消毒作為生活飲用水處理的最后一道工藝必不可少,也至為關鍵。隨著經濟和社會不斷進步,飲用水消毒技術一直在發展、應用、再認識和改進的過程中不斷完善。目前,規模化生活飲用水生產過程中可采用的消毒技術主要有氯化消毒、二氧化氯消毒、氯胺消毒、臭氧消毒、紫外線消毒等。
飲用水消毒
一、氯化消毒
氯化消毒是世界范圍內應用最廣泛的傳統飲水消毒方法,一直沿用至今。氯化消毒的優點主要表現在:①氯對微生物殺滅能力較強;②在水中能長時間地保持一定量的余氯,具有持續消毒作用;③使用方便,成本較低。
二、二氧化氯消毒
二氧化氯具有廣譜殺菌能力,是一種優良的消毒劑,其殺菌能力是氯氣的5倍。二氧化氯對細胞壁有較強的吸附和穿透能力,與微生物接觸時釋放氧原子及次氯酸分子,可有效地氧化細胞內含巰基的酶,快速抑制微生物蛋白質的合成來破壞微生物,還能分解殘留的細胞結構。即使存在懸浮物,二氧化氯也能以較小的劑量殺死大腸埃希菌類和炭疽桿菌,對其他諸多細菌、病毒都有良好的殺滅效果。低濃度的二氧化氯在水中的擴散速度和滲透能力都比氯快,有用量少,作用快,殺菌率高的特點。
三、氯胺消毒
氯胺是氯化消毒的中間產物,其中具有消毒殺菌作用的只有一氯胺和二氯胺。氯胺消毒作用機制與氯氣相近,即通過穿透細胞膜,使核酸變性,阻止蛋白質的合成來達到殺滅微生物的目的。
氯胺消毒的優點:當水中含有機物和酚時,氯胺消毒不會產生氯臭和氯酚臭,同時大大減少三鹵甲烷產生的可能;由于次氯酸是逐漸被釋放出來的,因此,氯胺消毒更能保證管網末梢和慢流地區的余氯要求,保持水中余氯的持久性,適用于供水管網較長的情況。氯胺消毒的缺點是要求氯胺長時間與水接觸,才能獲得與氯化消毒相同的作用,而且氯胺對人體健康存在著潛在的影響,它產生的消毒副產物的毒性更強,因此,氯胺消毒的安全性和實用性也開始受到質疑。
四、臭氧消毒
臭氧是一種強氧化劑,其可以氧化分解細菌內葡萄糖氧化酶,也可以直接與細菌、病毒發生作用,破壞細胞器和核糖核酸,分解蛋白質、脂類和多糖等大分子聚合物,使細菌的物質代謝和繁殖過程遭到破壞。臭氧還可以侵入細胞膜內,作用于外膜脂蛋白和內部的脂多糖,使細胞發生通透性畸變,導致細胞的溶解死亡,并且將死亡菌體內的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體、細菌和病毒的代謝產物等溶解變性死亡,從而發揮其消毒作用。
臭氧消毒具有殺菌效果好、用量少、作用快、消毒副產物少和生產條件簡單等優點,但也具有消毒工藝費用較高、穩定性極差和需用第二消毒劑等缺點。另外,臭氧作為消毒劑是有選擇性的,綠霉菌、青霉之類對臭氧具有抵抗力,需較長時間才能將其殺死;單獨使用臭氧作為消毒劑時,由于臭氧能在較短時間內分解,殘留效果小,甚至會出現細菌量回升現象,為了改善這種狀況,可以考慮輔助加氯。
五、紫外線消毒
紫外線消毒法高效廣譜,無消毒副產物,并有消毒設備占地面積小,初投資少等特點,而且該技術在給排水方面的應用將大大提高用水的安全性。近20年來,紫外線消毒逐漸得到廣泛的應用,同時紫外線在污水處理方面也有著廣泛的應用和發展前景。
紫外線消毒時,對病原微生物具有殺滅作用的紫外線波長范圍為200~300nm,其中240~280nm波長的紫外線殺菌能力較強,飲用水消毒一般選用254nm波長的紫外線。紫外線消毒主要優點是消毒后的自來水無色無味,不會產生有害副產物。但紫外線消毒后也存在一些缺點:例如因沒有持續的消毒效果,被殺滅的細菌有可能復活,故需與氯配合使用;管壁易結垢,導致消毒效果降低;消毒效果受水中懸浮物和濁度影響較大。