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第22卷第8期甘肃科技Vol.22No.82006年8月GansuScienceandTechno1ogyAug.2006水处理消毒技术现状及研究进展颜朝阳1魏群21湖南株洲湘楚建筑设计有限公司湖南株洲4120002.湖南城市学院城市建设系湖南益阳413000摘要!消毒是水处理工艺流程中一个重要的工艺!本文概述了水处理中常用的几种消毒方法"并探讨了随着水消毒技术前沿科学的发展"水处理中出现的一些新型消毒技术"对进一步研究水处理消毒技术有一定的参考作用!关键词!水处理#水消毒#消毒技术中图分类号!X78水处理的目的是用某种方法把水中的污染物质化这些有机污染物会产生有机氯化物不仅使水产分离出来或者将其转化分解成无害无毒的稳定物生异臭和异味而且有毒和致癌对人体健康产生严质从而使水得到净化消毒是水处理工艺流程中重危害不可缺少的一个重要环节由于人们忽视了环境污氯胺消毒的机理一般认为与氯消毒相同由于染与人类健康的紧密关系水体污染程度在不少地采用氯胺消毒能够减少消毒过程中的THMs的产区日益加剧现有的水处理消毒技术已经不能满足生并且氯胺在管网中的持续时间更长所以近年来现有的处理要求和公众的期望同时科技的发展许多水厂由氯消毒改用氯胺消毒而且采用氯胺消也促进了水处理消毒技术的发展新的消毒技术不毒也缓解自来水中的氯味问题氯胺在控制管网中断被研究开发出来如生物消毒等尤其随着由于细菌的再次繁殖和生物膜也比氯更为有效然而氯生物化学和基因工程等前沿科技的迅速发展传统胺消毒对水中的贾第虫和隐孢子囊的去除效果却不的生物消毒方法也正在取得突破在水处理消毒领能够令人满意"2$3#域的应用前景十分广阔1.2二氧化氯消毒二氧化氯是由汉费莱戴维于1811年发现的1水消毒常规技术二氧化氯是一种强氧化剂对细菌的细胞壁有较好"1#的吸附和穿透性能可以有效的氧化细胞酶系统快1.1氯化消毒氯化消毒目前仍然得到最广泛的应用也是传速地控制细胞酶蛋白的合成因此在同样条件下统的消毒方法人们对其消毒机理进行了较多的研对大多数细菌表现出比氯更高的去除效率是一种究氯消毒主要是通过次氯酸的氧化作用来杀灭细较理想的消毒剂它兼有氯和臭氧消毒的许多优点菌次氯酸是很小的中性分子能扩散到带负电的细二氧化氯是一种氧化剂不是氯化剂它与水中的菌表面通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部并起氧许多有机物如苯敷伯胺和仲胺饱和脂肪敷苯磺化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡但是对于酸硫胺素等不发生反应与水中其它有机物反应水中的病毒寄生虫卵的杀灭效果较差需要在较高只生成氧化产物不生成三卤甲烷二氧化氯杀灭CT值消毒剂浓度乘以接触时间才能达到理想的病菌和病毒的效果远比氯高有时还超过臭氧除菌效果1.3臭氧消毒氯液氯价廉但有毒腐蚀性很强在运输贮臭氧消毒技术杀菌和杀灭病毒的效果好杀灭存和使用过程中都须严格管理一般限于较大型的微生物的效果为氯的600-3000倍产生的有害物水处理厂使用氯消毒能较快地杀灭水中病菌成极少能增加水中溶解氧减少水中的BOD和本不高主要问题是消毒过程中会产生有害副产物COD能脱色去臭杀灭水中藻类也能氧化或分解特别是现代水源由于不同程度地受到有机污染氯水中的铁锰色素悬浮微粒有机农药和洗涤剂\n132甘肃科技第22卷等9从而9可大大改善水质o臭氧消毒所要解决的主自身进行消毒9过程缓慢9对细菌芽孢一般无杀灭作要问题是生产设备(火花放电法)庞大9流程复杂9需用9消毒效果难以确定9消毒效率不高9不利于规模要较高的运行管理水平9制取臭氧的产率低(1%一化应用9达不到现代水处理工业中水消毒的要求o2%)9电能消耗大9基建设备投资也较大9成本很高3但是9随着一系列具有消毒活性的生物活性物质被此外9臭氧是一种不太稳定的气体9在水中容易分提取出来9生物消毒法大规模地\经济地应用于市政解o同时臭氧容易分解9在室温下9