以下是對(duì)一些消毒方法專業(yè)文章的摘要和概括,總結(jié)了不同消毒方式的優(yōu)缺點(diǎn)。 各種化學(xué)消毒的比較: 直到二十世紀(jì)七十年代,加氯仍是唯一的飲用水消毒的方式。由于它工藝成熟,加氯消毒普遍被認(rèn)為是最可靠的飲用水消毒方式。 加氯消毒的優(yōu)勢在于: 1.對(duì)各種病菌有極強(qiáng)的滅活性。 2.能提供防止細(xì)菌再次滋生的余氯,確保處理過的飲用水在長途配送中保持清潔。3.不會(huì)發(fā)生二次污染。4.適合不同的水質(zhì)的消毒要求。5.檢測與控制相對(duì)簡單。6.成本較低但是最近,飲用水的消毒問題遇到了一系列新的挑戰(zhàn),對(duì)消毒方式有了更高的要求: 1.需要消毒方式更有效的對(duì)付那些抗力強(qiáng)的病原菌。2.要在消毒過程中盡可能減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生。3.消毒工藝要符合新頒布的安全及環(huán)保規(guī)程4.系統(tǒng)安全可靠性要更強(qiáng)。 為面對(duì)這些新的挑戰(zhàn)并達(dá)到新的要求,我們應(yīng)該根據(jù)水源的質(zhì)量和相關(guān)特點(diǎn)設(shè)計(jì)與之相對(duì)應(yīng)的消毒方式。目前,顯然加氯仍然是最普遍使用的消毒方式。其他消毒方式也在快速發(fā)展,包括氯氨,二氧化氯,紫外線。在對(duì)飲用水進(jìn)行消毒時(shí),采用哪種消毒方式,要具體問題具體分析,不同的消毒方式達(dá)到的效果不同,沒有哪一種消毒方式會(huì)適合所有的消毒工藝。以下是對(duì)一些消毒技術(shù)的的描述和介紹,并對(duì)各技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比。加氯 飲用水消毒工藝中。氯可以以三種形式進(jìn)行參與,氯氣消毒、次氯酸消毒、次氯酸鈣消毒,這三種消毒方式均可以在水中產(chǎn)生自由氯。 加氯消毒的優(yōu)點(diǎn):1.滅菌能力很強(qiáng) 2.能夠產(chǎn)生防止二次污染的余氯,抑制在輸配水管線中產(chǎn)成的病菌和生物膜3.運(yùn)行、控制、檢測簡單 4.氯的氧化性可以滿足預(yù)氧化的需要5.運(yùn)行穩(wěn)定、可靠 6.是目前性價(jià)比最高的消毒方式加氯消毒的缺點(diǎn)1.會(huì)產(chǎn)生鹵代烷副產(chǎn)物(THMs, HAAs)。2.會(huì)把溴化物氧化為溴,并形成溴的有機(jī)副產(chǎn)物3.對(duì)隱孢菌素的滅活能力弱4.需要相關(guān)化學(xué)品的運(yùn)輸和倉儲(chǔ) 氯氣直接投加: 直接投加氯氣是目前最常使用的消毒方式,氯在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中為液態(tài),在水處理工藝中,常使用100和150磅的鋼瓶儲(chǔ)存氯,也可以使用噸級(jí)氯瓶,一些氯氣消耗量較大的消毒系統(tǒng)中甚至使用鐵道運(yùn)輸儲(chǔ)罐或是槽車運(yùn)送氯。氯氣直接投加的優(yōu)點(diǎn): 1.是所有使用氯消毒工藝中投資最低的。 2.化學(xué)品的儲(chǔ)存壽命長,不易失效。氯氣直接投加的缺點(diǎn): 1.氯氣為有毒氣體,需要特殊處理,并要進(jìn)行相應(yīng)的操作培訓(xùn) 2.這種消毒方式在使用時(shí)的安全性被美國環(huán)保署和衛(wèi)生安全部門所關(guān)注次氯酸鈉消毒次氯酸鈉,我們有時(shí)也稱之為漂白粉,是氯氣與氫氧化鈉按一定比例制備出來的,次氯酸鈉中有效氯在5-15%左右,通常儲(chǔ)存在1噸或5000加侖的儲(chǔ)罐中,由卡車運(yùn)輸。