自來水微生物安全性是與人民健康休戚相關(guān)的問題。因?yàn)樽詠硭慈菀资艿郊S便和生活污水等的污染，管網(wǎng)水在輸送過程中也可能由于各種原因受到污染，會(huì)使水中微生物增加，其中的致病菌可能引起多種水致疾病。
消毒劑的選擇應(yīng)考慮六個(gè)因素：①殺滅病原體的效果及其對(duì)生物膜的控制能力；②剩余消毒劑及剩余消毒劑的穩(wěn)定性；③對(duì)水質(zhì)感官性狀會(huì)造成什么影響；④消毒劑及消毒副產(chǎn)物的毒理學(xué)影響，如對(duì)人體健康可能造成的影響及預(yù)防或消除不良影響的可能性；⑤工程實(shí)踐中控制和監(jiān)測的難易程度；⑥經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的可行性。化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、有一定的持續(xù)作用、毒副作用小、能有效控制生物膜、生成消毒副產(chǎn)物少的消毒劑是水處理工作者的理想選擇。
一、消毒方式簡介
目前國內(nèi)凈水廠的主要消毒方法有氯、二氧化氯、次氯酸鈉等。
1、 氯
一般在濾池出水或者清水池前管道投加液氯。從處理效果看其優(yōu)點(diǎn)是滅活微生物迅速，經(jīng)濟(jì)高效；不足是消毒副產(chǎn)物生成量大；液氯在運(yùn)輸和儲(chǔ)藏階段存在一定危險(xiǎn)性。
2、 二氧化氯
在一定的pH范圍內(nèi)，二氧化氯（ClO2）具有很強(qiáng)的消毒和氧化作用，是一種新型消毒劑，在工業(yè)水處理及漂白領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。二氧化氯主要有如下特點(diǎn)：
a）二氧化氯易揮發(fā)、易爆炸，不易儲(chǔ)存，一般采取現(xiàn)場制取，現(xiàn)場使用方式。
b）二氧化氯的投加量控制比較麻煩，要根據(jù)不同的氧化消毒要求選擇不同的投加量。
c）二氧化氯不與水中一些耗氯物質(zhì)反應(yīng)（如氨氮、含氨化合物等），不產(chǎn)生三氧甲烷(THMS)等有機(jī)氯化物、不被消耗，在水中可保持一定的濃度，因此消毒作用比氯強(qiáng)。
d）二氧化氯的氧化能力適應(yīng)的pH范圍較廣，氧化能力是自由氧的兩倍，能較快的氧化錳、鐵，并可以去除氯酚、藻類等引起的嗅味；同時(shí)具有很強(qiáng)的漂白能力，可去除色度等。
e）二氧化氯消毒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，在水中產(chǎn)生亞氯酸根ClO2－和氯酸根ClO3－。亞氯酸根ClO2－和氯酸根ClO3－形成的鹽類對(duì)人體是有害的，國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中有要求。
f）二氧化氯的投加濃度必須控制在防爆濃度以下，一般穩(wěn)定性二氧化氯水溶液濃度控制在2%以下。
g）一般采用復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器現(xiàn)場制備二氧化氯，所需原料為氯酸鈉和鹽酸。
3、次氯酸鈉
次氯酸鈉（NaClO），是一種強(qiáng)氧化劑，在溶液中生成次氯酸根離子，通過水解反應(yīng)生成次氯酸，其消毒氧化作用與氯氣及漂白粉相同。由于它比氯氣安全、設(shè)備投資比氯氣低，現(xiàn)在一些建在人口稠密地區(qū)的大型水廠逐步采用次氯酸鈉消毒。而歐美國家在次氯酸鈉在水處理方面的使用比氯氣更廣泛。
次氯酸鈉消毒系統(tǒng)的投加設(shè)備與加礬系統(tǒng)投加設(shè)備相似，次氯酸鈉不易久貯，要避光貯存。根據(jù)上海市水廠日常使用經(jīng)驗(yàn)，次氯酸鈉溶液進(jìn)廠新液濃度有效氯含量約10％，日損耗約0.05～0.1％，損耗到5～6％濃度即基本停止損耗，因此，部分水廠為避免損耗，節(jié)約制水成本，將新液稀釋1倍后儲(chǔ)存。
二、消毒方式比較
1、消毒效果比較
根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，二氧化氯、氯、次氯酸鈉3種消毒劑消毒性能比較情況如下：
消毒效率：二氧化氯＞次氯酸鈉＝氯；
在水中的穩(wěn)定性：二氧化氯＞次氯酸鈉＝氯。
2、 使用和儲(chǔ)藏安全性比較
氯瓶運(yùn)輸及貯藏環(huán)節(jié)容易發(fā)生泄漏事故，氯瓶運(yùn)輸不便，對(duì)大規(guī)模水廠用氯也是一個(gè)棘手問題。
二氧化氯發(fā)生器的安全系統(tǒng)在反應(yīng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)處于監(jiān)控狀態(tài)，但操作不當(dāng)存在發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
