第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物課件

第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物2022/11/5第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物2022/11/2第5章飲1飲用水消毒的必要性

消毒是給水處理工藝中的重要組成部分。在供水系統(tǒng)中,消毒是最后一道處理工藝,是保證用戶安全用水、防止通過(guò)供水管網(wǎng)傳播各種傳染病的必不可少的措施。19世紀(jì)中葉,人類(lèi)歷史第一次將水質(zhì)與人體健康直接聯(lián)系起來(lái),正是認(rèn)識(shí)到嚴(yán)重危害生命的霍亂、傷寒、痢疾等傳染病是微生物通過(guò)飲用水傳播的。20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)氯可以滅活水傳致病微生物后,氯消毒在給水處理中得到廣泛應(yīng)用,成為保護(hù)人體健康的重要技術(shù)進(jìn)步之一。但自20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)氯消毒產(chǎn)生有“三致”作用的消毒副產(chǎn)物以后,對(duì)氯消毒技術(shù)的優(yōu)化和再評(píng)價(jià)成為一個(gè)熱點(diǎn)。飲用水中不斷發(fā)現(xiàn)新的病原微生物,如微小似病毒、賈第蟲(chóng)、軍團(tuán)菌和隱孢子蟲(chóng)等。飲用水中越來(lái)越多的致病微生物種類(lèi)對(duì)飲用者健康構(gòu)成直接威脅,而且部分新型致病微生物如隱孢子蟲(chóng)等不能被氯殺死。此外，給水管網(wǎng)的生物穩(wěn)定性問(wèn)題對(duì)常規(guī)氯消毒技術(shù)的挑戰(zhàn)越來(lái)越多的研究證實(shí)如果出廠水含有足夠多的生物可降解的有機(jī)物時(shí),即使維持足夠多的余氯,細(xì)菌仍然會(huì)在給水管網(wǎng)內(nèi)再繁殖。這些問(wèn)題對(duì)飲用水的安全性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,因此消毒技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展成為十分緊迫的問(wèn)題。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物飲用水消毒的必要性消毒是給水處理工藝中的重要組成部分。在供2飲用水消毒的主要技術(shù)氯消毒（液氯消毒和氯胺消毒法）二氧化氯消毒紫外線消毒臭氧消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物飲用水消毒的主要技術(shù)氯消毒（液氯消毒和氯胺消毒法）第5章飲用3第1部分氯消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第1部分氯消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物4氯消毒的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用氯消毒使用最早，已成功地應(yīng)用了一個(gè)多世紀(jì),由于其具有價(jià)格便宜、容易使用、殺滅細(xì)菌能力強(qiáng)及在水中持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)至今仍為許多國(guó)家廣泛采用,成為保證飲水流行病學(xué)安全的主要措施。美國(guó)自來(lái)水廠中約有94.5%采用氯消毒，中國(guó)99.5%以上自來(lái)水廠采用氯消毒。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯消毒的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用氯消毒使用最早，已成功地應(yīng)用了一個(gè)多世紀(jì),5氯消毒的缺點(diǎn)消毒產(chǎn)生的副產(chǎn)物長(zhǎng)期使用氯消毒，會(huì)使病原微生物或多或少的產(chǎn)生了抗藥性余氯的增加,必然導(dǎo)致飲用水的口感變差第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯消毒的缺點(diǎn)消毒產(chǎn)生的副產(chǎn)物第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)6液氯消毒作用的機(jī)理一般認(rèn)為，主要通過(guò)次氯酸HClO來(lái)起作用。當(dāng)氯或次氯酸加入到水中時(shí)會(huì)先水解、解離,主要形成HClO、ClO-等物質(zhì)，由于HClO為分子量很小的電中性分子,比較容易滲透到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并通過(guò)細(xì)胞壁穿透到細(xì)菌內(nèi)部，通過(guò)氧化作用破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物液氯消毒作用的機(jī)理一般認(rèn)為，主要通過(guò)次氯酸H7氯胺消毒20世紀(jì)50年代，氯胺用于飲用水消毒盛行一時(shí),但因其對(duì)微生物的滅活能力較游離氯弱而逐漸被淘汰。近年來(lái)由于氯胺消毒能夠減少消毒過(guò)程中三氯甲烷的產(chǎn)生而再度引起關(guān)注。如美國(guó)為控制飲用水中的三氯甲烷含量，1998年已有29.4%的水廠使用了氯胺消毒，且比例在逐步提高。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯胺消毒20世紀(jì)50年代，氯胺用于飲用水消毒盛行一時(shí),但因其8氯胺消毒機(jī)理和優(yōu)缺點(diǎn)氯胺是一種復(fù)雜的無(wú)機(jī)氯胺和有機(jī)氯胺的混合物,其消毒原理是通過(guò)緩慢釋放次氯酸而消毒的。優(yōu)點(diǎn):當(dāng)水中含有有機(jī)物和酚時(shí),氯胺消毒不會(huì)產(chǎn)生氯臭和氯酚臭,同時(shí)大大減少THM產(chǎn)生的可能氯胺消毒更能保證管網(wǎng)末梢和慢流地區(qū)的余氯要求,因?yàn)镠ClO是逐漸放出來(lái)的,這樣能保持水中余氯較久,適用于供水管網(wǎng)較長(zhǎng)的情況。缺點(diǎn)：但氯胺消毒要求氯胺長(zhǎng)時(shí)間與水接觸才能獲得與氯消毒相同的作用,而且氯胺對(duì)人體健康存在著潛在的影響,由它導(dǎo)致產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物的毒性更強(qiáng),因此，用氯胺消毒應(yīng)慎重。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯胺消毒機(jī)理和優(yōu)缺點(diǎn)氯胺是一種復(fù)雜的無(wú)機(jī)氯胺和有機(jī)氯胺的混合9氯化消毒副產(chǎn)物問(wèn)題由來(lái)1974年美國(guó)的Rook和Bellar相繼發(fā)現(xiàn)在飲水氯化消毒過(guò)程中,有三鹵甲烷等副產(chǎn)物的生成。1976年,美國(guó)國(guó)立癌癥研究所首次證實(shí)三鹵甲烷中的氯仿能引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)生腫瘤。這些研究一經(jīng)報(bào)道,立刻引起普遍關(guān)注,飲水氯化消毒的安全性問(wèn)題,尤其是圍繞飲水消毒副產(chǎn)物(disinfectionby_products,DBPs),特別是氯化消毒副產(chǎn)物(CDBPs)對(duì)健康的影響便成為眾多研究者的主要研究課題。目前已檢測(cè)到的CDBPs多達(dá)數(shù)百種。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物問(wèn)題由來(lái)1974年美國(guó)的Rook和Bellar10氯化消毒副產(chǎn)物的種類(lèi)第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物的種類(lèi)第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物11氯化消毒副產(chǎn)物的危害在CDBPs的流行病學(xué)研究方面,主要圍繞在癌癥、生殖毒性和心血管疾病三個(gè)方面。三鹵甲烷(THMS):某些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,一定劑量的THMS可以誘導(dǎo)肝、腎細(xì)胞毒性。鹵乙酸(HAAS):動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),HAAS具有致癌、生殖、發(fā)育毒性,并且發(fā)現(xiàn)高劑量的DCAA有明顯的神經(jīng)毒性,當(dāng)DCAA和TCAA的劑量增高時(shí),可以引起心臟畸形。研究調(diào)查表明,CDBPs與膀胱癌、結(jié)腸癌、直腸癌、胰腺癌、腦癌與肺癌等具有一定的相關(guān)性,可增加孕婦早期流產(chǎn)的危險(xiǎn)性并可使嬰兒患中樞神經(jīng)缺陷癥,與心血管疾病的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物的危害在CDBPs的流行病學(xué)研究方面,主要圍繞12

三鹵甲烷與鹵乙酸的單位致癌風(fēng)險(xiǎn)

第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物

三鹵甲烷與鹵乙酸的單位致癌風(fēng)險(xiǎn)