次氯酸鈉消毒方式的優(yōu)點(diǎn) 1.溶液毒性小,并且比氯氣消毒系統(tǒng)更容易操作2.與氯氣消毒系統(tǒng)相比,所需的培訓(xùn)少 次氯酸鈉消毒方式的缺點(diǎn)1.次氯酸鈉易變質(zhì) 2.次氯酸鈉的投加有增加無機(jī)物副產(chǎn)品的可能。(氯酸鹽,次氯酸鹽和溴酸鹽)3.對(duì)一些物質(zhì)有腐蝕作用,相對(duì)于其他溶液不易儲(chǔ)存4.化學(xué)藥劑的費(fèi)用較氯氣高 次氯酸鈣消毒次氯酸鈣是另一種可以產(chǎn)生氯的化學(xué)消毒方式。主要應(yīng)用于小型水消毒工藝中。干燥的化學(xué)品中含有65%左右的有效氯,用戶通常可以買到粒狀或片狀的藥品。次氯酸鈣消毒方式的優(yōu)點(diǎn):1.比次氯酸鈉穩(wěn)定,儲(chǔ)存壽命長2.人員培訓(xùn)時(shí)間較傳統(tǒng)的加氯少 次氯酸鈣消毒方式的缺點(diǎn) 1.干化學(xué)品處理較次氯酸溶液復(fù)雜。2.溶解后形成的沉淀物為投加帶來了不便。3.藥劑的費(fèi)用高于氯氣。4.處理不當(dāng)會(huì)爆炸并引發(fā)火災(zāi) 5.有增加無機(jī)物副產(chǎn)品的可能。(氯酸鹽,次氯酸鹽和溴酸鹽)現(xiàn)場制備次氯酸鈉消毒 進(jìn)些年,一些市政水消毒工藝中安裝了現(xiàn)場的次氯酸鹽發(fā)生器,使用電解單元和鹽水制備濃度較低的次氯酸鹽溶液(~0.8%)現(xiàn)場制備次氯酸鈉的優(yōu)點(diǎn):1.化學(xué)品的存儲(chǔ)運(yùn)輸量大大減少 現(xiàn)場制備次氯酸鈉的缺點(diǎn) 1.工藝較復(fù)雜,在系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)上需要人員掌握較多的專業(yè)知識(shí)并具備相當(dāng)?shù)牟僮魉?.一次性投資較高 3.運(yùn)行成本比直接投加高次氯酸要高4.需要對(duì)鹽的質(zhì)量精心控制 5.在電解出次氯酸鹽時(shí),產(chǎn)生出的副產(chǎn)物難于檢測和控制6.備用系統(tǒng)復(fù)雜且投資較大以氯為基礎(chǔ)的其他消毒方式氯胺消毒 氯胺是由氯和氨按一定比例混合而成的化合物,由于氯胺的消毒效果較弱,它很少作為消毒系統(tǒng)中的主工藝。但氯胺持續(xù)滅菌的能力很強(qiáng),因此經(jīng)常與其他消毒方式配合使用,在長途的輸配水管線中。氯胺可以在維持滅菌效果的同時(shí)避免副產(chǎn)物的產(chǎn)生,在消毒工藝中也可以祛除水在味覺和嗅覺的上對(duì)人的刺激。 氯胺消毒優(yōu)點(diǎn): 1.減少了鹵代甲烷THMs, HAAs的產(chǎn)生2.不會(huì)把溴化物氧化為溴而產(chǎn)生溴化副產(chǎn)物3.持續(xù)消毒過程中比余氯更加穩(wěn)定 4.二次消毒中效果非常的好,比余氯有更好的持續(xù)滅菌作用5.有效的降低水中不良的味覺和嗅覺影響 氯胺消毒的缺點(diǎn):1.消毒效果和氧化效果相對(duì)較弱。 2.在加氯的同時(shí)還要同時(shí)投加控制氨或氨的化合物。3.對(duì)魚有毒害作用,有可能危及到水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)主的利益。4.如果在進(jìn)入人體前沒有清除,會(huì)對(duì)人體腎的透析作用造成影響 5.如果在使用前沒有完全清除,在電解制液氯的過程中會(huì)產(chǎn)生三氯化氮,從而引起液氯使用過程中的危險(xiǎn)。 二氧化氯消毒 二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑,其氧化能力為氯氣的27倍,有效氯的含量是氯氣的2.6倍。 