（一)水處理需要消毒的原因

城（chéng）鎮供水所用的水源，一般為地麵水或地下水。任何地麵（miàn）水（shuǐ）或多或少都受到（dào）生活汙水和工業廢水的汙染，就是已經通過混凝沉澱、過濾等淨化處理，但也（yě）不能把有害的細菌、病原菌及其它微生物完全去除。水源是地（dì）下水時，水質雖然較好，但（dàn）也會受到不同程度的汙染，尤其是淺層（céng）地（dì）下水（shuǐ），容易受到周圍（wéi）環境、特別是生活汙水的影響和汙（wū）染，這些有害的細菌，成（chéng）為人體有（yǒu）害的傳（chuán）播介質（zhì）。同時，自來水在輸送和貯存過程中，可能會受到（dào）細菌汙染，為了保障人民的身體（tǐ）健康，防止水致疾病的的傳播（bō），使供水水質達到GB5749—2006《生活飲用水衛生標準》，必須（xū）采（cǎi）用消毒來保證水質，通過消毒處理（lǐ）後的自來水（shuǐ）可以控製消除水中的病原菌、病毒和其他致病性病（bìng）菌傳播的問題，《生活飲用水衛生標準》中要求消（xiāo）毒液與水的接觸時間不少於30分鍾後，出廠水及給水管道的管網末梢水維持一定的餘氯就可以保證（zhèng）飲用水的安全。

(二)氯消毒技術的應用（yòng）

到目前為止， 自來水廠主要以氯為消毒劑，可用來消除水中（zhōng）的細菌和有機物，氯加到水中後生成的次氯酸HOCL和次氯酸根OCL，而（ér）氯能起到消毒（dú）作用的主要成分是次氯酸（suān）HOCL，次氯酸HOCL是很小的（de）中性分子（zǐ），容易擴散到帶負電（diàn）的細菌（jun1）表麵，並通（tōng）過細菌壁到細菌內（nèi）部，因氧化作用破壞了細菌（jun1）的酶係（xì）統，因酶是促進葡（pú）萄糖吸收和新陳代謝作用的催化劑，從而（ér）使細菌死亡；次氯酸根OCL也具有殺菌能力，但因帶有負電，不容易接近帶負電的細菌表麵（miàn），殺菌能力比HOCL差得多。

氯消（xiāo）毒主要受（shòu）到加（jiā）氯量、氯與水的接觸時間、水的渾濁度、水的PH值、水溫、氨（ān）氮含（hán）量等因素的影響。

1．液氯消毒

采用氯瓶貯存液（yè）氯進行消毒，在常溫下，當按規定打開（kāi）氯閥時，液態氯變成氣態氯，氯氣是一種氧化能力（lì）很（hěn）強的黃綠色有毒氣體（tǐ），是（shì）一（yī）種具有特殊強（qiáng）烈刺鼻味的（de）窒息（xī）性氣體（tǐ）。

加氯氣消毒的原理：

(i)當水中無氨氮存在時，反應（yīng）式是：

CL2+ tl20 H HOCL+ HCL

HOCL —- H + OCL

氯消毒的作用主要是次氯（lǜ）酸HOCL，並不是氯氣本身。

(2)當水中存在（zài）氨氮，則產（chǎn）生如下反應：

CLz+NH3一HCL+NH2CL(一氯胺（àn）)

2CL +NH。一HCL+NHCL (二氯胺)

3CLz+NH3一（yī）HCL+NCL。(三氯胺)

從上述（shù）三個反應式（shì）中可見，在含氨氮的原水中，隨著加氯量的不斷增加，氯胺的性質產（chǎn）生變化，分別生成一氯胺NH CL、二氯（lǜ）胺（àn）NHCL 、三氯胺NCL。，氯胺的（de）消毒作（zuò）用比次（cì）氯酸要（yào）慢的多。

2．次氯酸鈉消毒（dú）

次氯酸鈉內的（de）有效氯，因（yīn）容易受日光（guāng）、溫度的影響而（ér）分（fèn）解，所以采用次氯酸鈉發生（shēng）器就地製造、應（yīng）用。次氯酸鈉（nà）發生器利用鈦陽極電（diàn）解食鹽水而產生次氯酸鈉，起（qǐ）反應式為：

NaC1+ H20 —+ NaCl0 + H2 

次氯酸鈉在水溶液中的反應式為：

NaCIO — Na + OCI一

0C1一（yī）+H20 + HOCL 十0H一

由發生器生產（chǎn）出的次氯酸鈉，是淡黃色透明（míng）液體，次氯酸鈉（nà）的滅菌原理主要是通（tōng）過它的水解形成次氯酸（suān）HOCL，次（cì）氯酸進行消毒。