第5章飲用水消毒技術(shù)及其消13氯化消毒副產(chǎn)物形成機(jī)理在氯化消毒過(guò)程中,水中天然有機(jī)物,如腐殖酸、富里酸和藻類(lèi)與加入水中的氯發(fā)生取代、加成和氧化反應(yīng)生成CDBPs。飲用水加氯消毒,HOCl等消毒劑既是氧化劑,也是親電加成試劑。THMs的形成過(guò)程可分為兩個(gè)步驟,第一步是氯原子對(duì)前體物質(zhì)的取代與加成反應(yīng),第二步是前體物質(zhì)中的烯醇式結(jié)構(gòu)發(fā)生互變異構(gòu)形成醛酮結(jié)構(gòu),經(jīng)歷開(kāi)環(huán)、水解、脫羧,逐步生成THMs。對(duì)HAAs的形成機(jī)理研究雖然不及THMs深入，但普遍認(rèn)為NOM也是生成HAAs等的主要前體物質(zhì)，且HAAs的主要存在形式三氯乙酸(TCAA)并不是由二氯乙酸(DCAA)進(jìn)一步氯化生成，兩者分別由不同的反應(yīng)途徑生成，TCAA的形成與腐殖酸的芳香環(huán)斷裂有關(guān),DCAA的形成與腐殖酸上芳香環(huán)和含氮官能團(tuán)的多少有關(guān)。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成機(jī)理在氯化消毒過(guò)程中,水中天然有機(jī)物,如腐14氯化消毒副產(chǎn)物形成的主要影響因素對(duì)三氯甲烷等的動(dòng)力學(xué)研究表明,CDBPs的生成屬于二級(jí)反應(yīng)，主要與有機(jī)化合物的濃度和投氯量有關(guān),并受反應(yīng)時(shí)間、pH值、水溫、Br-及金屬離子濃度、氨等多種因素的影響。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的主要影響因素對(duì)三氯甲烷15氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素1－21原水中腐殖酸等有機(jī)物含量越高，CDBPs的生成量越大，且與有機(jī)物的性質(zhì)、成分等有關(guān)。疏水性成分對(duì)THMs的貢獻(xiàn)率比相應(yīng)的親水性成分要大，疏水性有機(jī)堿和中性物質(zhì)生成HAAs的能力強(qiáng)。2投氯量對(duì)CDBPs的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面。

一方面,投氯量影響CDBPs的濃度水平,在低于某一比例時(shí)，CDBPs隨投氯量增加而增加,但投氯量達(dá)到某一特定值時(shí),CDBPs不再隨投氯量增加;另一方面，投氯量影響CDBPs的種類(lèi)分布,在低投氯量時(shí),腐殖酸、富里酸氯化的主要產(chǎn)物為三氯甲烷,其次為二氯乙酸和三氯乙酸;在高投氯量時(shí),上述物質(zhì)的氯化主要產(chǎn)物為三氯乙酸,三氯甲烷次之,最后是二氯乙酸。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素1－21原水中腐殖酸等有機(jī)物16氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素3－43pH值對(duì)CDBPs的影響顯著。研究發(fā)現(xiàn),THMs的生成量在中性和弱堿性條件下較大,在酸性條件下較少。但Bocye等證實(shí)在低pH值下,仍然有三氯甲烷生成。Rebenne研究了較寬pH值范圍下間苯二酚型化合物和HOCl的反應(yīng),認(rèn)為反應(yīng)表觀速率常數(shù)Kapp的變化與pH有關(guān),在中性和弱堿性條件下Kapp極大而在酸性條件下Kapp極小。三鹵甲烷更容易在pH值高的水樣中生成。因此,為提高消毒效果及減少消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生,水樣的pH值不宜過(guò)高,凈水工藝中,?？刂苝H值在6·5~7·5之間4反應(yīng)溫度低可減少CDBPs的產(chǎn)生。研究證實(shí),溫度增加10℃,THMs的產(chǎn)生速率增加一倍。一般來(lái)說(shuō),夏天因?yàn)樗疁馗叨a(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物濃度相應(yīng)比較高,冬天水溫低消毒副產(chǎn)物的濃度就比較低。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素3－43pH值對(duì)CDBPs的17氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素5－65Br-影響CDBPs的種類(lèi)分布。當(dāng)水中尤其是地下水中存在一定濃度的Br-時(shí),Br-首先被氧化成HOBr,它們與有機(jī)物反應(yīng)生成三溴甲烷和其他溴代副產(chǎn)物。在高溴水氯化時(shí),發(fā)現(xiàn)地表水氯化產(chǎn)物存在三溴乙酸和溴氯代乙酸，其中85%的THMs和HAAs是溴代物。水中溴化物的含量與處理出水中氯仿含量與溴-氯型THM的比例有密切的關(guān)系。當(dāng)源水中有機(jī)物含量一定時(shí),隨溴化物濃度的增加,經(jīng)氯消毒處理后,不僅THM的生成量隨之明顯增加,而且溴代THM物質(zhì)的比例亦明顯增加。6水中微量金屬離子或管網(wǎng)材質(zhì)對(duì)CDBPs也具有影響。Cu2+可催化腐殖酸等形成CHCl3,且主要是對(duì)腐殖酸中檸檬酸結(jié)構(gòu)的活性基團(tuán)起催化作用。Fe0對(duì)HAAs具有一定的脫鹵降解作用。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素5－65Br-影響CDBPs18氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素77氨對(duì)三鹵甲烷的形成具有明顯的抑制作用。隨著水樣中氨的投加量的增加，三鹵甲烷的生成量明顯減少。水中存在一定濃度的氨氮有利于抑制三鹵甲烷的生成。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素77氨對(duì)三鹵甲烷的形成具有明19國(guó)內(nèi)外飲用水消毒副產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物國(guó)內(nèi)外飲用水消毒副產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物20氯化消毒副產(chǎn)物的濃度水平

澳大利亞對(duì)飲用水中CDBPs分布情況進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)液氯消毒方式、THMS、HAAS的含量分別占DBPS的46%、42%;氯胺消毒分別為24%、54%,也就是說(shuō)加氯消毒主要的副產(chǎn)物是THMS和HAAS,兩者含量之和占全部DBPS的80%以上。Kransner調(diào)查了美國(guó)35個(gè)水廠的水質(zhì),THMs為20～44μg/L，HAAs為13～20μg/L。Williams測(cè)定了加拿大52個(gè)主要城市的出廠水,THMs為16.8～33.5μg/L，DCAA為13.2～21.1μg/L，TCAA為27.8～34.0μg/L。黃君禮調(diào)查了24個(gè)城市自來(lái)水中的氯仿,大部分城市管網(wǎng)水中的氯仿濃度為15～46.7μg/L;岳舜琳調(diào)查研究了12個(gè)城市自來(lái)水的出廠水質(zhì)，氯仿的平均濃度為4.4～28μg/L，最高可達(dá)111hg/L;劉文君等調(diào)查了北京市9個(gè)自來(lái)水廠的出廠水和管網(wǎng)水的HAAs,以地下水為水源的出廠水中HAAs為0.7～5.7μg/L,以地表水為水源的出廠水和管網(wǎng)水中HAAs分別為7.5～28.0μg/L和7.9～23.3μg/L。香港1997年對(duì)19個(gè)地區(qū)飲用水進(jìn)行了THMS(四個(gè)組分)的監(jiān)測(cè),THMS的含量在未檢出~104·68μg/L,并且發(fā)現(xiàn)4個(gè)地區(qū)飲用水中THMS超過(guò)了100μg/L。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物的濃度水平

澳大利亞對(duì)飲用水中CDBPs分布情21氯化消毒副產(chǎn)物的控制方法1降低已生成CDBPs的方法2降低CDBPs的前體物質(zhì)3優(yōu)化消毒方法4尋找替代消毒劑第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物的控制方法1降低已生成CDBPs的方法第5章22降低已生成CDBPs的方法CDBPs一旦生成，其去除就比較困難?；钚蕴课交钚蕴坷w維吸附輻射降解第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物降低已生成CDBPs的方法CDBPs一旦生成，其去除23去除CDBPs的前體物的主要方法強(qiáng)化混凝化學(xué)氧化法生物預(yù)處理臭氧活性炭膜處理第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物去除CDBPs的前體物的主要方法強(qiáng)化混凝第5章飲用水消毒技術(shù)24優(yōu)化氯消毒方法陳超等提出的短時(shí)游離氯后轉(zhuǎn)氯胺的順序氯化消毒工藝：可使THMs生成減少35.8%~77.0%，HAAs生成減少36.6%~54.8%。此外,嚴(yán)格控制投氯量,投氯后充分快速混合,采用中途加氯法等均是控制DBPs的有效途徑。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物優(yōu)化氯消毒方法陳超等提出的短時(shí)游離氯后轉(zhuǎn)氯胺25

尋找替代消毒劑

二氧化氯過(guò)氧化氫臭氧電化學(xué)消毒紫外光催化組合消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物

