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目前,管道直饮水水处理消毒灭菌措施主要有氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒三种方式,这些方式都各自有其优缺点,在选用时应慎重考虑。
氯消毒
按规定采用二氧化氯消毒时,产品水中二氧化氯残留浓度不应低于0.01mg/L;采用氯消毒时,产品水中氯残留浓度不应小于0.01mg/L。
氯气是黄绿色、有强烈窒息性异味、有毒的气体,它是很强的氧化剂,与二氧化碳接触能形成光气,在高压下可液化为液氯,密度为2.48kg/m3,熔点-℃,沸点-34.6℃,在空气中呈白色烟雾,极易溶于水、醇和醚,其水溶液称为盐酸。
氯消毒是我国普遍采用的一种水处理消毒方式,但是氯对人体的危害性也不容忽视:
①氯能刺激眼、鼻、喉、上呼吸道等,引起急性肺水肿及肺炎,浓度高时可麻痹呼吸中枢,出现“闪击性死亡”。长期吸入低浓度的氯会引起慢性中毒,导致体内产生大量的自由基,加速人体衰老。
②氯能破坏蔬菜、水果、谷物中的维生素、矿物质等营养成分,严重影响人体对营养物质的吸收。
③将自来水煮沸,氯受热后与水中有机腐质产生三氯甲烷等致癌物质,三氯甲烷将比自来水增加3-4倍,如果余氯不能去除,我们每日所饮用的咖啡、茶或汤,经加温煮沸饮用后,体内即增加了3-4倍的致癌物。
臭氧消毒
按规定采用臭氧消毒时,产品水中臭氧残留浓度不应小于0.01mg/L。
臭氧的灭菌机制和灭菌特性:臭氧分解生成氧和新生态氧,此种新生态氧作用于细菌和病毒等的细胞壁和细胞膜,反应在脂质(类脂化合物)的双键,在进行这一作用时,细胞膜被破坏,而且SH酵素破坏,从而达到灭菌的效果。对于芽孢杆(Bacillus)菌细菌孢子,用浓度0.3-0.5mg/L的臭氧灭菌剂即可达到灭菌效果。乳酸菌对臭氧的抵抗力很弱,据报告,初始菌数2.3-5.6×个/mL,经臭氧处理30秒种,细菌大多数死去。
臭氧的杀菌效果,因微生物种类的不同而有很大差异,这是由于细胞壁或细胞膜的差异造成的。
按饮用水标准进行的臭氧灭菌法,接触反应时间为5-8分种,臭氧发生器出口处的臭氧浓度为0.4mg/L以上(注入率为2-3mg/L),大多数实例以上述条件为运行管理目标。如果在同样的系统内,将臭氧的注入率增加至5mg/L,根据实验结果,经过此种处理的水,一般来说,细菌是不能存活的。
紫外线消毒
按规定,选用紫外线消毒时,紫外线有效剂量不应低于40mJ/cm2,紫外线消毒设备应符合现行国家标准《城市给排水紫外线消毒设备》GB/T的规定。
紫外线灭菌机制:波长-mm的紫外线,可透过细菌或病毒的细胞膜对控制着遗传现象和生物机能的核酸(DNA)造成损伤,使它失去繁殖能力,从而达到杀菌的目地。
核酸(DNA)对于波长-mm的紫外线,有特别容易吸收的倾向,这就是为什么这种波长的紫外线杀菌能力最强的缘故。按照要杀灭的微生物所需的紫外线照射量进行灭菌处理,而又不使水质发生任何变化,在极短时间内进行一闪性灭菌,效果良好。
紫外线杀菌的注意事项:
a紫外线杀菌装置的选定:在选择臭氧发生机时,要以臭氧发生量为标准,而紫外线杀菌装置则以和处理水量有关的紫外线照射量为选择的标准。杀菌灯的照度,随着使用时间的延长而衰减,因此所需紫外线照射量的选定,要以灯的寿命终点为标准。
b紫外线灯的温度特性:以前,一般使用的有低压水银灯,在周围温度40-50℃的条件上,照射率达到峰值,若在水温较低的情况下,则杀菌效率降低,这一点必须考虑到。
综合分析,以上几种消毒剂特点见下表:
为了保障人们的身体健康,防止水致疾病的传播,管道直饮水中不应含有致病微生物。通过上述对比,O3+UV是较好的消毒方式,在管道直饮水系统中可组合使用。