幾種化學(xué)消毒方法與紫外線(xiàn)消毒的比

　　消毒方法大體上可以分為物理方法和化學(xué)方法兩類(lèi)。物理方法主要有機(jī)械過(guò)濾、加熱、冷凍、輻射、微電解、紫外線(xiàn)和微波消毒等方法;化學(xué)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(xué)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(lái)由于有關(guān)化學(xué)消毒副產(chǎn)物的報(bào)道的增多和人們對(duì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高,物理消毒方法特別是紫外線(xiàn)消毒引起了專(zhuān)業(yè)人士的高度重視。

　　1.氯消毒

　　氯與水反應(yīng)時(shí)，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?yàn)樗求w積很小的中性分子，能擴(kuò)散到帶有負(fù)電荷的細(xì)菌表面，具有較強(qiáng)的滲透力，能穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部。氯對(duì)細(xì)菌的作用是破壞其酶系統(tǒng)，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。而氯對(duì)病毒的作用，主要是對(duì)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(lái)對(duì)用臭氧、二氧化氯和氯胺代替氯為消毒劑進(jìn)行了大量的研究。

　　2. 紫外線(xiàn)水殺菌消毒設(shè)備臭氧消毒

　　臭氧是強(qiáng)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(qiáng)，能氧化水中的有機(jī)物，并能殺死病毒、芽孢及細(xì)菌。臭氧都是在現(xiàn)場(chǎng)用空氣或純氧通過(guò)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(zhǎng)，1906年法國(guó)尼斯的水廠(chǎng)首次使用臭氧對(duì)飲用水進(jìn)行消毒，美國(guó)的工程師于20世紀(jì)70年代初開(kāi)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(shí)能有效地去除水中殘留有機(jī)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(lèi)消毒副產(chǎn)物的生成量。

　　(3) 臭氧消毒可以降低水中總有機(jī)鹵化物的濃度。

　　3. 二氧化氯消毒

　　二氧化氯也是一種強(qiáng)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(guó)的尼亞加拉大瀑布水廠(chǎng)為消除藻類(lèi)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(jì)七十年代逐漸作為常用消毒劑，歐美許多國(guó)家將二氧化氯用于各種水處理。試驗(yàn)表明，二氧化氯在控制THMs的形成和減少總有機(jī)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(huì)生成THMs，即使在飲水消毒過(guò)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(duì)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(duì)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(qiáng)。

　　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(gè)優(yōu)點(diǎn)[4]：(1) 減少了消毒過(guò)程中THMs的產(chǎn)量;(2) 可以維持較長(zhǎng)時(shí)間，能有效地控制水中殘余細(xì)菌繁殖;(3) 避免游離性余氯過(guò)高時(shí)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(huì)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(diǎn)是：需要較長(zhǎng)的接觸時(shí)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(dú)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(zhǎng)配水管網(wǎng)中的作用時(shí)間。

　　5. 紫外線(xiàn)消毒

　　雖然傳統(tǒng)的化學(xué)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(xué)消毒劑或多或少會(huì)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(xiàn)消毒法上。

　　根據(jù)生物效應(yīng)的不同，將紫外線(xiàn)按照波長(zhǎng)劃分為四個(gè)部分[5]：A波段(UV—A)，又稱(chēng)為黑斑效應(yīng)紫外線(xiàn)，波長(zhǎng)范圍為400nm~320nm;B波段(UV—B)，又稱(chēng)為紅斑效應(yīng)紫外線(xiàn)，波長(zhǎng)范圍為320nm~275nm;C波段(UV—C)，又稱(chēng)為滅菌紫外線(xiàn)，波長(zhǎng)范圍為275nm~200nm;D波段(UV—D)，又稱(chēng)為真空紫外線(xiàn)，波長(zhǎng)范圍為200nm~10nm。水消毒主要采用的是C波段紫外線(xiàn)，即C波段紫外線(xiàn)會(huì)使細(xì)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(xué)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(duì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的提高和消毒副產(chǎn)物研究的不斷深入，以及紫外線(xiàn)消毒機(jī)理的深入揭示﹑紫外線(xiàn)技術(shù)的不斷發(fā)展以及消毒裝置在設(shè)計(jì)上的日益完善，紫外線(xiàn)消毒法有望成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學(xué)消毒法的主要物理消毒方法之一。