流行季節(jié)更不可忽視。井水消毒可采用普通消毒法和持續(xù)消毒法。
普通消毒法即每天向井內(nèi)投加漂白粉(或漂白粉精)溶液。消毒前，應(yīng)先測(cè)量井中的水深和直徑，算出井水水量。有條件時(shí)可取井水水樣進(jìn)行需氯量測(cè)定。根據(jù)井水水量和加氯量(或需氯量)計(jì)算出每次消毒所需的漂白粉(其有效氯含量也應(yīng)事先測(cè)定)重量。將漂白粉加水調(diào)成糊狀，再加水?dāng)嚢瑁殉吻逡旱谷刖畠?nèi)，用潔凈水桶或竹桿在井內(nèi)攪和，半小時(shí)后，從井中取水樣測(cè)定余氯含量，使保持在0．3—0．5mg/L為宜。如余氯不足或過多，說明所加藥量太少或過多，應(yīng)作為下一次消毒時(shí)參考。井水消毒一般每天2次，一次在早晨群眾用水前，一次在午后。
計(jì)算水量及加藥量公式
圓井水量(m3)＝水井直徑(m)2×水深(m)×0．8
方井水量(m3)＝邊長(zhǎng)(m)×邊寬(m)×水深(m)
應(yīng)加漂白粉量(g)＝井水量(m)3X井水加氯量/漂白粉有效氯含量
不同水源水消毒的加氯量
水源種類 加氯量(毫克/升) 1立方米水中加漂白粉量(克)
深井水 1.5-1.0 2-4
淺井水 1.0-2.0 4-8
上坑水 3.0-4.0 12-16
泉水 1.0-2.0 4-8
湖河水(清潔透明) 1.5-2.0 6-8
(水質(zhì)混濁) 2.0-3.0 8-12
塘水 (環(huán)境較好) 2.0-3.0 8-12
(環(huán)境不好) 3.0-4.5 12-18
持續(xù)加氯消毒法：由于普通消毒法余氯不能保持很長(zhǎng)時(shí)間，需每日消毒2次，工作量較大，有時(shí)使消毒制度難以堅(jiān)持鞏固。因此各地群眾創(chuàng)造了持續(xù)消毒法，可延長(zhǎng)消毒時(shí)間，減少工作量，且使用也方便。具體方法是選用竹筒、塑料袋、陶瓷罐或小口瓶等容器?，F(xiàn)在也有一種塑料瓶式的持續(xù)加氯容器，其瓶蓋為密封球型?？筛∮谒妫矿w上部有可調(diào)節(jié)小孔，消毒劑裝入后可根據(jù)消毒用量調(diào)節(jié)孔的開閉，使用也很方便。使裝漂白粉容器浸于水面下40cm左右，借取井水時(shí)振蕩，使容器中的氯液不斷滲出與水接觸，使井水中經(jīng)常保持過量的有效氯進(jìn)行消毒，達(dá)到連續(xù)消毒的效果。一般一周左右取出容器檢查和調(diào)換藥物，并經(jīng)常測(cè)定水中的余氯。在出現(xiàn)特殊情況時(shí)，可采用過量氯化消毒法。此法是按常量 加氯量的10倍(即10—20mg/L)進(jìn)行井水消毒。特殊情況指：當(dāng)?shù)匕l(fā)生腸道傳染病并懷疑與水有關(guān)；井水大腸菌群及化學(xué)性狀發(fā)生顯著變化；新井開始使用前；舊井修理后；井被洪水淹沒、或落入異物有污染可能時(shí)。具體方法：先將井水淘干，清除井壁和井底的污物，用3％-5％的漂白粉澄清液清洗，按加氯量10一20mg/L 放入漂白粉液，過10-12h后將水打光，待井內(nèi)重新有水后，再消毒使用，必要時(shí)井水經(jīng)細(xì)菌學(xué)檢查合格后方可飲。用過量氯化消毒的水具有強(qiáng)烈氯臭，可用硫代硫酸鈉脫氯。硫代硫酸鈉的用量一般為漂白粉用量的一半或等量。
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