尋找替代消毒劑

二氧化氯第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物26第2部分二氧化氯消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第2部分二氧化氯消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副27二氧化氯的發(fā)展二氧化氯是微紅-黃色、強(qiáng)烈刺激性有毒氣體,分子式為ClO2,分子量為67·46,具強(qiáng)氧化性,屬易燃易爆品。1811年二氧化氯由漢弗萊·戴維首先成,用二氧化氯作為消毒劑始于1944年。二氧化氯是一種強(qiáng)力殺菌消毒劑,經(jīng)美國(guó)食品藥物管理局(FDA)和美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)的長(zhǎng)期科學(xué)試驗(yàn)被確認(rèn)為是醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、食品保鮮、環(huán)境、飲水和工業(yè)循環(huán)水等方面殺菌消毒、除臭的理想藥劑，也是被世界衛(wèi)生組織（WHO）所確認(rèn)的A1級(jí)安全高效廣譜強(qiáng)力殺菌劑。

第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯的發(fā)展二氧化氯是微紅-黃色、強(qiáng)烈刺28二氧化氯消毒的應(yīng)用美國(guó)已經(jīng)有1000家左右的自來(lái)水廠使用二氧化氯,成為美國(guó)在氯和氯胺之后排第三位的消毒劑。在歐洲,使用二氧化氯消毒則更為普遍，目前歐洲已有數(shù)千家水廠采用二氧化氯作為消毒劑，如在德國(guó)有70%以上的飲用水廠用二氧化氯作次級(jí)消毒處理。因此中國(guó)盡管目前二氧化氯在小規(guī)模的給水廠有應(yīng)用,但大型水廠還未見(jiàn)使用的報(bào)道。近年來(lái),我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)自來(lái)水廠采用二氧化氯消毒飲用水日趨增多。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯消毒的應(yīng)用美國(guó)已經(jīng)有1000家左右的自來(lái)水廠使用二29二氧化氯的消毒機(jī)理通過(guò)吸附、滲透作用進(jìn)入細(xì)胞體,氧化細(xì)胞內(nèi)酶系統(tǒng)和生物大分子，較好殺滅細(xì)菌、病毒,且不對(duì)動(dòng)、植物產(chǎn)生損傷。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯的消毒機(jī)理第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物30二氧化氯消毒的優(yōu)點(diǎn)1殺菌效果好、用量少,作用快,消毒作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),可以保持剩余消毒劑量。二氧化氯用于飲用水消毒殺菌效果比氯高5倍。2氧化性強(qiáng),能分解細(xì)胞結(jié)構(gòu),并能殺死隱孢子蟲(chóng)，對(duì)病毒、放線菌及孢子體的殺滅均優(yōu)于氯，對(duì)給水管網(wǎng)中的藻類(lèi)、厭氧菌、唑鐵細(xì)菌均有較強(qiáng)殺滅能力。3能同時(shí)控制水中鐵、錳、色、味、嗅。4受溫度和pH影響小，二氧化氯適應(yīng)pH值范圍寬。5不產(chǎn)生三鹵甲烷和鹵乙酸等副產(chǎn)物,不產(chǎn)生致突變物質(zhì),其Ames試驗(yàn)和小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)均呈陰性結(jié)果。與氯消毒相比,二氧化氯能降低致突活性。6二氧化氯與水中有機(jī)物的反應(yīng)為氧化作用,而氯則以取代反應(yīng)為主，不生成THMs等。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯消毒的優(yōu)點(diǎn)1殺菌效果好、用量少,作用快,消毒作用持31二氧化氯消毒的缺點(diǎn)但二氧化氯的使用還存在一些缺點(diǎn),影響了二氧化氯的推廣應(yīng)用，特別是在大型給水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。