水中的臭氧的半水处理领域成为可能o日本已经有将一些植物的萃衰期约为30min9单独采用臭氧消毒难以保证持续取物用作自来水供水管线上的抗菌剂的报道o国外的杀菌效果o一些公司如也已经有以生物活性物质为主要活性成1.4紫外线消毒分的相关产品应用于船舶压舱水的处理o实践证紫外线指的是波长在100-400nm的电磁波9明9生物消毒具对人体健康无影响\环境友好\广谱而在消毒工艺中更有意义的波长为250-270nm9杀菌\使用安全方便\成本相对低廉9是目前相对比这也正是常用的低压汞灯所辐射的紫外线的主要波较理想的消毒方法9因而9生物消毒法在市政水处理长范围9占全部能量输出的85%以上o在波长为领域有比较好的应用前景o!5"254nm附近9两种重要的遗传物质DNA和RNA有2.2光催化消毒强烈的吸收能力9紫外线能够改变DNA和RNA内有关光催化消毒灭菌的原理9还有待于进一步含氮的杂环物质9在相邻的核苷之间产生新键9形成的探讨o但现在普遍认为:当光线照射在光催化剂二聚物9这种作用导致微生物不能进行自我复制9达上时9在其表面上生成电子和空穴o电子具有将物到了消毒的目的o所以9这是一种简便快速的消毒质还原的能力9当与空气(水中)的氧气反应时生成方法o但消毒效果受较多因素的影响9消毒水需经过氧化氢o空穴和水反应9生成有强氧化力的OH严格的预处理o紫外线消毒技术的优点比较明显9原子团氧化反应]9它是一种活性氧9细菌一旦接触在小水量时有明显的经济优势9在很低的消毒剂量到光催化剂的表面9在这种氧化-还原的气氛下9将和很短的停留时间的条件下9就能够有效的杀灭致其杀灭o另一方面9光催化剂能够很好地降解有机病菌9而且其中有一些致病菌是液氯消毒难以灭活物9使有机物变成二氧化碳和水o这样9细菌缺少了的o紫外线消毒设备易于安装9运行和管理都非常营养物质也会较快失活o目前这类技术主要应用紫方便9更重要的一点是紫外线处理作为一种物理处外光光源9TiO作为催化剂9进行消毒技术应用研2理方法9不向水中添加新的物质9消毒后的水中不会究o!6"产生消毒副产物9这也正是化学消毒方法难以解决2.3电场消毒的一个问题o紫外线消毒处理水必须经过良好的预目前9有关电化学法杀菌的机理仍未彻底研究处理9而且消毒需要紫外线辐照剂量难以明确o另清楚9但是普遍认为在电化学消毒的过程中起重要外9跟臭氧一样9紫外线消毒也不能保证持续的杀菌作用的有3种因素9一种是水流通过电场而产生的效果o一些强氧化剂9如氯气和臭氧等3另外一种是水中产生了氧化性极强但存在时间很短的自由基9如羧基2水消毒新技术进展自由基3还有就是电场本身对细菌细胞产生的作用9随着科技的发展9将其它领域的科技成果应用如细胞膜的电击穿现象9细胞的电灼烧现象9以及影于水处理消毒领域9促使一些新的消毒技术的诞生9响细菌代谢功能的电渗和电泳现象o这种方法的优目前研究的主要有以下几类消毒新技术:点在于:消毒运行管理简单\安全\可靠9经过小试验!4"2.1生物消毒证9杀菌速度快9耗电量低o由于生物化工等前沿科技的发展9生态环保型2.4超声波消毒的生物消毒技术在水处理领域里的研究和应用也愈超声消毒的原理:水溶液在声波作用下9不断产来愈广泛o在自然界中一些生物能够分泌一些物质生液泡o液泡在声波增强的半周期内增大9减弱的来消灭病菌\病毒或使其丧失活性9而又不对环境产半周期内破裂o在液泡破裂时溶液产生高温高压9生任何连续性的破坏作用o受到这些生物的启发9温度约为2000-40009压力约为330amo液泡分人们很早就发展了利用这些生物及其代谢产物消毒裂时可将反应中心分为三个区:气相区\过渡区\液的生物消毒法o传统的生物消毒法直接使用生物体相区9在高温下的燃烧分解主要发生在这几个区9此\n第8期颜朝阳等=水处理消毒技术现状及研究进展133时溶液中的水分解成OH\过氧化氢o而0H\过氧术9人们为此做了大量的工作9对新的消毒方法进行12]化氢具有强的氧化杀菌作用9从而达到处理水消毒了不断的探索o理想的消毒方法指标=杀菌可靠的目的o超声波消毒的效果与水的流速\超声波的性高\杀菌效果好;不产生有毒有害的副产物