二氧化氯通常都是在現(xiàn)場制備的。二氧化氯與氯氣的性質(zhì)差異很大。在溶液中,二氧化氯完全溶解在水中,因此,它受PH的影響極小,但易從水中揮發(fā),雖然二氧化氯是一種強(qiáng)消毒劑和選擇性的氧化劑,但是它后期殘留余量很少,難以滿足持續(xù)消毒的要求。 二氧化氯消毒方式的優(yōu)點(diǎn):1.對(duì)隱孢菌素的滅活力強(qiáng) 2.對(duì)于賈第鞭毛蟲這種病原菌,二氧化氯將它滅活的速度是氯的5倍3.受pH的影響較小 4.不會(huì)形成鹵代甲烷(THMs, HAAs) 5.不會(huì)把溴化物氧化為溴(除非在陽光直射的情況下)6.在消除味覺和嗅覺刺激上,作用上比氯明顯 7.針對(duì)那些對(duì)不易被氯氧化的有機(jī)物,二氧化氯作用明顯 8.可以去除少量的S2-,SnO22+, AsO32+顯,對(duì)Fe2+, Mn2+也有很好的去除效果 二氧化氯消毒缺點(diǎn):1.會(huì)形成無機(jī)副產(chǎn)物(亞硫酸鹽,氯酸鹽)2.剩余藥劑易揮發(fā) 3.制備現(xiàn)場需要安裝二氧化氯發(fā)生器并準(zhǔn)備制備原料如氯,鹽酸及亞氯酸鈉等4.需要操作人員具有較高的技術(shù)水平來完成設(shè)備的運(yùn)行和檢測5.有時(shí)候會(huì)引發(fā)特殊的味覺和嗅覺問題6.運(yùn)行費(fèi)用高昂 非氯消毒方式 臭氧消毒 臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,臭氧化和氯化一樣,即起消毒的作用,也起氧化的作用。臭氧的消毒能力和氧化能力都比氯強(qiáng),是一種廣譜消毒劑。 臭氧也是在水處理消毒工藝的現(xiàn)場進(jìn)行制備和投加的,它的制備原理是對(duì)干燥的氧或空氣進(jìn)行高壓電解,臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,消毒效果良好,它的反應(yīng)能力強(qiáng),溶解能力差,在具體的應(yīng)用和控制上有一定的難度。為了避免腐蝕和毒性,殘留在反應(yīng)室內(nèi)的臭氧在排放之前 必須破壞掉。在水處理工藝中,臭氧更多的應(yīng)用于氧化而不是消毒。臭氧消毒優(yōu)點(diǎn) 1.是現(xiàn)有消毒方式中氧化能力消毒能力最強(qiáng)的2.消毒過程中不會(huì)產(chǎn)生鹵代甲烷THMs, HAAs3.對(duì)隱孢子菌有更強(qiáng)的滅活性4.對(duì)有機(jī)化合物的氧化分解作用明顯 臭氧消毒缺點(diǎn)1.需要操作人員具備較高的技術(shù)水平和能力對(duì)臭氧消毒過程的控制和日常的維護(hù)2.不能產(chǎn)生余量滿足持續(xù)消毒的要求。3.會(huì)形成溴化副產(chǎn)物和有機(jī)副產(chǎn)物4.會(huì)形成非鹵化的副產(chǎn)物。 5.可以分解復(fù)雜有機(jī)物,但是小的有機(jī)物會(huì)促進(jìn)微生物在管網(wǎng)中的生長,在二次消毒中會(huì)增加DBP的形成。6.無論在運(yùn)行還是在一次性投資上都比加氯高很多 7.在控制和檢測方面比加氯系統(tǒng)復(fù)雜。尤其是水質(zhì)波動(dòng)較頻繁的狀態(tài) 紫外線消毒 紫外線由水銀弧光燈發(fā)生,為非化學(xué)消毒方式。 通常我們將波長在200nm以上的光稱為紫外線,根據(jù)生物效應(yīng)的不同,將紫外線按照波長劃分為A,B,C,D四個(gè)波段。其中水處理消毒主要采用C波段紫外線,波長范圍為200~280nm,微生物細(xì)胞中的脫氧核糖核酸及核糖核酸對(duì)此波段光波具有最大的吸收。