主要缺點(diǎn):二氧化氯消毒產(chǎn)生無(wú)機(jī)消毒副產(chǎn)物亞氯酸根離子(ClO2-)和氯酸根離子(ClO3-。ClO2本身有毒,對(duì)人體血紅細(xì)胞有損害,特別是濃度高的時(shí)候,有報(bào)道認(rèn)為,ClO2對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)有損害;ClO2消毒過(guò)程中也產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物,目前種類(lèi)和對(duì)人體健康的危害還不清楚。ClO2極不穩(wěn)定,常溫下氣體極易爆炸,必須現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)使用。二氧化氯的制備、使用還存在一些技術(shù)問(wèn)題,二氧化氯發(fā)生過(guò)程操作復(fù)雜,試劑價(jià)格高或純度低,第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯消毒的缺點(diǎn)但二氧化氯的使用還存在一些缺32二氧化氯消毒的副產(chǎn)物亞氯酸鹽與氯酸鹽會(huì)引起少兒神經(jīng)系統(tǒng)效應(yīng)和貧血。亞氯酸鹽屬于生成高鐵血紅蛋白的化合物。因此,世界衛(wèi)生組織規(guī)定,在飲用水中亞氯酸鹽的含量標(biāo)準(zhǔn)為<200μg/L，美國(guó)加州衛(wèi)生署規(guī)定配水系統(tǒng)中亞氯酸鹽殘留量<0.02mg/L。國(guó)際癌癥研究所將亞氯酸鹽歸入易見(jiàn)的致癌物類(lèi)中。因此，飲用水處理中要嚴(yán)格控制ClO2的投加量（中國(guó)不超過(guò)0.8mg/L）。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯消毒的副產(chǎn)物亞氯酸鹽與氯酸鹽會(huì)引起少兒神經(jīng)系統(tǒng)效應(yīng)和33飲水中消毒副產(chǎn)物的控制1要改進(jìn)二氧化氯發(fā)生器的生產(chǎn)工藝,提高二氧化氯發(fā)生純度和原料的轉(zhuǎn)化率,以便減少ClO2-、ClO3-的產(chǎn)生,再要通過(guò)控制ClO2投加劑量和條件,2利用Cl2和ClO2協(xié)同進(jìn)行水質(zhì)處理等方法來(lái)減少ClO2-、ClO3-的形成。3通過(guò)投加粉末活性炭或顆粒活性炭,在相對(duì)高的劑量(10~20mg/L)和低pH值(5·5~6·5)時(shí),粉末活性炭能夠有效去除ClO2-。利用顆粒活性炭有效去除ClO2-且減少ClO3-的生成,其最有效的方法是降低顆?；钚蕴康倪\(yùn)行周期。4為避免飲用水中二氧化氯毒副產(chǎn)物亞氯酸鹽殘留的污染,應(yīng)盡量選用食鹽電解法二氧化氯消毒設(shè)備。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物飲水中消毒副產(chǎn)物的控制1要改進(jìn)二氧化氯發(fā)生器的生產(chǎn)工藝,提高34二氧化氯的應(yīng)用選擇由于二氧化氯與水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)有50%～70%ClO2分解為ClO2-,其余生成Cl-,故水中有機(jī)物含量越高,投放二氧化氯消毒量就越大,而反應(yīng)生成的ClO2-也越多,對(duì)人體危害就越嚴(yán)重。在一般水體中,德國(guó)和挪威等國(guó)家規(guī)定二氧化氯消毒投入量為0.3mg/L。對(duì)污染較嚴(yán)重的水源，不宜使用二氧化氯作為消毒劑,特別是我國(guó)南方大部分是用江、湖水作為飲用水水源，含有大量有機(jī)物，使用二氧化氯作為消毒劑,投入量大且其殘留的亞氯酸鹽含量大大超過(guò)WHO所規(guī)定的0.2mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)二氧化氯作為消毒劑對(duì)飲用水進(jìn)行消毒時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況使用。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯的應(yīng)用選擇由于二氧化氯與水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)有50%～35第3部分臭氧消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第3部分臭氧消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物36臭氧消毒的發(fā)展采用臭氧消毒已有很長(zhǎng)歷史,1886年即有試驗(yàn)性應(yīng)用,但由于臭氧制取設(shè)備復(fù)雜，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，一直沒(méi)有得到普遍推廣。臭氧消毒目前主要在歐洲應(yīng)用較多，但最大規(guī)模的水廠卻在加拿大的蒙特利爾,約110萬(wàn)m3/d。近年來(lái)由于對(duì)氯化消毒副產(chǎn)物和新型致病微生物如隱孢子蟲(chóng)的關(guān)注，而且也由于臭氧制備技術(shù)的進(jìn)步，臭氧消毒的應(yīng)用有增加的趨勢(shì)。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物臭氧消毒的發(fā)展采用臭氧消毒已有很長(zhǎng)歷史,1886年即有試驗(yàn)性37臭氧消毒的優(yōu)點(diǎn)臭氧消毒的優(yōu)點(diǎn)是：殺菌效果好、用量少，作用快，能同時(shí)控制水中鐵、錳、色、味、嗅，同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物少。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物臭氧消毒的優(yōu)點(diǎn)臭氧消毒的優(yōu)點(diǎn)是：殺菌效果好、38不同消毒劑比滅活率常數(shù)α比較第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物不同消毒劑比滅活率常數(shù)α比較第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)39臭氧消毒的缺點(diǎn)1臭氧分子不穩(wěn)定,易自行分解,在水中保留時(shí)間很短,小于30min,因此不能維持管網(wǎng)持續(xù)的消毒能力。2臭氧消毒產(chǎn)生溴酸鹽、醛、酮和羧酸類(lèi)副產(chǎn)物，醛、酮和羧酸類(lèi)副產(chǎn)物部分是有害健康的化合物,部分使管網(wǎng)水生物穩(wěn)定性下降，因此臭氧消毒在使用中受到一定的限制。3對(duì)于大、中型管網(wǎng)系統(tǒng),采用臭氧消毒時(shí)必須依靠氯來(lái)維持管網(wǎng)中持續(xù)的消毒效果。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物臭氧消毒的缺點(diǎn)1臭氧分子不穩(wěn)定,易自行分解,在水中保留時(shí)間很40第4部分紫外消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第4部分紫外消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物41紫外消毒的發(fā)展紫外線的滅菌作用最早在20世紀(jì)初由英國(guó)學(xué)者貝納德和莫加報(bào)道，真正開(kāi)始應(yīng)用為20世紀(jì)60年代。早期主要是低壓汞燈(LP),90年代中壓汞燈(MP)和脈沖汞燈(P-UV)得到研究、應(yīng)用。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物紫外消毒的發(fā)展紫外線的滅菌作用最早在20世紀(jì)初由英國(guó)學(xué)者貝納42紫外線消毒機(jī)理紫外線是指電磁波波長(zhǎng)處于200~380nm的光波,一般分為三個(gè)區(qū),即UVA(315~380nm)，UVB(280~315nm),UVC(200~280nm)。低于200nm的遠(yuǎn)紫外線區(qū)域稱為真空紫外線，極易被水吸收，因此不能用于消毒。用于消毒的紫外線是UVC區(qū)，即波長(zhǎng)為200~280nm的區(qū)域，特別是254nm附近。紫外線消毒機(jī)理與前面的氧化劑不同,它是利用波長(zhǎng)254nm及其附近波長(zhǎng)區(qū)域?qū)ξ⑸顳NA的破壞,阻止蛋白質(zhì)合成而使細(xì)菌不能繁殖。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物紫外線消毒機(jī)理紫外線是指電磁波波長(zhǎng)處于200~380nm的43紫外線消毒的優(yōu)點(diǎn)1對(duì)致病微生物有廣譜消毒效果、消毒效率高;2對(duì)隱孢子蟲(chóng)卵囊有特效消毒作用;3不產(chǎn)生有毒、有害副產(chǎn)物;4不增加AOC及BDOC等損害管網(wǎng)水生物穩(wěn)定性的副產(chǎn)物;5能降低嗅、味和降解微量有機(jī)污染物;6占地面積小,消毒效果受水溫、pH影響小第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物紫外線消毒的優(yōu)點(diǎn)1對(duì)致病微生物有廣譜消毒效果、消毒效率高;44紫外線消毒技術(shù)在飲用水處理的應(yīng)用紫外線消毒技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用自1993在美國(guó)Milwaukee市爆發(fā)隱孢子蟲(chóng)病后倍受青睞，因?yàn)槁认静荒苡行珉[孢子蟲(chóng)卵囊，而研究發(fā)現(xiàn)紫外線對(duì)隱孢子蟲(chóng)卵囊有很好的殺滅效果。而且在常規(guī)消毒劑量范圍內(nèi)(40mJ/cm2)紫外線消毒不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物,因此近幾年在西方發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用實(shí)例增加十分迅速,特別是在小型水廠。為此國(guó)際紫外線協(xié)會(huì)(IUVA)在1999年成立。目前采用紫外線消毒的最大自來(lái)水水廠在加拿大的埃得蒙屯,為40萬(wàn)m3/d，溫哥華計(jì)劃在2006年建成100萬(wàn)m3/d的采用紫外線消毒的自來(lái)水廠。但紫外線不能在管網(wǎng)內(nèi)維持持續(xù)的消毒效果,在大型水廠的應(yīng)用必須跟氯結(jié)合,目前其使用還受到一定限制。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物紫外線消毒技術(shù)在飲用水處理的應(yīng)用第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒45紫外線消毒的缺點(diǎn)1沒(méi)有持續(xù)消毒效果,需與氯配合使用;2管壁易結(jié)垢,降低消毒效果;3消毒效果受水中SS和濁度影響較大；4被殺滅的細(xì)菌通過(guò)DNA修復(fù)機(jī)制有可能復(fù)活；5電耗較高，燈管壽命短。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物紫外線消毒的缺點(diǎn)1沒(méi)有持續(xù)消毒效果,需與氯配合使用;第5章飲46第5部分膜過(guò)濾消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第5部分膜過(guò)濾消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物47膜過(guò)濾消毒膜過(guò)濾技術(shù)是近70年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)，應(yīng)用范圍很廣泛。作為一種消毒技術(shù)它也有較長(zhǎng)的歷史，早在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，德國(guó)就利用膜過(guò)濾技術(shù)檢測(cè)飲用水是否被細(xì)菌炸彈污染。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物膜過(guò)濾消毒膜過(guò)濾技術(shù)是近70年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的48膜過(guò)濾消毒的原理和優(yōu)點(diǎn)膜過(guò)濾消毒主要利用水通過(guò)濾膜時(shí)，細(xì)菌和病毒等微生物顆粒在膜表面或內(nèi)部被截留住而實(shí)現(xiàn)的。兩種作用：機(jī)械篩分作用和吸附截留作用。Madsen曾經(jīng)指出,膜過(guò)濾技術(shù)之所以能夠提高飲用水的安全可靠性在于兩點(diǎn):

1作為一種消毒技術(shù),它能有效去除病原微生物；

2作為一種深度水處理技術(shù),它能有效降低濁度、色度、TOC等,提高飲用水水質(zhì)。大量研究和實(shí)踐也表明，通過(guò)對(duì)膜及操作控制條件的適當(dāng)選擇，膜過(guò)濾可以從水中全部或大部分地去除細(xì)菌、病毒和其它微生物體，可直接用于給水處理和中水回用的消毒處理。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物膜過(guò)濾消毒的原理和優(yōu)點(diǎn)膜過(guò)濾消毒主要利用水通過(guò)濾膜時(shí)，細(xì)菌和49膜過(guò)濾消毒技術(shù)存在的問(wèn)題

及相應(yīng)的解決措施11由于膜過(guò)濾消毒不具有持續(xù)消毒能力,因此有必要與其它消毒措施結(jié)合起來(lái)，才能更好地保證飲用水供水水質(zhì)的安全可靠。實(shí)踐中,可以在膜過(guò)濾的出水中加少量的氯、氯胺等,以保證配水管網(wǎng)中的余氯。由于膜過(guò)濾作為一種深度水處理技術(shù),已將水中全部或大部分的膠體物質(zhì)、有機(jī)物、微生物去除掉了，這樣投加的氯、氯胺量將會(huì)很少；同時(shí)由于水中的大部分有機(jī)物已經(jīng)被去除了,產(chǎn)生三致危害物的幾率會(huì)非常小,所以這種聯(lián)合消毒方法將會(huì)是十分安全可靠的。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物膜過(guò)濾消毒技術(shù)存在的問(wèn)題

及相應(yīng)的解決措施11由于膜過(guò)濾50膜過(guò)濾消毒技術(shù)存在的問(wèn)題

及相應(yīng)的解決措施22膜污染一直是限制膜技術(shù)在水處理應(yīng)用中最突出的問(wèn)題。膜技術(shù)用于飲用水消毒時(shí),是水在經(jīng)過(guò)常規(guī)處理以后才進(jìn)行膜過(guò)濾消毒的,因而進(jìn)水水質(zhì)非常好,再加上簡(jiǎn)單的預(yù)處理和定時(shí)的清洗,相信膜污染問(wèn)題可以得到很好的解決。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物膜過(guò)濾消毒技術(shù)存在的問(wèn)題

