某市村鎮(zhèn)供水消毒模式選擇探討

段春青，毛德發(fā)

北京市郊區(qū)水務(wù)事務(wù)中心，北京 100195

飲用水中含有各種致病微生物，為防止水疾病的發(fā)生和流行，生活飲用水必須消毒，以消滅活水中的病原微生物并防止致病微生物污染飲用水[1]。《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）明確規(guī)定了生活飲用水應(yīng)經(jīng)消毒處理[2]。消毒是保障飲用水中微生物指標(biāo)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）的關(guān)鍵措施之一。本文分析了2016年某市村鎮(zhèn)供水消毒安裝和運行情況以及存在問題，結(jié)合各類消毒模式的優(yōu)缺點，提出了適宜不同類型村鎮(zhèn)供水的消毒模式。

一、某市村鎮(zhèn)供水消毒安裝運行情況與存在問題

（一）村鎮(zhèn)供水消毒安裝運行情況

某市村鎮(zhèn)供水工程分為村鎮(zhèn)集中供水廠和村級供水站，其中村鎮(zhèn)集中供水廠是指具備供水系統(tǒng)，能完成制水整個過程、有清水池且日供水能力大于200m3/d的生產(chǎn)單位，村級供水站是指具備供水系統(tǒng)，能完成制水過程，無清水池且日供水能力小于200m3/d的生產(chǎn)單位[3]。

為掌握某市村鎮(zhèn)供水消毒設(shè)施安裝與運行情況，對全市1 081處村鎮(zhèn)供水工程進行了調(diào)查，其中包括118處村鎮(zhèn)集中供水廠（占全市村鎮(zhèn)集中供水廠總數(shù)的90%）和963處村級供水站（占全市村級供水站總數(shù)的25%），調(diào)查結(jié)果如下。

消毒設(shè)備安裝情況：1 081處村鎮(zhèn)供水工程消毒設(shè)施安裝率為69.2%，其中村鎮(zhèn)集中供水廠消毒設(shè)施安裝率100%，村級供水站消毒設(shè)施安裝率65.4%。

消毒設(shè)施運行情況：已安裝消毒設(shè)施的748處供水工程消毒設(shè)施運行比例為31%，其中村鎮(zhèn)集中供水廠為75%，村級供水站為23%；消毒設(shè)施已開啟運行的235處村鎮(zhèn)供水工程出廠水的微生物指標(biāo)達標(biāo)率在96%～98%，消毒劑余量指標(biāo)達標(biāo)率僅為27%。

主要消毒方式：某市村鎮(zhèn)供水工程的消毒方式主要有二氧化氯、次氯酸鈉、臭氧和紫外線消毒，其中，二氧化氯消毒比例為49%，次氯酸鈉消毒比例為11%，臭氧消毒為33%，紫外線消毒為7%。

（二）存在問題

根據(jù)對上述數(shù)據(jù)的分析，某市村鎮(zhèn)供水工程消毒主要存在以下問題。

1. 村級供水站的消毒設(shè)施安裝率低，嚴(yán)重影響了水質(zhì)微生物安全保障程度。

2. 消毒設(shè)施正常運轉(zhuǎn)率低，在已配置了消毒設(shè)施的村鎮(zhèn)供水工程中，仍有部分消毒設(shè)施未按規(guī)范使用或未正常運轉(zhuǎn)，主要原因有不重視（沒有充分認識到消毒的必要性）、怕花錢（某些消毒設(shè)施能耗較高，需要購買消毒劑，且沒有落實運行維護經(jīng)費）、嫌有味（消毒劑投加量控制不當(dāng)，產(chǎn)生氣味影響口感）、嫌麻煩（某些消毒劑購買困難，消毒設(shè)施操作繁瑣）等。

二、常見的消毒技術(shù)比較

村鎮(zhèn)供水消毒技術(shù)很多，為了全面了解二氧化氯、次氯酸鈉、臭氧和紫外線等各消毒技術(shù)的特點，提高消毒方式選擇的科學(xué)性，從制取工藝、消毒效果、投加量的可控性和可監(jiān)測性、成本分析、安全性等5方面進行對比分析。

（一）消毒效果

一些研究表明，二氧化氯、紫外線和臭氧消毒劑殺滅微生物效率好（在pH6～9范圍內(nèi)，消毒劑滅活病毒和大腸桿菌的能力），次氯酸鈉消毒效果較好；二氧化氯、次氯酸鈉具有持續(xù)的消毒效果，紫外線和臭氧消毒無持續(xù)的消毒效果。

（二）制取工藝

現(xiàn)場發(fā)生次氯酸鈉現(xiàn)場電解、工藝比較復(fù)雜，商品次氯酸鈉容易計量泵投加，相對簡單；二氧化氯現(xiàn)場發(fā)生，比較復(fù)雜；紫外線由熒光燈內(nèi)汞等離子區(qū)放電時釋放；臭氧對空氣（氧氣）高壓放電產(chǎn)生臭氧。

（三）投加量的可控性和可監(jiān)測性

現(xiàn)場發(fā)生次氯酸鈉液態(tài)低濃度投加，可準(zhǔn)確控制加氯量，商品次氯酸鈉不易控制加氯量、投加孔易堵塞，易檢測；二氧化氯氣態(tài)投加，要求精度較高，不易檢測；紫外線可控制紫外燈的強度，效果不易檢測；臭氧在水體中不穩(wěn)定，不易控制投加量。