o不会频率功率有关9能够杀灭较多病菌9有广谱特征性o对人体造成危害;管理安全性强9使用安全9不会对2.5水力空化消毒操作这和周围环境造成影响和危害;使用方便9操作水力空化消毒原理与超声消毒原理基本类似9方便9便于维护;经济适用9设备投资少9运行费用不同之处就是水力空化产生空化的原理为=当液体低;有效浓度低9作用速度快;性质稳定9不易受有机通过孔板时9由于受到孔板的阻流作用9液体的流速物\酸碱及其他物理化学因素影响;毒性低9消毒后剧增9压力骤减9当压力降至空化初生压<一般为相易于去除残留物o国内外研究学者至今没有发现一应温度下的饱和蒸汽压)时9就会产生大量的空化种完全满足上述要求的消毒剂9只能按照消毒对象泡o随后液体喷射扩张9压力值逐步恢复9空化泡瞬和消毒目的而选择合适的消毒剂o对于一些新的消间破灭9从而产生空化o毒方法也存在生产制造\成本\应用条件等需要解决B.Ba1asundaram和Pandi利用水力空化装置的问题9还需要进一步研究和探讨o裂解细菌实验9发现水力空化对分离酶和可溶性蛋参考文献!7]1]周海川等.城市综合污水厂出水消毒成本-效益分析白质具有良好的选择性o由于化学消毒<臭氧法\氯化法)方法在消毒的J].环境科学研究.2002.4<5)=57-61.2]周献东.浅谈给水处理消毒技术J].西南给排水.过程中9会产生一些致癌和致基因突变的化学副产2005.27<3)=20-22.物o所以9在国外9有些研究学者正在寻找新的能够3]完颜华等.复合消毒剂对城市污水的消毒\脱色效能替代化学消毒的方法oJyoi和Pandi利用水力空J].兰州铁道学院学报.2003.22<3)=28-30.化装置对生水进行了消毒试验o试验结果表明9水4]吴敏等.水处理生物消毒技术研究现状及展望J].中力空化装置对水的消毒是有作用的o同时9他们还国给水排水.2004.20<8)=34-35.与其他消毒技术联合使用对水进行消毒试验研究95]蒙学萍.水处理的化学氧化与消毒J].净水技术.899910]说明联合使用技术比单独技术的效果要好o1999.68<2)=29-33.2.6铜银离子化水消毒6]马小杰等.市政水处理消毒技术现状与进展J].北方铜银离子化水消毒就是用电解的方法产生铜银环境.2004.29<5)=65-67.离子用于水的消毒o铜银离子的杀菌机理国外做了7]B.Ba1asundaram9A.B.Pandi.Se1ecive.re1easeofin-大量研究9现在一般认为11]铜银离子的杀菌功能是verasebyhydrodynamiccaviaionJ].Biochemica1EngineeringJourna1.2001.<8)=251-256.由于带正电的铜银离子和带负电的细菌细胞结合98]..Jyoi9A.B.Pandi.Hybridcaviaionmehods并穿透细胞壁与细胞内特定部位的DNA和RNAforWaerdisinfecion=simu1aneoususeofchemica1s结合9破坏细菌细胞的蛋白酶和呼吸酶9造成细菌细Wihcaviaion.U1rasonicsSonochemisryJ].2003胞的溶解和死亡o铜银离子无色\无味\化学稳定性.<10)=255-264.强\几乎不受阳光温度和时间的影响9在合适的pH9]..Jyoi9A.B.Pandi.Effecofcaviaiononchem-值下可提供长时间稳定的残留浓度来维持消毒效ica1disinfecionefficiencyJ].WaerResearch.2004.果9并且不产生有毒副产物o但也存在没有氧化功38=2248-2257.