（一（yī）)水（shuǐ）處理需要消毒的原因

城鎮供水所用（yòng）的水源，一般為地麵水或地下水。任何地麵水或（huò）多或少都（dōu）受到生活汙水和工業廢水的汙染，就是已經通過混凝（níng）沉澱、過濾等淨化處理，但也不能把有害的細菌、病原菌及其它微生物（wù）完全去除。水源是地下水時，水質雖然較好，但（dàn）也會受（shòu）到不同程度的汙染，尤其是淺層地下水，容易受到周圍環境、特別是生活汙水的（de）影響和汙染，這些有害（hài）的細菌，成為人體有害的傳播介（jiè）質。同時，自來水在輸送和貯（zhù）存過程中，可能會受到細菌汙染，為了保障人民的身體健康，防止水致疾病的的傳（chuán）播，使供水水質達到GB5749—2006《生活（huó）飲用（yòng）水衛生標準》，必須采用消毒來保（bǎo）證水質，通過消毒處理後的自來水可以控（kòng）製（zhì）消除水中的病原菌（jun1）、病毒和其他致病性病菌傳播的問題，《生活飲用水衛生標準》中要求消（xiāo）毒液與水的（de）接觸時間不少於30分鍾後，出廠水及給水管（guǎn）道的管網（wǎng）末梢水維持一定的餘氯就（jiù）可以保（bǎo）證飲用（yòng）水的安全。

(二)氯消毒技術（shù）的應用

到目前為止， 自來水廠主要以（yǐ）氯為消毒劑，可用來消（xiāo）除水中的細菌和有機物，氯加到水（shuǐ）中（zhōng）後生成的次氯酸HOCL和次氯（lǜ）酸（suān）根OCL，而氯能起到消毒作用的主要成分是次氯酸HOCL，次氯酸HOCL是很小的中性分子，容易擴散到帶負電的細菌表麵，並通過細菌壁到（dào）細菌內部，因（yīn）氧化作用破壞了細菌的酶係統，因酶是促進葡萄糖吸收和新陳代謝作用（yòng）的催化劑，從（cóng）而使細菌死亡；次氯酸根OCL也（yě）具有殺（shā）菌能（néng）力（lì），但（dàn）因帶有（yǒu）負電，不容易接近（jìn）帶負電的細菌表麵，殺菌能力比HOCL差得多。

氯消毒主要受到加（jiā）氯量、氯與水（shuǐ）的接觸時（shí）間、水（shuǐ）的渾濁度、水的PH值、水溫、氨氮（dàn）含量等因素的影響。

1．液氯消毒

采用氯瓶貯存液（yè）氯進行消（xiāo）毒（dú），在常溫下，當按規定打開氯閥時，液態氯變成氣態氯，氯氣是一種氧化能力很強的黃（huáng）綠（lǜ）色有毒氣體，是一種具有特殊強烈刺鼻味的窒（zhì）息性氣體。

加氯氣消毒的原理：

(i)當水（shuǐ）中無氨氮存（cún）在時，反應式是：

CL2+ tl20 H HOCL+ HCL

HOCL —- H + OCL

氯消毒的作用主要是（shì）次氯酸HOCL，並不是氯氣本身（shēn）。

(2)當水中存（cún）在氨氮，則產生如下反應：

CLz+NH3一HCL+NH2CL(一氯胺)

2CL +NH。一HCL+NHCL (二氯胺)

3CLz+NH3一HCL+NCL。(三氯胺)

從上述三個反應式中可見，在含氨氮的原水中，隨（suí）著加氯量的不斷增加，氯胺的性質產生變（biàn）化，分別生成一氯胺NH CL、二氯胺NHCL 、三氯胺NCL。，氯（lǜ）胺的消毒作用比次氯（lǜ）酸要慢的多。

2．次氯酸鈉（nà）消毒

次氯酸鈉內的（de）有效氯，因容易受日光、溫度的影響而分解，所（suǒ）以采用次氯酸鈉發生器就地製造（zào）、應（yīng）用。次氯酸鈉發生器利用鈦陽極電解食鹽水而產生次氯酸鈉，起反應（yīng）式（shì）為：

