幾種化學消毒方法與紫外線消毒的比

　　消毒方法大體上可以分為物理方法和化學方法兩類。物理方法主要有機械過濾、加熱、冷凍、輻射、微電解、紫外線和微波消毒等方法;化學方法主要有氯、二氧化氯、臭氧、氯胺、鹵素、金屬離子、陰離子表面活性劑及其它殺生劑等?；瘜W消毒方法中有關(guān)氯、臭氧、二氧化氯以及氯胺的研究及應(yīng)用最多,近年來由于有關(guān)化學消毒副產(chǎn)物的報道的增多和人們對水質(zhì)標準要求的不斷提高,物理消毒方法特別是紫外線消毒引起了專業(yè)人士的高度重視。

　　1.氯消毒

　　氯與水反應(yīng)時，一般產(chǎn)生“歧化反應(yīng)”，生成次氯酸(HOCL)和鹽酸(HCL)，其反應(yīng)方程式為：

　　氯的滅菌作用主要是次氯酸，因為它是體積很小的中性分子，能擴散到帶有負電荷的細菌表面，具有較強的滲透力，能穿透細胞壁進入細菌內(nèi)部。氯對細菌的作用是破壞其酶系統(tǒng)，導致細菌死亡。而氯對病毒的作用，主要是對核酸破壞的致死性作用。

　　為了避免有害消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生，采取的主要途徑有：

　　(1) 預(yù)處理去除三鹵甲烷前驅(qū)物(主要是富里酸和腐殖酸);

　　(2) 采用代用消毒劑或消毒方法，近年來對用臭氧、二氧化氯和氯胺代替氯為消毒劑進行了大量的研究。

　　2. 紫外線水殺菌消毒設(shè)備臭氧消毒

　　臭氧是強氧化劑，臭氧化和氯化一樣，既起消毒的作用，也起氧化作用，但是臭氧的消毒能力和氧化性都比氯強，能氧化水中的有機物，并能殺死病毒、芽孢及細菌。臭氧都是在現(xiàn)場用空氣或純氧通過臭氧發(fā)生器制取，產(chǎn)率分別為1%-3%和2%-6%。

　　臭氧作為消毒劑的歷史幾乎和氯一樣長，1906年法國尼斯的水廠首次使用臭氧對飲用水進行消毒，美國的工程師于20世紀70年代初開始用臭氧代替氯消毒污水。根據(jù)目前的研究可以發(fā)現(xiàn)：

　　(1) 臭氧消毒反應(yīng)迅速，殺菌效率高，同時能有效地去除水中殘留有機物、色、嗅、味等，受PH值、溫度的影響很小。

　　(2) 臭氧能夠減少水中THMs等鹵代烷類消毒副產(chǎn)物的生成量。

　　(3) 臭氧消毒可以降低水中總有機鹵化物的濃度。

　　3. 二氧化氯消毒

　　二氧化氯也是一種強氧化劑，其氧化能力是氯的25倍，消毒能力僅次于臭氧，高于氯。1944年，美國的尼亞加拉大瀑布水廠為消除藻類繁殖所產(chǎn)生的氣味，率先采用二氧化氯消毒飲用水獲得成功。二十世紀七十年代逐漸作為常用消毒劑，歐美許多國家將二氧化氯用于各種水處理。試驗表明，二氧化氯在控制THMs的形成和減少總有機鹵方面，與氯相比具有優(yōu)越性，二氧化氯與水中的腐殖酸和富里酸等腐殖質(zhì)都不會生成THMs，即使在飲水消毒過程中，投加少量的二氧化氯，也能有效地抑制THMs的生成。二氧化氯是廣譜型消毒劑，對水中的病原微生物包括病毒、芽孢、真菌、致病菌及肉毒桿菌均有很高的滅活效果，有剩余消毒能力，二氧化氯對孢子和病毒的滅活作用均比氯有效，并且在高PH值與含氨的水中滅菌效果不受影響。另外，二氧化氯去除水中的色度、嗅、味的能力也較強。

　　制備二氧化氯的起始原料有氯酸鈉和亞氯酸鈉，具體選用取決于二氧化氯的使用量。在水處理領(lǐng)域，二氧化氯的使用量一般不大，一般都由亞氯酸鈉與氯反應(yīng)制備，其反應(yīng)式為：

　　4. 氯胺消毒

　　氯胺消毒比氯消毒有以下三個優(yōu)點[4]：(1) 減少了消毒過程中THMs的產(chǎn)量;(2) 可以維持較長時間，能有效地控制水中殘余細菌繁殖;(3) 避免游離性余氯過高時產(chǎn)生的臭味。氯胺消毒一般是先加氨，充分混合后再加氯。若先加氯后加氨，則難以控制產(chǎn)生THMs的濃度。另外，如果加氯很久后才加氨，就會變成以自由性余氯為主要消毒劑，氯胺為輔助消毒劑的情況。氯胺消毒的缺點是：需要較長的接觸時間;由于需加氨從而使操作復(fù)雜。氯胺的殺菌效果差，不宜單獨作為飲用水的消毒劑使用。但若將其與氯結(jié)合使用，既可以保證消毒效果，又可以減少三鹵甲烷的產(chǎn)生，且可以在延長配水管網(wǎng)中的作用時間。

　　5. 紫外線消毒

　　雖然傳統(tǒng)的化學消毒方法在給水和污水處理中被普遍采用，但是由于向水中投加化學消毒劑或多或少會產(chǎn)生有害的消毒副產(chǎn)物，廣大水處理界的人士把目光集中到紫外線消毒法上。

　　根據(jù)生物效應(yīng)的不同，將紫外線按照波長劃分為四個部分[5]：A波段(UV—A)，又稱為黑斑效應(yīng)紫外線，波長范圍為400nm~320nm;B波段(UV—B)，又稱為紅斑效應(yīng)紫外線，波長范圍為320nm~275nm;C波段(UV—C)，又稱為滅菌紫外線，波長范圍為275nm~200nm;D波段(UV—D)，又稱為真空紫外線，波長范圍為200nm~10nm。水消毒主要采用的是C波段紫外線，即C波段紫外線會使細菌、病毒、芽孢以及其它病原菌的DNA喪失活性，從而破壞它們的復(fù)制和傳播疾病的能力。

　　6. 結(jié)論

　　化學消毒方法固然在目前的水處理領(lǐng)域占有重要的地位，但是隨著人們對水質(zhì)標準要求的提高和消毒副產(chǎn)物研究的不斷深入，以及紫外線消毒機理的深入揭示﹑紫外線技術(shù)的不斷發(fā)展以及消毒裝置在設(shè)計上的日益完善，紫外線消毒法有望成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學消毒法的主要物理消毒方法之一。