次氯酸鈉溶液投加最為安全，投加設(shè)備與礬液類似，運(yùn)輸和儲(chǔ)存基本無需監(jiān)管。
3、投資成本比較
根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，二氧化氯、氯、次氯酸鈉3種消毒劑消毒投資成本比較情況如下：
投資：液氯＞二氧化氯＞次氯酸鈉
4、運(yùn)行成本比較
從原料和電費(fèi)消耗成本上看，用復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器每產(chǎn)生1克有效氯的成本為0.0060元；按每噸液氯3550元的價(jià)格，氯氣折合1克有效氯的成本為0.00355元；按有效氯含量10％的次氯酸鈉原液1000元的價(jià)格，投加次氯酸鈉1克有效氯的成本為0.01元。次氯酸鈉運(yùn)行成本約為液氯的3倍。
以本工程投加氯3mg/L為例，水廠運(yùn)行總成本為1.803元/m3，可變成本0.83元/m3，其中液氯0.011元/m3，占可變成本比例1.3%；采用次氯酸鈉0.03元/m3，占可變成本比例3.6%。
因此運(yùn)行成本：次氯酸鈉＞二氧化氯＞液氯
5、 從水質(zhì)安全角度比較
次氯酸鈉水質(zhì)安全性最高,基本不產(chǎn)生有害物質(zhì)。
加氯消毒當(dāng)原水中有機(jī)物含量較高時(shí)易于產(chǎn)生三氧甲烷(THMS)等消毒副產(chǎn)物，除此之外，基本不產(chǎn)生其它有毒有害物質(zhì)。
二氧化氯的使用存在以下缺點(diǎn)：
① 二氧化氯消毒有副產(chǎn)物產(chǎn)生，在水中產(chǎn)生亞氯酸根ClO2－和氯酸根ClO3－。亞氯酸根ClO2－和氯酸根ClO3－形成的鹽類對(duì)人體是有害的，加大了供水安全性風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)例如上海市崇明陳橋水廠原設(shè)計(jì)采用二氧化氯消毒，后經(jīng)上海水質(zhì)監(jiān)測中心聯(lián)合其它科研單位發(fā)現(xiàn)，長江水在二氧化氯（有效氯）投量超過1mg/L時(shí)，氯酸鹽超標(biāo)，影響水質(zhì)安全，現(xiàn)已改為次氯酸鈉消毒。
② 副產(chǎn)物亞氯酸鹽和氯酸鹽的去除，當(dāng)水中產(chǎn)生了副產(chǎn)物，難以有效及時(shí)的去除。同時(shí)副產(chǎn)物亞氯酸鹽和氯酸鹽在線檢測的難度和成本非常高，無有效手段控制這種副產(chǎn)物在水中的含量。
③ 長期使用二氧化氯的毒性及副作用現(xiàn)在知之甚少，人類長期食用的安全性仍在評(píng)估和探索之中。
④ 由于二氧化氯的氧化電位很高，其強(qiáng)氧化作用導(dǎo)致老管道銹蝕的鐵銹層溶解，出現(xiàn)紅水，影響感觀。實(shí)例如平湖古橫橋水廠采用二氧化氯消毒，目前在溫度較高的夏季，出現(xiàn)紅水，居民反應(yīng)強(qiáng)烈。
⑤ 二氧化氯需現(xiàn)場生產(chǎn)制備，生產(chǎn)出的產(chǎn)品（ClO2）質(zhì)量目前沒有標(biāo)準(zhǔn)難以檢驗(yàn)，安全與否無從界定。
三、廣州地區(qū)次氯酸鈉供貨情況調(diào)查
由于次氯酸鈉屬于具有腐蝕性和揮發(fā)性的危險(xiǎn)化學(xué)品，廣東省外的生產(chǎn)廠家受運(yùn)輸成本高昂、次氯酸鈉有效成分在長途運(yùn)輸過程中容易揮發(fā)及外地車輛危化品運(yùn)輸資質(zhì)的限制，供貨意愿低。
據(jù)調(diào)查，目前廣州市周邊地區(qū)具有《涉及飲用水衛(wèi)生安全產(chǎn)品衛(wèi)生許可批件》且生產(chǎn)規(guī)模較大的廠家目前有江門廣悅電化有限公司和廣州洪安漂水溶劑有限公司。兩家公司供貨情況見下表。
若采用次氯酸鈉消毒，按最大投加量有效氯3mg/L計(jì)，一期工程60萬m3/d，最高日次氯酸鈉用量18噸（10%濃度），遠(yuǎn)期工程150萬m3/d，最高日次氯酸鈉用量45噸（10%濃度）。次氯酸鈉廠家現(xiàn)有生產(chǎn)能力可以滿足供貨需求，但水廠總需求量較大，對(duì)穩(wěn)定供應(yīng)要求高，因此應(yīng)提前與生產(chǎn)廠家進(jìn)行協(xié)商確定供貨形式。
四、推薦的消毒方式
實(shí)踐證明，次氯酸鈉消毒能取得同氯消毒相同的效果，而且次氯酸鈉消毒能保證在消毒的前提下能夠降低水中消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)出量，取得更好的水質(zhì)。同時(shí)次氯酸鈉相對(duì)氯氣揮發(fā)性低、腐蝕性小，并且次氯酸鈉在運(yùn)輸、存儲(chǔ)和使用手續(xù)方面相對(duì)簡便，所以推薦使用次氯酸鈉消毒。
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