消毒技術在農村飲水安全工程的應用

□ 任 方 □ 方 力 □ 張 洋（商丘市農水技術指導站）

0 引言

供水安全問題舉世關注。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10億人之多，不安全飲用水成為發展中國家人群80%疾病和30%死亡的原因。商丘市是一個典型的農業大市，受地理位置和環境氣候影響，淺層地下水污染、礦物質鹽、氟含量超標嚴重，商丘市有562.61萬農村居民長期飲用不安全水，嚴重影響身體健康。解決農村居民飲用水不安全問題，已成為當前農村工作的重中之重。自2005年啟動農村飲水安全工程建設以來，商丘市已解決了276.69萬農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。農村飲水安全工程建設取得了巨大成效，被廣大群眾贊譽為“德政工程”、“民心工程”。但隨著水環境污染日益嚴重以及飲用水質要求的不斷提高，水質處理工程中的消毒處理，已成為農村飲水安全工程建設與管理中突出和必不可少的重要環節。

1 飲用水消毒主要方法

目前，我國飲用水消毒技術，歸納起來主要有物理方法、化學方法和其他消毒法三大類。化學方法是利用化學藥劑殺死微生物的酶，或者通過氧化反應使細菌的細胞質發生降解而達到滅菌作用，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，使細菌內蛋白質在物理能的作用下發生凝聚或使遺傳因子發生突變而改變細菌的遺傳特征，從而達到消毒的目的，主要有紫外線消毒法、微電解消毒法等幾種形式。新技術消毒法主要是膜分離技術，有超濾、反滲透、納濾、微濾四類消毒法。

2 飲用水消毒特點

2.1 二氧化氯消毒法

二氧化氯是一種強氧化劑，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，且很少產生有害物質。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600～3000倍，其主要殺菌機理是能破壞或分解細菌的細胞壁，迅速擴散滲透到細胞里，氧化細胞內酶，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。同時臭氧本身具有極強的殺菌消毒作用，可迅速殺滅水體中的細菌和病毒而不引起二次污染。

2.3 紫外線消毒法

紫外線對水中細菌、病毒具有較強的滅活能力，與化學法相比，具有不產生有毒有害的副產物、不影響水體的口感、消毒效果高、速度快、設備操作簡單、便于運行管理、消毒成本低等優點。其消毒系統可殺死多數囊性、細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添加物，也不產生任何新的化學合成物，更不會去除有益的礦物質。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 新技術消毒法

隨著社會的不斷進步，人們對飲用水的要求不斷提高，醫學、微生物學及其它學科的進步，新的病原生物也不斷被發現，新的消毒技術不斷涌現。近年發展起來的膜分離消毒應用包括:一是直接去除水中的微生物；二是去除水中的有機物、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很不穩定，當空氣混合的體積比>10%時，受到強光或強烈振動就可能發生爆炸，通常需要現用現制，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

一是當水體中有溴離子存在時，經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pH=7.60，溫度為20℃時，lh內就會將剩余的0.40mg/L的臭氧全部分解掉，從而造成排水管網中細菌的再生等；三是現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；四是臭氧發生困難且價格較貴，如采用臭氧對水進行消毒處理，其價格是氯氣消毒的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間的增加而降低，其殺菌效果也隨之下降；二是燈管使用時間達到2000h時，輻射強度將下降25%左右。水體經輻射的時間越長越有利于殺菌，但勢必增大設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；三是紫外光源的強度小、壽命短，燈管表面結垢影響消毒效果，石英套管外壁不易清洗，無持續殺菌能力等，缺少深入研究。

3.4 微電解消毒法和新技術消毒法

一是達到滅活效果時能耗較高；二是人們對微電解消毒的機理、影響因素、設備的研究還有待進一步的深入和探索。

4 技術的綜合評價

各種消毒技術對比分析，見表1所示。

表1 消毒技術對比分析表

5 消毒在農村飲水安全工程的應用

按照國家和省農村飲水安全工程建設有關規定，商丘市農村飲水安全工程全部建設安裝了消毒設備。在結合實際，考慮安全生產、消毒原料儲存、消毒專業水平等因素基礎上，商丘市目前全部采取次氯酸鈉發生器對農村飲水安全工程進行消毒。次氯酸鈉發生系統是一套全面、完備、高效的次氯酸鈉現場制備以及投加系統。發生系統需包括鹽水配水裝置、發生裝置、存貯及投加裝置、清洗裝置等全自動控制裝置，主要技術指標均達到和超過國家《次氯酸鈉發生器》中的A級指標。根據水體流量的大小、所需處理的水質狀況，合理選配次氯酸鈉消毒設備。

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