及相應(yīng)的解決措施22膜污染一直51飲用水主流消毒技術(shù)的發(fā)展方向在氯、二氧化氯、臭氧、紫外線、膜等主流消毒技術(shù)中，紫外線、膜及其各自的組合消毒技術(shù)由于其消毒效率高，不產(chǎn)生消毒產(chǎn)物或產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物少在給水處理中將有很好的發(fā)展前途。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物飲用水主流消毒技術(shù)的發(fā)展方向在氯、二氧化氯、52第6部分其它非主流飲用水消毒技術(shù)第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第6部分其它非主流飲用水消毒技術(shù)第5章飲用水消毒技術(shù)及其53表面接觸消毒技術(shù)表面接觸消毒技術(shù)是通過(guò)將消毒介質(zhì)固定在不溶性固相載體上,當(dāng)污染水通過(guò)時(shí),消毒介質(zhì)直接作用于水中的病原微生物，將其殺滅。與傳統(tǒng)的小分子消毒劑消毒過(guò)程相比,表面接觸消毒技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是將消毒介質(zhì)固定化,避免了對(duì)環(huán)境的二次污染;并可進(jìn)行回收利用。近些年來(lái)表面接觸消毒技術(shù)日益受到重視,并靈活地應(yīng)用在小型的飲用水處理設(shè)備中,如家用飲水器和野外個(gè)人飲水器。目前表面接觸消毒技術(shù)的研究主要集中在新型高效接觸消毒劑的研制與開(kāi)發(fā)。目前常用的接觸消毒劑主要有三碘樹(shù)脂、聚溴樹(shù)脂、載銀樹(shù)脂(活性炭)、季胺(膦)鹽型等。根據(jù)消毒劑固定方式的不同，它們又可以分為吸附型和共價(jià)型兩種。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物表面接觸消毒技術(shù)表面接觸消毒技術(shù)是通過(guò)將消毒介質(zhì)固定在不溶性54超聲波消毒超聲波技術(shù)比光、熱、化學(xué)等方法消毒更直接,很早就被廣泛應(yīng)用到醫(yī)學(xué)消毒上。超聲波和消毒劑(Cl2,O3,H2O2)聯(lián)合作為自來(lái)水的消毒由來(lái)已久,可以大大減少消毒劑的用量。Masaki等通過(guò)加入TiO2使超聲波對(duì)水中的大腸桿菌的去除效果大大提高。大齡搖蚊幼蟲(chóng)對(duì)常規(guī)的消毒劑氯氣、臭氧、雙氧水有很強(qiáng)的抵抗力,南方一些自來(lái)水廠研究發(fā)現(xiàn)超聲波可以有效去除自來(lái)水廠里的搖蚊幼蟲(chóng)。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物超聲波消毒超聲波技術(shù)比光、熱、化學(xué)等方法消毒更直接,很早就被55

TiO2光催化消毒

1985年Matsunaga等發(fā)現(xiàn),TiO2在紫外光照射下有殺菌作用,由于TiO2催化劑本身不溶于水,無(wú)毒無(wú)污染,適宜于對(duì)飲用水進(jìn)行消毒。TiO2光催化氧化產(chǎn)生的HO·及其它活性氧類(lèi)物質(zhì)對(duì)水中細(xì)菌、病毒、細(xì)菌孢子等具有很強(qiáng)的滅活能力。但對(duì)蘭伯氏賈第蟲(chóng),隱孢子蟲(chóng)等殺滅能力有限,且缺乏持續(xù)消毒能力。具代表性的TiO2光催化滅菌機(jī)理主要有代謝破壞機(jī)理、遺傳物質(zhì)破壞機(jī)理、細(xì)胞壁(膜)結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理等。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物

TiO2光催化消毒

1985年Matsunaga等發(fā)現(xiàn),T56討論專(zhuān)題

1結(jié)合實(shí)例講述國(guó)內(nèi)外某地區(qū)飲用水消毒工藝特點(diǎn)、設(shè)計(jì)參數(shù)、處理效果。2講述一種新型的氯化消毒副產(chǎn)物的控制技術(shù)的研究進(jìn)展。3講述一種新型消毒技術(shù)的研究進(jìn)展。4比較某種主流消毒技術(shù)在飲用水和污水處理應(yīng)用中的異同點(diǎn)。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物討論專(zhuān)題1結(jié)合實(shí)例講述國(guó)內(nèi)外某地區(qū)飲用水消毒工藝特點(diǎn)、設(shè)計(jì)57演講完畢，謝謝聽(tīng)講!再見(jiàn)，seeyouagain3rew2022/11/5第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物演講完畢，謝謝聽(tīng)講!再見(jiàn)，seeyouagain3rew58第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物2022/11/5第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物2022/11/2第5章飲59飲用水消毒的必要性

消毒是給水處理工藝中的重要組成部分。在供水系統(tǒng)中,消毒是最后一道處理工藝,是保證用戶安全用水、防止通過(guò)供水管網(wǎng)傳播各種傳染病的必不可少的措施。19世紀(jì)中葉,人類(lèi)歷史第一次將水質(zhì)與人體健康直接聯(lián)系起來(lái),正是認(rèn)識(shí)到嚴(yán)重危害生命的霍亂、傷寒、痢疾等傳染病是微生物通過(guò)飲用水傳播的。20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)氯可以滅活水傳致病微生物后,氯消毒在給水處理中得到廣泛應(yīng)用,成為保護(hù)人體健康的重要技術(shù)進(jìn)步之一。但自20世紀(jì)70年代發(fā)現(xiàn)氯消毒產(chǎn)生有“三致”作用的消毒副產(chǎn)物以后,對(duì)氯消毒技術(shù)的優(yōu)化和再評(píng)價(jià)成為一個(gè)熱點(diǎn)。飲用水中不斷發(fā)現(xiàn)新的病原微生物,如微小似病毒、賈第蟲(chóng)、軍團(tuán)菌和隱孢子蟲(chóng)等。飲用水中越來(lái)越多的致病微生物種類(lèi)對(duì)飲用者健康構(gòu)成直接威脅,而且部分新型致病微生物如隱孢子蟲(chóng)等不能被氯殺死。此外，給水管網(wǎng)的生物穩(wěn)定性問(wèn)題對(duì)常規(guī)氯消毒技術(shù)的挑戰(zhàn)越來(lái)越多的研究證實(shí)如果出廠水含有足夠多的生物可降解的有機(jī)物時(shí),即使維持足夠多的余氯,細(xì)菌仍然會(huì)在給水管網(wǎng)內(nèi)再繁殖。這些問(wèn)題對(duì)飲用水的安全性構(gòu)成了嚴(yán)重威脅,因此消毒技術(shù)的優(yōu)化和發(fā)展成為十分緊迫的問(wèn)題。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物飲用水消毒的必要性消毒是給水處理工藝中的重要組成部分。在供60飲用水消毒的主要技術(shù)氯消毒（液氯消毒和氯胺消毒法）二氧化氯消毒紫外線消毒臭氧消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物飲用水消毒的主要技術(shù)氯消毒（液氯消毒和氯胺消毒法）第5章飲用61第1部分氯消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第1部分氯消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物62氯消毒的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用氯消毒使用最早，已成功地應(yīng)用了一個(gè)多世紀(jì),由于其具有價(jià)格便宜、容易使用、殺滅細(xì)菌能力強(qiáng)及在水中持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)至今仍為許多國(guó)家廣泛采用,成為保證飲水流行病學(xué)安全的主要措施。美國(guó)自來(lái)水廠中約有94.5%采用氯消毒，中國(guó)99.5%以上自來(lái)水廠采用氯消毒。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯消毒的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用氯消毒使用最早，已成功地應(yīng)用了一個(gè)多世紀(jì),63氯消毒的缺點(diǎn)消毒產(chǎn)生的副產(chǎn)物長(zhǎng)期使用氯消毒，會(huì)使病原微生物或多或少的產(chǎn)生了抗藥性余氯的增加,必然導(dǎo)致飲用水的口感變差第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯消毒的缺點(diǎn)消毒產(chǎn)生的副產(chǎn)物第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)64液氯消毒作用的機(jī)理一般認(rèn)為，主要通過(guò)次氯酸HClO來(lái)起作用。當(dāng)氯或次氯酸加入到水中時(shí)會(huì)先水解、解離,主要形成HClO、ClO-等物質(zhì)，由于HClO為分子量很小的電中性分子,比較容易滲透到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并通過(guò)細(xì)胞壁穿透到細(xì)菌內(nèi)部，通過(guò)氧化作用破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物液氯消毒作用的機(jī)理一般認(rèn)為，主要通過(guò)次氯酸H65氯胺消毒20世紀(jì)50年代，氯胺用于飲用水消毒盛行一時(shí),但因其對(duì)微生物的滅活能力較游離氯弱而逐漸被淘汰。近年來(lái)由于氯胺消毒能夠減少消毒過(guò)程中三氯甲烷的產(chǎn)生而再度引起關(guān)注。如美國(guó)為控制飲用水中的三氯甲烷含量，1998年已有29.4%的水廠使用了氯胺消毒，且比例在逐步提高。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯胺消毒20世紀(jì)50年代，氯胺用于飲用水消毒盛行一時(shí),但因其66氯胺消毒機(jī)理和優(yōu)缺點(diǎn)氯胺是一種復(fù)雜的無(wú)機(jī)氯胺和有機(jī)氯胺的混合物,其消毒原理是通過(guò)緩慢釋放次氯酸而消毒的。優(yōu)點(diǎn):當(dāng)水中含有有機(jī)物和酚時(shí),氯胺消毒不會(huì)產(chǎn)生氯臭和氯酚臭,同時(shí)大大減少THM產(chǎn)生的可能氯胺消毒更能保證管網(wǎng)末梢和慢流地區(qū)的余氯要求,因?yàn)镠ClO是逐漸放出來(lái)的,這樣能保持水中余氯較久,適用于供水管網(wǎng)較長(zhǎng)的情況。缺點(diǎn)：但氯胺消毒要求氯胺長(zhǎng)時(shí)間與水接觸才能獲得與氯消毒相同的作用,而且氯胺對(duì)人體健康存在著潛在的影響,由它導(dǎo)致產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物的毒性更強(qiáng),因此，用氯胺消毒應(yīng)慎重。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯胺消毒機(jī)理和優(yōu)缺點(diǎn)氯胺是一種復(fù)雜的無(wú)機(jī)氯胺和有機(jī)氯胺的混合67氯化消毒副產(chǎn)物問(wèn)題由來(lái)1974年美國(guó)的Rook和Bellar相繼發(fā)現(xiàn)在飲水氯化消毒過(guò)程中,有三鹵甲烷等副產(chǎn)物的生成。1976年,美國(guó)國(guó)立癌癥研究所首次證實(shí)三鹵甲烷中的氯仿能引起實(shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)生腫瘤。這些研究一經(jīng)報(bào)道,立刻引起普遍關(guān)注,飲水氯化消毒的安全性問(wèn)題,尤其是圍繞飲水消毒副產(chǎn)物(disinfectionby_products,DBPs),特別是氯化消毒副產(chǎn)物(CDBPs)對(duì)健康的影響便成為眾多研究者的主要研究課題。目前已檢測(cè)到的CDBPs多達(dá)數(shù)百種。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物問(wèn)題由來(lái)1974年美國(guó)的Rook和Bellar68氯化消毒副產(chǎn)物的種類(lèi)第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物的種類(lèi)第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物69氯化消毒副產(chǎn)物的危害在CDBPs的流行病學(xué)研究方面,主要圍繞在癌癥、生殖毒性和心血管疾病三個(gè)方面。三鹵甲烷(THMS):某些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,一定劑量的THMS可以誘導(dǎo)肝、腎細(xì)胞毒性。鹵乙酸(HAAS):動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),HAAS具有致癌、生殖、發(fā)育毒性,并且發(fā)現(xiàn)高劑量的DCAA有明顯的神經(jīng)毒性,當(dāng)DCAA和TCAA的劑量增高時(shí),可以引起心臟畸形。研究調(diào)查表明,CDBPs與膀胱癌、結(jié)腸癌、直腸癌、胰腺癌、腦癌與肺癌等具有一定的相關(guān)性,可增加孕婦早期流產(chǎn)的危險(xiǎn)性并可使嬰兒患中樞神經(jīng)缺陷癥,與心血管疾病的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物的危害在CDBPs的流行病學(xué)研究方面,主要圍繞70