當(dāng)微生物細(xì)胞受到紫外線直接照射時(shí),其體內(nèi)核酸吸收了紫外線的光能,DNA及RNA分子結(jié)構(gòu)收到破壞,進(jìn)而使DNA無法復(fù)制,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡,從而達(dá)到消毒效果。紫外消毒是一種不會(huì)產(chǎn)生其他副產(chǎn)物的消毒方式。 紫外線消毒優(yōu)點(diǎn): 1.對(duì)大多數(shù)病毒都有很好的良好的滅活性,象孢子2.無需化學(xué)藥劑的制備,倉儲(chǔ),運(yùn)輸3.對(duì)隱孢子菌的滅活效果理想4.不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物 紫外線消毒缺點(diǎn):1.沒有確保持續(xù)消毒所需要的剩余化學(xué)藥劑 2.對(duì)一些病毒的滅活能力較弱,如腸弧病毒和輪狀病毒3.難以檢測殺菌效果 4.一些沒有被完全滅活的病菌經(jīng)過一段時(shí)間有可能恢復(fù)過來,恢復(fù)活性5.對(duì)于消毒效果要求高的工藝,還要使用其他消毒手段配套進(jìn)行輔助6.不能改善水的味覺和嗅覺感官7.維護(hù)費(fèi)用與附加投入高 8.水銀燈可能會(huì)在對(duì)飲用水帶來毒害作用9.在工藝水SS超過30mg/l時(shí)滅活能力大大降低 10.在工藝水濁度大于5NTU或色度大于15NTU時(shí),滅活能力大大降低 加氯消毒的未來 1.隨著新政策的頒布和微生物控制技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)化學(xué)處理的安全性和可靠性越來越關(guān)注,其他消毒工藝在技術(shù)上正漸漸成熟 起來,但即使這樣,氯氣消毒仍將是水質(zhì)消毒中最常用的手段。 2.消毒是飲用水處理環(huán)節(jié)中很重要的一個(gè)步驟。加氯,由于它廣闊的適用性,仍然不能被哪一種單一的消毒方式所取代。 3.現(xiàn)在還很難證明加氯以外的其他消毒方法可以有效的減少有害副產(chǎn)物的出現(xiàn),可以說,幾乎現(xiàn)有的所有消毒方式都會(huì)帶來副產(chǎn)物, 最好的消除這些副產(chǎn)物的方式就是水在進(jìn)入消毒工藝前,降低有機(jī)物含量。 4.為滿足即將出臺(tái)的全新的水處理要求,針對(duì)一些隱孢菌素含量較多的水源進(jìn)行處理時(shí)也許會(huì)考慮選用其他的消毒方式(如二氧化 氯,臭氧,或紫外線),但是絕大多數(shù)的水處理廠都希望在達(dá)到消毒要求的前提下,不改變原有的處理技術(shù)。5.只有加氯是唯一的能產(chǎn)生持續(xù)消毒效果的消毒工藝,它在控制水引發(fā)的疾病中層層防護(hù),是不可替代的消毒方式。 6.世界的領(lǐng)導(dǎo)者越來越認(rèn)識(shí)到安全的飲用水在維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定發(fā)展中所起到的重要作用。加氯由于它具備成本低,運(yùn)行可靠的特點(diǎn), 無論對(duì)于遙遠(yuǎn)的鄉(xiāng)村還是巨大城市的飲水系統(tǒng),加氯都會(huì)滿足消毒的要求。 綜合比較:
注:以10萬噸污水處理廠為例。氯氣設(shè)備為進(jìn)口加氯機(jī)配置國產(chǎn)氯氣中和裝置;二氧化氯為國產(chǎn)設(shè)備;臭氧為進(jìn)口設(shè)備。次氯酸鈉是按照投 加商品溶液計(jì)算。
投資費(fèi)用貨幣為人民幣;運(yùn)行費(fèi)用單位為元人民幣/立方米。
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