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紫外線消毒與四種化學消毒方法的比較

來源：印染在線　發(fā)布時間：2009年03月18日

紫外線消毒與四種化學消毒方法的比較

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消毒方法中有關氯、臭氧、二氧化氯以及氯胺的研究及應用最多,近年來由于有關化學消毒副產(chǎn)物的報道的增多和人們對水質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.氯消毒氯與水反應時，一般產(chǎn)生“歧化反應”，生成次氯酸（HOCL）和鹽酸（HCL）。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。自從二十世紀初，氯化法就廣泛地應用于水消毒工藝。目前，氯化法消毒仍是應用最廣的化學消毒方法，其主要特點是：(1) 處理水量較大時，單位水體的處理費用較低；(2) 水體氯消毒后能長時間地保持一定數(shù)量的余氯，從而具有持續(xù)消毒能力；(3) 氯消毒歷史較長，經(jīng)驗較多，是一種比較成熟的消毒方法。但是自從1974年陸克和伯勒分別在荷蘭與美國的城市自來水中檢出了氯仿等三鹵甲烷(THMs)有機物，1976年美國國家癌腫研究所通過對大鼠和小鼠進行口服氯仿實驗確定其為致癌物質，人們發(fā)現(xiàn)飲用水氯消毒后，水中含有具有致畸、致癌、致突變的THMs等有害消毒副產(chǎn)物[1]。隨著對THMs危害性研究的深入，引起了對其它消毒副產(chǎn)物的研究。至今已知的消毒副產(chǎn)物已經(jīng)有500種以上，但是絕大多數(shù)的濃度只有微克/升(μg/L)級，且許多消毒副產(chǎn)物未作進一步的研究。在大量的消毒副產(chǎn)物中，目前集中研究的只有三鹵甲烷、鹵乙酸、鹵乙腈、鹵代酮、鹵代醛、鹵代酚等20余種

，其中對于THMs的致癌性已有共識，其它大部分具有一般毒性，部分具有致突性。THMs等鹵化有機物的產(chǎn)生主要是水體中的有機物與氯作用的結果，而城市生活污水中含有大量的有機物，經(jīng)氯消毒后，會生成鹵化有機物等消毒副產(chǎn)物，隨污水進入地面水體，污染水源，并對魚類等水生生物產(chǎn)生毒害作用。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) 預處理去除三鹵甲烷前驅物(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. 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。雖然臭氧消毒本身不產(chǎn)生鹵代烷和總有機鹵，但是生成的其他消毒副產(chǎn)物如醛、酮、醇等若經(jīng)氯化，會產(chǎn)生三鹵甲烷。據(jù)報道，在世界各種水體中已檢測出的有機化合物共有2221種。臭氧能和多種有機物反應，生成一系列中間產(chǎn)物，大體可分為有機副產(chǎn)物和無機副產(chǎn)物兩類[2]。有機副產(chǎn)物以甲醛為代表，有報道說甲醛是致癌物質。最受關注的無機副產(chǎn)物是溴酸根，國際癌研究部門(IARC)將溴酸根分類為致癌性2B，即可能致癌物。因為臭氧在水中的溶解度極小，且易分解、穩(wěn)定性差，幾乎沒有殘余消毒能力，所以普遍將臭氧與其它消毒

劑聯(lián)合使用作為控制THMs等有害消毒副產(chǎn)物的優(yōu)選方法。據(jù)1982年的報道，全世界采用臭氧化處理的水廠在1100座以上，其中用臭氧做唯一消毒劑的，除歐洲有少數(shù)外，美國和加拿大僅各有一座，其它都輔以氯或氯胺消毒，以保證水中的剩余消毒劑。另外由于臭氧穩(wěn)定性差容易分解為氧氣，故不能瓶裝貯存和運輸，必須現(xiàn)場制備及時使用，設備投資大，電耗大，成本較高；運行管理比較復雜。

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