三鹵甲烷與鹵乙酸的單位致癌風(fēng)險(xiǎn)

第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物

三鹵甲烷與鹵乙酸的單位致癌風(fēng)險(xiǎn)

第5章飲用水消毒技術(shù)及其消71氯化消毒副產(chǎn)物形成機(jī)理在氯化消毒過(guò)程中,水中天然有機(jī)物,如腐殖酸、富里酸和藻類(lèi)與加入水中的氯發(fā)生取代、加成和氧化反應(yīng)生成CDBPs。飲用水加氯消毒,HOCl等消毒劑既是氧化劑,也是親電加成試劑。THMs的形成過(guò)程可分為兩個(gè)步驟,第一步是氯原子對(duì)前體物質(zhì)的取代與加成反應(yīng),第二步是前體物質(zhì)中的烯醇式結(jié)構(gòu)發(fā)生互變異構(gòu)形成醛酮結(jié)構(gòu),經(jīng)歷開(kāi)環(huán)、水解、脫羧,逐步生成THMs。對(duì)HAAs的形成機(jī)理研究雖然不及THMs深入，但普遍認(rèn)為NOM也是生成HAAs等的主要前體物質(zhì)，且HAAs的主要存在形式三氯乙酸(TCAA)并不是由二氯乙酸(DCAA)進(jìn)一步氯化生成，兩者分別由不同的反應(yīng)途徑生成，TCAA的形成與腐殖酸的芳香環(huán)斷裂有關(guān),DCAA的形成與腐殖酸上芳香環(huán)和含氮官能團(tuán)的多少有關(guān)。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成機(jī)理在氯化消毒過(guò)程中,水中天然有機(jī)物,如腐72氯化消毒副產(chǎn)物形成的主要影響因素對(duì)三氯甲烷等的動(dòng)力學(xué)研究表明,CDBPs的生成屬于二級(jí)反應(yīng)，主要與有機(jī)化合物的濃度和投氯量有關(guān),并受反應(yīng)時(shí)間、pH值、水溫、Br-及金屬離子濃度、氨等多種因素的影響。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的主要影響因素對(duì)三氯甲烷73氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素1－21原水中腐殖酸等有機(jī)物含量越高，CDBPs的生成量越大，且與有機(jī)物的性質(zhì)、成分等有關(guān)。疏水性成分對(duì)THMs的貢獻(xiàn)率比相應(yīng)的親水性成分要大，疏水性有機(jī)堿和中性物質(zhì)生成HAAs的能力強(qiáng)。2投氯量對(duì)CDBPs的影響表現(xiàn)在兩個(gè)方面。

一方面,投氯量影響CDBPs的濃度水平,在低于某一比例時(shí)，CDBPs隨投氯量增加而增加,但投氯量達(dá)到某一特定值時(shí),CDBPs不再隨投氯量增加;另一方面，投氯量影響CDBPs的種類(lèi)分布,在低投氯量時(shí),腐殖酸、富里酸氯化的主要產(chǎn)物為三氯甲烷,其次為二氯乙酸和三氯乙酸;在高投氯量時(shí),上述物質(zhì)的氯化主要產(chǎn)物為三氯乙酸,三氯甲烷次之,最后是二氯乙酸。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素1－21原水中腐殖酸等有機(jī)物74氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素3－43pH值對(duì)CDBPs的影響顯著。研究發(fā)現(xiàn),THMs的生成量在中性和弱堿性條件下較大,在酸性條件下較少。但Bocye等證實(shí)在低pH值下,仍然有三氯甲烷生成。Rebenne研究了較寬pH值范圍下間苯二酚型化合物和HOCl的反應(yīng),認(rèn)為反應(yīng)表觀速率常數(shù)Kapp的變化與pH有關(guān),在中性和弱堿性條件下Kapp極大而在酸性條件下Kapp極小。三鹵甲烷更容易在pH值高的水樣中生成。因此,為提高消毒效果及減少消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生,水樣的pH值不宜過(guò)高,凈水工藝中,常控制pH值在6·5~7·5之間4反應(yīng)溫度低可減少CDBPs的產(chǎn)生。研究證實(shí),溫度增加10℃,THMs的產(chǎn)生速率增加一倍。一般來(lái)說(shuō),夏天因?yàn)樗疁馗叨a(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物濃度相應(yīng)比較高,冬天水溫低消毒副產(chǎn)物的濃度就比較低。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素3－43pH值對(duì)CDBPs的75氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素5－65Br-影響CDBPs的種類(lèi)分布。當(dāng)水中尤其是地下水中存在一定濃度的Br-時(shí),Br-首先被氧化成HOBr,它們與有機(jī)物反應(yīng)生成三溴甲烷和其他溴代副產(chǎn)物。在高溴水氯化時(shí),發(fā)現(xiàn)地表水氯化產(chǎn)物存在三溴乙酸和溴氯代乙酸，其中85%的THMs和HAAs是溴代物。水中溴化物的含量與處理出水中氯仿含量與溴-氯型THM的比例有密切的關(guān)系。當(dāng)源水中有機(jī)物含量一定時(shí),隨溴化物濃度的增加,經(jīng)氯消毒處理后,不僅THM的生成量隨之明顯增加,而且溴代THM物質(zhì)的比例亦明顯增加。6水中微量金屬離子或管網(wǎng)材質(zhì)對(duì)CDBPs也具有影響。Cu2+可催化腐殖酸等形成CHCl3,且主要是對(duì)腐殖酸中檸檬酸結(jié)構(gòu)的活性基團(tuán)起催化作用。Fe0對(duì)HAAs具有一定的脫鹵降解作用。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素5－65Br-影響CDBPs76氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素77氨對(duì)三鹵甲烷的形成具有明顯的抑制作用。隨著水樣中氨的投加量的增加，三鹵甲烷的生成量明顯減少。水中存在一定濃度的氨氮有利于抑制三鹵甲烷的生成。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物形成的影響因素77氨對(duì)三鹵甲烷的形成具有明77國(guó)內(nèi)外飲用水消毒副產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物國(guó)內(nèi)外飲用水消毒副產(chǎn)物標(biāo)準(zhǔn)第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物78氯化消毒副產(chǎn)物的濃度水平