NaC1+ H20 —+ NaCl0 + H2 

次氯酸鈉在水溶液中的反應式為：

NaCIO — Na + OCI一

0C1一+H20 + HOCL 十0H一

由發生（shēng）器生產出的（de）次氯酸鈉，是淡黃（huáng）色透（tòu）明液體，次氯酸鈉的滅菌原理主要是通過它的水解形成（chéng）次氯酸HOCL，次氯酸進行（háng）消毒。

3．氯胺消毒

當原水有（yǒu）機物較多，含氨量高（gāo），給水管網中藻類和（hé）細菌有再生長的可能，要達到（dào）出廠水全部都是遊離氯確實有困難，或者（zhě）需要減（jiǎn）輕或避免自來水（shuǐ）中的氯酚臭味時，可（kě）以考慮使用氯胺消毒。氯胺消毒是同時向水中加氯和加氨（ān），氨可（kě）以是液氨、硫酸銨或氯化銨溶液；一般重量比控製在氨：氯=1：3或1：6，在（zài）水位（wèi）高時可（kě）取1：3，在水（shuǐ）溫低時1：6；除了控製（zhì）加氯量和加氨量外，還要注（zhù）意投藥的順序，一般（bān）是“先氯後氨”。氯和氨（ān）作用後（hòu）生成氯胺，如果天然（rán）水中含（hán）有氨氮，也可和氯反應生成氯胺。氯胺消（xiāo）毒（dú）的殺菌持續時（shí）間長，所（suǒ）以當給水管和（hé）給水管網很（hěn）長時，可防止細菌在管網中再度生長，但氯胺是（shì）逐漸放出次氯酸，其殺菌能力遠比遊離氯（lǜ）差，所以需要有2小時（shí）以上（shàng）的接觸時間。 、、

4．漂白粉消（xiāo）毒

漂白粉是氯氣和石灰加工而成，其組織複雜，／分子式一（yī）般可寫成Ca(OC1) ，含氯量為25％~30％，漂白精的（de）分子式為Ca(0C1)z，含氯量為50％~60％，易受光、熱和潮氣作用而（ér）分解，含氯量隨之降低（dī），貯藏在幹燥和通（tōng）風（fēng）處（chù）。漂白粉與水作用的反應式為：

Ca(0C1)2+2H 0— 2HOCL+Ca(OH)2+CaCl2

消毒原理與氯相同。

(三)二氧（yǎng）化氯消毒技術的應用

近年來， 自（zì）來水廠陸續采（cǎi）用了（le）二氧化氯發生器，由發生器生（shēng）產出的二氧化氯溶液對自來（lái）水進行消毒（dú），二（èr）氧化氯是黃綠色氣體有一種辛辣的氣味，在水溶液中相當穩定，可作為消毒劑安全使用。它的水溶液顏色和濃度（dù）有關，低濃度時為黃綠色，高濃度時為桔紅色。是一種高效氧化劑，有（yǒu）強大的去色和漂白（bái）能（néng）力。

二氧化氯（lǜ）發生器，是（shì）一種運行（háng）成本（běn）很低、藥物投加準（zhǔn）確、消（xiāo）毒效果極佳的設備（bèi），不含製氯廠出品的（de）那些複雜甚至有害的成份，使（shǐ）用氯酸鈉與鹽酸定量滴定，控製反應生成量的辦法來實現，其總反應表達如下：

NaC10 + 2HCl— NaC1+C12 f + 1／2C102 f + 2H20

對經水傳播的病原（yuán）微生（shēng）物，包括病毒、牙孢及水路（lù）係統中的異氧菌、硫酸鹽還原菌和真菌均有很好的消毒（dú）效果（guǒ）。它主要的作用是對細胞壁有較好的吸附和透（tòu）過性，可有效地氧化細胞內含基的（de）酶（méi），並可快速地（dì）控製微生物（wù）蛋白質的合成。二氧化氯先同水發生反應產生亞氯（lǜ）酸HC102，亞氯酸是一（yī）種相當弱的弱酸，具有（yǒu）氧化漂白作用。