（四）成本分析

現(xiàn)場發(fā)生次氯酸鈉設(shè)備成本稍高，運行成本與液氯相當(dāng)，商品次氯酸鈉設(shè)備成本低，但運行費用高；高純二氧化氯原料價格高，消毒成本較高；紫外線設(shè)備較貴，需要定期更換燈管，清洗石英套管；臭氧設(shè)備復(fù)雜，投資昂貴，運行費用高。

（五）安全性

現(xiàn)場發(fā)生次氯酸鈉原材料安全性好，操作按規(guī)定使用對環(huán)境無毒害，液態(tài)投放，安全性較好，商品次氯酸鈉儲存時易降解，儲存時間短，運輸費用高；二氧化氯原料有爆炸危險，鹽酸腐蝕性強，不安全；紫外線等發(fā)出的紫外線易損害眼睛和皮膚；臭氧當(dāng)環(huán)境中的臭氧含量過高時會直接對人體健康造成危害。

通過以上分析可知，每種消毒方式都有其優(yōu)缺點，在實際選擇過程中，要結(jié)合供水規(guī)模、管理條件、水源水質(zhì)、運行成本等實際情況，選擇合適的消毒方式。

三、消毒技術(shù)模式選擇

根據(jù)某市村鎮(zhèn)供水工程的原水水質(zhì)，供水規(guī)模等各項特點，提出以下消毒技術(shù)選擇模式。

（一）次氯酸鈉消毒技術(shù)模式

原水水質(zhì)（CODMn小于3mg/L）較好、pH小于8、供水系統(tǒng)有清水池等調(diào)節(jié)設(shè)施的規(guī)模化集中供水工程易選擇次氯酸鈉消毒技術(shù)模式，該模式分為次氯酸鈉溶液和次氯酸鈉發(fā)生器消毒技術(shù)模式兩類。次氯酸鈉溶液消毒模式通過購置的次氯酸鈉商品溶液及其投加裝置為核心，通過控制系統(tǒng)進行投加，根據(jù)處理水量將次氯酸鈉溶液投加到清水池，實現(xiàn)飲用水消毒；次氯酸鈉發(fā)生器消毒模式以次氯酸鈉發(fā)生器現(xiàn)場制備的次氯酸鈉溶液為消毒劑，通過自動變量投加裝置投入清水池，實現(xiàn)飲用水消毒[4]。

次氯酸鈉消毒具有持續(xù)殺菌效果，工藝成熟，效果穩(wěn)定可靠，需與水有30min的接觸時間，但易產(chǎn)生消毒劑副產(chǎn)物。在使用過程中應(yīng)注意使經(jīng)消毒后的水中余氯、微生物、消毒副產(chǎn)物等指標(biāo)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

（二）二氧化氯消毒技術(shù)模式

CODMn較高的水源、含色（嗅、味）的水源、pH值和氨氮含量較高的水源、鐵錳含量較高的水源適合選擇二氧化氯消毒模式，以亞鋁酸納和鹽酸為原料，通過高純型二氧化氯發(fā)生器在常溫條件下反應(yīng)生成二氧化氯氣體，再通過精量投加裝置投入待處理水中，實現(xiàn)飲用水消毒。

二氧化氯消毒模式采用的消毒劑是二氧化氯氣體，具有強的氧化性，需與水有30min的接觸時間，有持續(xù)殺菌的效果，對細菌和病毒有殺滅能力。在使用過程中應(yīng)注意使經(jīng)消毒后的水中二氧化氯、微生物、消毒副產(chǎn)物等指標(biāo)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

（三）臭氧消毒技術(shù)模式

原水水質(zhì)較好（水中雜質(zhì)少，CODMn小于3mg/L，溴化物小于0.023mg/L，濁度小于1NTU，TDS小于400mg/L）的供水工程適合選擇臭氧消毒模式，以臭氧發(fā)生器和精量投加器為核心，空氣中氧氣經(jīng)過放電形成臭氧氣體，再經(jīng)汽水混合后進行定量投加，實現(xiàn)飲用水消毒。

臭氧消毒模式具有非常強的氧化性，能快速殺滅細菌，消毒時需與水接觸12min，但不具有持續(xù)殺菌效果。在使用過程中應(yīng)注意使消毒后的水中的臭氧、微生物、消毒副產(chǎn)物等指標(biāo)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

（四）紫外線消毒技術(shù)模式

原水水質(zhì)較好、主管網(wǎng)長度小于1km的供水工程適合選擇紫外線消毒模式，以紫外線消毒設(shè)備為核心。

紫外線消毒模式具有瞬時殺菌的效果，不具有持續(xù)殺菌的能力，運行管理也比較簡單，不易產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。在使用過程中應(yīng)注意使消毒后的水中的微生物指標(biāo)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

綜上所述，確保飲用水水質(zhì)達標(biāo)的重要工作之一是做好消毒工作，選擇合適的消毒技術(shù)模式并正確運行是殺滅水中細菌的有效途徑。本文分析了某市消毒設(shè)施運行存在的問題，比較了二氧化氯、次氯酸鈉、臭氧、紫外線等消毒技術(shù)的優(yōu)缺點，并根據(jù)水源水質(zhì)情況推薦了適宜的消毒技術(shù)，以期能確保飲用水水質(zhì)安全。