澳大利亞對(duì)飲用水中CDBPs分布情況進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)液氯消毒方式、THMS、HAAS的含量分別占DBPS的46%、42%;氯胺消毒分別為24%、54%,也就是說(shuō)加氯消毒主要的副產(chǎn)物是THMS和HAAS,兩者含量之和占全部DBPS的80%以上。Kransner調(diào)查了美國(guó)35個(gè)水廠的水質(zhì),THMs為20～44μg/L，HAAs為13～20μg/L。Williams測(cè)定了加拿大52個(gè)主要城市的出廠水,THMs為16.8～33.5μg/L，DCAA為13.2～21.1μg/L，TCAA為27.8～34.0μg/L。黃君禮調(diào)查了24個(gè)城市自來(lái)水中的氯仿,大部分城市管網(wǎng)水中的氯仿濃度為15～46.7μg/L;岳舜琳調(diào)查研究了12個(gè)城市自來(lái)水的出廠水質(zhì)，氯仿的平均濃度為4.4～28μg/L，最高可達(dá)111hg/L;劉文君等調(diào)查了北京市9個(gè)自來(lái)水廠的出廠水和管網(wǎng)水的HAAs,以地下水為水源的出廠水中HAAs為0.7～5.7μg/L,以地表水為水源的出廠水和管網(wǎng)水中HAAs分別為7.5～28.0μg/L和7.9～23.3μg/L。香港1997年對(duì)19個(gè)地區(qū)飲用水進(jìn)行了THMS(四個(gè)組分)的監(jiān)測(cè),THMS的含量在未檢出~104·68μg/L,并且發(fā)現(xiàn)4個(gè)地區(qū)飲用水中THMS超過(guò)了100μg/L。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物的濃度水平

澳大利亞對(duì)飲用水中CDBPs分布情79氯化消毒副產(chǎn)物的控制方法1降低已生成CDBPs的方法2降低CDBPs的前體物質(zhì)3優(yōu)化消毒方法4尋找替代消毒劑第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物氯化消毒副產(chǎn)物的控制方法1降低已生成CDBPs的方法第5章80降低已生成CDBPs的方法CDBPs一旦生成，其去除就比較困難?；钚蕴课交钚蕴坷w維吸附輻射降解第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物降低已生成CDBPs的方法CDBPs一旦生成，其去除81去除CDBPs的前體物的主要方法強(qiáng)化混凝化學(xué)氧化法生物預(yù)處理臭氧活性炭膜處理第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物去除CDBPs的前體物的主要方法強(qiáng)化混凝第5章飲用水消毒技術(shù)82優(yōu)化氯消毒方法陳超等提出的短時(shí)游離氯后轉(zhuǎn)氯胺的順序氯化消毒工藝：可使THMs生成減少35.8%~77.0%，HAAs生成減少36.6%~54.8%。此外,嚴(yán)格控制投氯量,投氯后充分快速混合,采用中途加氯法等均是控制DBPs的有效途徑。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物優(yōu)化氯消毒方法陳超等提出的短時(shí)游離氯后轉(zhuǎn)氯胺83

尋找替代消毒劑

二氧化氯過(guò)氧化氫臭氧電化學(xué)消毒紫外光催化組合消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物

尋找替代消毒劑

二氧化氯第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物84第2部分二氧化氯消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第2部分二氧化氯消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副85二氧化氯的發(fā)展二氧化氯是微紅-黃色、強(qiáng)烈刺激性有毒氣體,分子式為ClO2,分子量為67·46,具強(qiáng)氧化性,屬易燃易爆品。1811年二氧化氯由漢弗萊·戴維首先成,用二氧化氯作為消毒劑始于1944年。二氧化氯是一種強(qiáng)力殺菌消毒劑,經(jīng)美國(guó)食品藥物管理局(FDA)和美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)的長(zhǎng)期科學(xué)試驗(yàn)被確認(rèn)為是醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、食品保鮮、環(huán)境、飲水和工業(yè)循環(huán)水等方面殺菌消毒、除臭的理想藥劑，也是被世界衛(wèi)生組織（WHO）所確認(rèn)的A1級(jí)安全高效廣譜強(qiáng)力殺菌劑。

第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯的發(fā)展二氧化氯是微紅-黃色、強(qiáng)烈刺86二氧化氯消毒的應(yīng)用美國(guó)已經(jīng)有1000家左右的自來(lái)水廠使用二氧化氯,成為美國(guó)在氯和氯胺之后排第三位的消毒劑。在歐洲,使用二氧化氯消毒則更為普遍，目前歐洲已有數(shù)千家水廠采用二氧化氯作為消毒劑，如在德國(guó)有70%以上的飲用水廠用二氧化氯作次級(jí)消毒處理。因此中國(guó)盡管目前二氧化氯在小規(guī)模的給水廠有應(yīng)用,但大型水廠還未見(jiàn)使用的報(bào)道。近年來(lái),我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)自來(lái)水廠采用二氧化氯消毒飲用水日趨增多。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯消毒的應(yīng)用美國(guó)已經(jīng)有1000家左右的自來(lái)水廠使用二87二氧化氯的消毒機(jī)理通過(guò)吸附、滲透作用進(jìn)入細(xì)胞體,氧化細(xì)胞內(nèi)酶系統(tǒng)和生物大分子，較好殺滅細(xì)菌、病毒,且不對(duì)動(dòng)、植物產(chǎn)生損傷。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯的消毒機(jī)理第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物88二氧化氯消毒的優(yōu)點(diǎn)1殺菌效果好、用量少,作用快,消毒作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),可以保持剩余消毒劑量。二氧化氯用于飲用水消毒殺菌效果比氯高5倍。2氧化性強(qiáng),能分解細(xì)胞結(jié)構(gòu),并能殺死隱孢子蟲(chóng)，對(duì)病毒、放線菌及孢子體的殺滅均優(yōu)于氯，對(duì)給水管網(wǎng)中的藻類(lèi)、厭氧菌、唑鐵細(xì)菌均有較強(qiáng)殺滅能力。3能同時(shí)控制水中鐵、錳、色、味、嗅。4受溫度和pH影響小，二氧化氯適應(yīng)pH值范圍寬。5不產(chǎn)生三鹵甲烷和鹵乙酸等副產(chǎn)物,不產(chǎn)生致突變物質(zhì),其Ames試驗(yàn)和小鼠骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核試驗(yàn)均呈陰性結(jié)果。與氯消毒相比,二氧化氯能降低致突活性。6二氧化氯與水中有機(jī)物的反應(yīng)為氧化作用,而氯則以取代反應(yīng)為主，不生成THMs等。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯消毒的優(yōu)點(diǎn)1殺菌效果好、用量少,作用快,消毒作用持89二氧化氯消毒的缺點(diǎn)但二氧化氯的使用還存在一些缺點(diǎn),影響了二氧化氯的推廣應(yīng)用，特別是在大型給水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用。