2C102+ H20 — HCIO2+ HCIO3

二氧化氯被（bèi）認為是氯消毒劑（jì）的理（lǐ）想替代品。二氧化氯的消毒機理主要（yào）是通過吸附（fù）、滲透作用，進入細胞體，氧化細胞內酶係統和生物大分（fèn）子，較好地殺滅細菌、病毒（dú），且不（bú）對動、植物產生損傷，殺（shā）菌作用持續時間長，受PH影響不敏感。二氧化氯與水中（zhōng）有（yǒu）機物的反應（yīng）為（wéi）氧化作用（yòng），而氯（lǜ）則以（yǐ）取代反應為主。

(四)臭氧消毒技術的應用

臭氧一（yī）種強氧化劑、消毒劑和殺病毒劑，化學分子式是03，它是淡藍（lán）色、強烈刺激性有毒（dú）氣體，具強氧化性，可自（zì）動分解為氧氣，屬易燃易爆品。臭氧常用空氣作為原料製備，空氣須先經過淨化（huà）和幹燥處理以提高臭氧生產率，防止設備積垢，和降低能量消耗，經過淨化和幹燥（zào）過的空氣，進入臭氧發生係統（tǒng），製備臭氧，臭氧在水中的溶解度有限，必須有臭氧和水的接（jiē）觸室（shì），以及尾氣回收利（lì）用和處（chù）置設備，才能提高使用效率。但（dàn）由於臭氧製取設備複雜，投資大，運行費用高，一直沒有得到普遍推廣。臭氧的消毒機理包括直接（jiē）氧化和產生自由基的間接氧化，與（yǔ）氯和二氧化氯一樣，通（tōng）過氧（yǎng）化來破壞微生物的結構，達到消毒的目的。因此消（xiāo）毒效果與其氧化還原電位直接相關。由於臭氧分子不穩定，易自行分解，在水中保留時（shí）間很（hěn）短，小於3O分鍾（zhōng），因此不能維持管網持續的消毒效率（lǜ），而且臭氧消毒產生溴酸鹽、醛、酮等副產物，其中溴酸鹽在水質標（biāo）準中有規定，醛、酮（tóng）等（děng）副產物（wù）部分是（shì）有害健康的化合物（wù），部分使管網水生物穩定性下降，因（yīn）此臭氧消毒在（zài）使用中受到（dào）一定的限製。對於（yú）大、中型管網係統，采用臭氧消毒時必須依靠氯來維持管網中持續的消毒效果。

(五)紫外線消毒技術的應用

氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒是化學法消毒，而紫外線則是物理消毒，紫外線是（shì）指電磁波（bō）波長處於200~380nm的光波，紫外線消毒機理（lǐ）與其它氧化劑不同，是利用波長254nm及其附近波長區域對微生物DNA的（de）破壞（huài），阻止蛋（dàn）白質合成而使細菌不能繁殖。由於紫外（wài）線對（duì）隱孢子蟲的高效殺滅作用和不產生副產物，紫外線（xiàn）消（xiāo）毒在給水處理中顯示了很好的市場潛力。因為氯消毒不能（néng）有效殺滅隱孢子蟲卵囊，而紫外線（xiàn）對隱孢子蟲卵囊有很好殺滅效果。而且在常規消毒劑量範圍（wéi）內紫外線消毒不產生有害（hài）副產物，但紫外線消毒不能維持管（guǎn）網內持續的消毒效果，在大型水廠的應用必須（xū）跟氯結合，其使用目前還受到一定限製。

（六）結語

在氯、二氧化氯、臭氧和紫外線等主流消毒技術中，紫外（wài）線及其組合消毒技術由於其消毒（dú）效率高，不（bú）產生消毒副（fù）產物或產生的消毒副產物少在（zài）給水處理中將有很好的前途。為綜合利用不同消毒技術的優點，采用由不同消毒技術的優點（diǎn），采用由不同（tóng）消毒技術結合的組（zǔ）合工藝和多級屏障消毒技術將是未來發展趨勢。