能9消毒效果缓慢的缺点o基于以上特点9电解铜银10]..Jyoi9A.B.Pandi.OZoneandcaviaionfor离子化水消毒技术大都用在经过市政供水系统消毒WaerdisinfecionJ].Biochemica1Engineering后水的保持上9广泛使用在飞机\轮船\冷却塔\喷泉Journa12004.18=9-19.11]ThurmanRB9GerbaCP9Themo1ecu1armechanisms以及食品\酿造\饮料等化学消毒剂能对其产品品质ofcopperandsi1veriondisinfecionofbaceriaand造成影响的工业上o但没有在真正意义上应用于公viruse.CRCCriica1RevieWInEnvironJ].Conro19共市政供水工程o1989=295-315.12]刘南等.二氧化氯消毒研究进展J].重庆医学.3结语2005.34<3)=449-451.水消毒是给水排水工程的一个主要的水处理技\n水处理消毒技术现状及研究进展作者：颜朝阳，魏群作者单位：颜朝阳(湖南株洲湘楚建筑设计有限公司,湖南,株洲,412000)，魏群(湖南城市学院,城市建设系,湖南,益阳,413000)刊名：甘肃科技英文刊名：GANSUSCIENCEANDTECHNOLOGY年，卷(期)：2006,22(8)被引用次数：1次参考文献(12条)1.周海川城市综合污水厂出水消毒成本-效益分析[期刊论文]-环境科学研究2002(05)2.周献东浅谈给水处理消毒技术[期刊论文]-西南给排水2005(03)3.完颜华复合消毒剂对城市污水的消毒、脱色效能[期刊论文]-兰州铁道学院学报2003(03)4.吴敏水处理生物消毒技术研究现状及展望[期刊论文]-中国给水排水2004(08)5.蒙学萍水处理的化学氧化与消毒1999(02)6.马小杰市政水处理消毒技术现状与进展[期刊论文]-北方环境2004(05)7.BBalasundaram;ABPanditreleaseofinvertasebyhydrodynamiccavitation[外文期刊]2001(08)8.KKJyoti;ABPanditHybridcavitationmethodsforwaterdisinfection:simultaneoususeofchemicalswithcavitation[外文期刊]2003(10)9.KKJyoti;ABPanditEffectofcavitationonchemicaldisinfectionefficiency[外文期刊]200410.KKJyoti;ABPanditOzoneandcavitationforwaterdisinfection[外文期刊]2004(9-19)11.ThurmanRB;GerbaCPThemolecularmechanismsofcopperandsilveriondisinfectionofbacteriaandviruseCRCCriticalReviewInEnviron198912.刘南二氧化氯消毒研究进展[期刊论文]-重庆医学2005(03)本文读者也读过(10条)1.张琛自来水厂常用的几种水处理消毒技术[期刊论文]-大众科技2010(11)2.二氧化氯-氯联合用于饮用水消毒的研究进展[期刊论文]-环境科学与管理2010,35(4)3.甘雨虹.禹海斌.GanYuhong.YuHaibin污水处理工程中的消毒比较[期刊论文]-山西科技2007(5)4.吴敏.杨健.马小杰.吴一蘩水处理生物消毒技术研究现状及展望[期刊论文]-中国给水排水2004,20(8)5.张晓健.陈超.甘一萍.鲁巍.周军城市污水处理厂出水消毒技术比较[会议论文]-20036.曲向渊.QUXiang-yuan清水池在城市给水工程中的应用[期刊论文]-山西建筑2010,36(8)7.王占生当前水厂发展中急需的新材料、新设备[会议论文]-20078.刘庆增.王金兰近年来国内外饮水消毒的研究进展[期刊论文]-天津药学2001,13(2)9.顾雪锋.杨海真污水处理中紫外线消毒技术的研究进展[期刊论文]-江苏环境科技2003,16(3)10.胡占晶城市用水水处理分析[期刊论文]-水利科技与经济2011,17(4)引证文献(1条)1.徐一茗合流制管道溢流的影响因素及其污染治理措施[期刊论文]-山西建筑2010(34)引用本文格式：颜朝阳.魏群水处理消毒技术现状及研究进展[期刊论文]-甘肃科技2006(8)