主要缺點(diǎn):二氧化氯消毒產(chǎn)生無(wú)機(jī)消毒副產(chǎn)物亞氯酸根離子(ClO2-)和氯酸根離子(ClO3-。ClO2本身有毒,對(duì)人體血紅細(xì)胞有損害,特別是濃度高的時(shí)候,有報(bào)道認(rèn)為,ClO2對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)有損害;ClO2消毒過(guò)程中也產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物,目前種類(lèi)和對(duì)人體健康的危害還不清楚。ClO2極不穩(wěn)定,常溫下氣體極易爆炸,必須現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)使用。二氧化氯的制備、使用還存在一些技術(shù)問(wèn)題,二氧化氯發(fā)生過(guò)程操作復(fù)雜,試劑價(jià)格高或純度低,第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯消毒的缺點(diǎn)但二氧化氯的使用還存在一些缺90二氧化氯消毒的副產(chǎn)物亞氯酸鹽與氯酸鹽會(huì)引起少兒神經(jīng)系統(tǒng)效應(yīng)和貧血。亞氯酸鹽屬于生成高鐵血紅蛋白的化合物。因此,世界衛(wèi)生組織規(guī)定,在飲用水中亞氯酸鹽的含量標(biāo)準(zhǔn)為<200μg/L，美國(guó)加州衛(wèi)生署規(guī)定配水系統(tǒng)中亞氯酸鹽殘留量<0.02mg/L。國(guó)際癌癥研究所將亞氯酸鹽歸入易見(jiàn)的致癌物類(lèi)中。因此，飲用水處理中要嚴(yán)格控制ClO2的投加量（中國(guó)不超過(guò)0.8mg/L）。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯消毒的副產(chǎn)物亞氯酸鹽與氯酸鹽會(huì)引起少兒神經(jīng)系統(tǒng)效應(yīng)和91飲水中消毒副產(chǎn)物的控制1要改進(jìn)二氧化氯發(fā)生器的生產(chǎn)工藝,提高二氧化氯發(fā)生純度和原料的轉(zhuǎn)化率,以便減少ClO2-、ClO3-的產(chǎn)生,再要通過(guò)控制ClO2投加劑量和條件,2利用Cl2和ClO2協(xié)同進(jìn)行水質(zhì)處理等方法來(lái)減少ClO2-、ClO3-的形成。3通過(guò)投加粉末活性炭或顆?；钚蕴?在相對(duì)高的劑量(10~20mg/L)和低pH值(5·5~6·5)時(shí),粉末活性炭能夠有效去除ClO2-。利用顆粒活性炭有效去除ClO2-且減少ClO3-的生成,其最有效的方法是降低顆?；钚蕴康倪\(yùn)行周期。4為避免飲用水中二氧化氯毒副產(chǎn)物亞氯酸鹽殘留的污染,應(yīng)盡量選用食鹽電解法二氧化氯消毒設(shè)備。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物飲水中消毒副產(chǎn)物的控制1要改進(jìn)二氧化氯發(fā)生器的生產(chǎn)工藝,提高92二氧化氯的應(yīng)用選擇由于二氧化氯與水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)有50%～70%ClO2分解為ClO2-,其余生成Cl-,故水中有機(jī)物含量越高,投放二氧化氯消毒量就越大,而反應(yīng)生成的ClO2-也越多,對(duì)人體危害就越嚴(yán)重。在一般水體中,德國(guó)和挪威等國(guó)家規(guī)定二氧化氯消毒投入量為0.3mg/L。對(duì)污染較嚴(yán)重的水源，不宜使用二氧化氯作為消毒劑,特別是我國(guó)南方大部分是用江、湖水作為飲用水水源，含有大量有機(jī)物，使用二氧化氯作為消毒劑,投入量大且其殘留的亞氯酸鹽含量大大超過(guò)WHO所規(guī)定的0.2mg/L的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)二氧化氯作為消毒劑對(duì)飲用水進(jìn)行消毒時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況使用。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物二氧化氯的應(yīng)用選擇由于二氧化氯與水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)有50%～93第3部分臭氧消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第3部分臭氧消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物94臭氧消毒的發(fā)展采用臭氧消毒已有很長(zhǎng)歷史,1886年即有試驗(yàn)性應(yīng)用,但由于臭氧制取設(shè)備復(fù)雜，投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，一直沒(méi)有得到普遍推廣。臭氧消毒目前主要在歐洲應(yīng)用較多，但最大規(guī)模的水廠卻在加拿大的蒙特利爾,約110萬(wàn)m3/d。近年來(lái)由于對(duì)氯化消毒副產(chǎn)物和新型致病微生物如隱孢子蟲(chóng)的關(guān)注，而且也由于臭氧制備技術(shù)的進(jìn)步，臭氧消毒的應(yīng)用有增加的趨勢(shì)。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物臭氧消毒的發(fā)展采用臭氧消毒已有很長(zhǎng)歷史,1886年即有試驗(yàn)性95臭氧消毒的優(yōu)點(diǎn)臭氧消毒的優(yōu)點(diǎn)是：殺菌效果好、用量少，作用快，能同時(shí)控制水中鐵、錳、色、味、嗅，同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物少。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物臭氧消毒的優(yōu)點(diǎn)臭氧消毒的優(yōu)點(diǎn)是：殺菌效果好、96不同消毒劑比滅活率常數(shù)α比較第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物不同消毒劑比滅活率常數(shù)α比較第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)97臭氧消毒的缺點(diǎn)1臭氧分子不穩(wěn)定,易自行分解,在水中保留時(shí)間很短,小于30min,因此不能維持管網(wǎng)持續(xù)的消毒能力。2臭氧消毒產(chǎn)生溴酸鹽、醛、酮和羧酸類(lèi)副產(chǎn)物，醛、酮和羧酸類(lèi)副產(chǎn)物部分是有害健康的化合物,部分使管網(wǎng)水生物穩(wěn)定性下降，因此臭氧消毒在使用中受到一定的限制。3對(duì)于大、中型管網(wǎng)系統(tǒng),采用臭氧消毒時(shí)必須依靠氯來(lái)維持管網(wǎng)中持續(xù)的消毒效果。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物臭氧消毒的缺點(diǎn)1臭氧分子不穩(wěn)定,易自行分解,在水中保留時(shí)間很98第4部分紫外消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物第4部分紫外消毒第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物99紫外消毒的發(fā)展紫外線的滅菌作用最早在20世紀(jì)初由英國(guó)學(xué)者貝納德和莫加報(bào)道，真正開(kāi)始應(yīng)用為20世紀(jì)60年代。早期主要是低壓汞燈(LP),90年代中壓汞燈(MP)和脈沖汞燈(P-UV)得到研究、應(yīng)用。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物紫外消毒的發(fā)展紫外線的滅菌作用最早在20世紀(jì)初由英國(guó)學(xué)者貝納100紫外線消毒機(jī)理紫外線是指電磁波波長(zhǎng)處于200~380nm的光波,一般分為三個(gè)區(qū),即UVA(315~380nm)，UVB(280~315nm),UVC(200~280nm)。低于200nm的遠(yuǎn)紫外線區(qū)域稱為真空紫外線，極易被水吸收，因此不能用于消毒。用于消毒的紫外線是UVC區(qū)，即波長(zhǎng)為200~280nm的區(qū)域，特別是254nm附近。紫外線消毒機(jī)理與前面的氧化劑不同,它是利用波長(zhǎng)254nm及其附近波長(zhǎng)區(qū)域?qū)ξ⑸顳NA的破壞,阻止蛋白質(zhì)合成而使細(xì)菌不能繁殖。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物紫外線消毒機(jī)理紫外線是指電磁波波長(zhǎng)處于200~380nm的101紫外線消毒的優(yōu)點(diǎn)1對(duì)致病微生物有廣譜消毒效果、消毒效率高;2對(duì)隱孢子蟲(chóng)卵囊有特效消毒作用;3不產(chǎn)生有毒、有害副產(chǎn)物;4不增加AOC及BDOC等損害管網(wǎng)水生物穩(wěn)定性的副產(chǎn)物;5能降低嗅、味和降解微量有機(jī)污染物;6占地面積小,消毒效果受水溫、pH影響小第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物紫外線消毒的優(yōu)點(diǎn)1對(duì)致病微生物有廣譜消毒效果、消毒效率高;102紫外線消毒技術(shù)在飲用水處理的應(yīng)用紫外線消毒技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用自1993在美國(guó)Milwaukee市爆發(fā)隱孢子蟲(chóng)病后倍受青睞，因?yàn)槁认静荒苡行珉[孢子蟲(chóng)卵囊，而研究發(fā)現(xiàn)紫外線對(duì)隱孢子蟲(chóng)卵囊有很好的殺滅效果。而且在常規(guī)消毒劑量范圍內(nèi)(40mJ/cm2)紫外線消毒不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物,因此近幾年在西方發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用實(shí)例增加十分迅速,特別是在小型水廠。為此國(guó)際紫外線協(xié)會(huì)(IUVA)在1999年成立。目前采用紫外線消毒的最大自來(lái)水水廠在加拿大的埃得蒙屯,為40萬(wàn)m3/d，溫哥華計(jì)劃在2006年建成100萬(wàn)m3/d的采用紫外線消毒的自來(lái)水廠。但紫外線不能在管網(wǎng)內(nèi)維持持續(xù)的消毒效果,在大型水廠的應(yīng)用必須跟氯結(jié)合,目前其使用還受到一定限制。第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒副產(chǎn)物紫外線消毒技術(shù)在飲用水處理的應(yīng)用第5章飲用水消毒技術(shù)及其消毒103紫外線消毒的缺點(diǎn)1沒(méi)有持續(xù)消毒效果,需與氯配合使用;2管壁易結(jié)垢,