3．氯胺消毒

當原水（shuǐ）有機物較多，含氨量高（gāo），給水管網中藻類和細菌有再生長的可能，要達到出（chū）廠水全（quán）部都是遊離氯確實有困難，或者需要減輕或避免自來水中的氯酚臭味（wèi）時，可以考慮使用氯胺消毒。氯胺消（xiāo）毒是同時向水中加氯和加氨，氨可（kě）以是液氨、硫酸銨或氯化銨溶液（yè）；一般重（chóng）量比控製（zhì）在氨（ān）：氯=1：3或1：6，在水位高時可取1：3，在水溫低時1：6；除了（le）控製加（jiā）氯量和加氨量外，還要注意投（tóu）藥的順序，一（yī）般是“先氯後氨”。氯和氨作用後生成氯胺，如果天然水中含有氨氮，也可和氯反（fǎn）應生成氯胺。氯胺消毒的殺菌持續時間長，所以當給水（shuǐ）管和給水管網很長時（shí），可防止細菌在管網中再度生長，但氯胺是逐漸放出次氯酸，其殺菌能力遠比遊離氯差，所以（yǐ）需要（yào）有2小時以上的接觸時間。 、、

4．漂白粉消（xiāo）毒

漂白粉是氯氣和石灰加（jiā）工而成，其組織複雜，／分子式一般（bān）可寫（xiě）成Ca(OC1) ，含氯量為25％~30％，漂（piāo）白精的分子式為Ca(0C1)z，含氯量為（wéi）50％~60％，易受（shòu）光、熱和潮氣作用而分解，含氯量隨之降低，貯藏在幹燥和通（tōng）風處。漂白粉與水作用的反應式為：

Ca(0C1)2+2H 0— 2HOCL+Ca(OH)2+CaCl2

消毒原理與氯相同。

(三)二氧化氯消毒技術的應用

近年來， 自來（lái）水廠陸續采用了二氧化氯發生器，由發生器生產出的（de）二氧化氯溶液（yè）對（duì）自來水進行消毒，二氧化氯是黃綠色氣體有一種辛辣的氣味，在（zài）水溶液中相當穩定，可作為消毒劑安全使用。它的水溶液顏色和濃度有關，低濃度時為黃綠色，高濃度（dù）時為桔紅色。是一（yī）種高效氧化劑，有（yǒu）強大的（de）去色（sè）和漂白能力。

二氧化氯發生器，是一種運行（háng）成本很低、藥物投加（jiā）準（zhǔn）確、消毒效果極佳的（de）設備，不含製氯廠出品的那些複雜甚至有（yǒu）害的（de）成份，使用氯酸鈉與鹽（yán）酸定量滴定，控製反應生成量的辦法來實現，其總反應表達如下：

NaC10 + 2HCl— NaC1+C12 f + 1／2C102 f + 2H20

對（duì）經水傳播（bō）的病（bìng）原微生物，包括病毒、牙孢及水路係統中（zhōng）的異氧菌、硫（liú）酸鹽還原菌和真菌均有很好的消毒效果。它主要（yào）的（de）作用是對細胞壁有較（jiào）好的吸附和透過性，可有效地氧化細胞內含基的酶，並（bìng）可快速（sù）地控製微生物（wù）蛋白質的合成。二氧化氯先同水發生反應產生亞氯酸HC102，亞氯酸是（shì）一種相當弱的弱酸，具有氧（yǎng）化漂白作用。

2C102+ H20 — HCIO2+ HCIO3

二氧化氯被認為是氯消毒劑的理想替代品。二氧化氯的消毒機理主要是通過吸附、滲透作用，進入細胞體，氧（yǎng）化細胞（bāo）內（nèi）酶（méi）係統和生物大分子，較好地殺（shā）滅細菌、病毒，且不對動、植物產生損傷，殺菌作用持續時（shí）間（jiān）長，受PH影（yǐng）響（xiǎng）不敏感（gǎn）。二氧化氯與水中有機物的反應為氧化作用，而氯則以取代反應（yīng）為主。

(四)臭氧消毒技術的應用

臭氧一種強氧化劑、消毒劑和殺（shā）病毒劑，化學分子式是03，它是淡藍色、強烈（liè）刺（cì）激性（xìng）有毒氣體（tǐ），具強氧化（huà）性，可自動分解為氧氣，屬易燃（rán）易爆品。臭（chòu）氧常用空氣作為原料製（zhì）備，空（kōng）氣須先經過淨化和幹燥處理以提高臭氧生產率，防止設備積垢，和降低能（néng）量消（xiāo）耗，經過淨化和幹燥過的（de）空氣，進（jìn）入臭氧發生係統，製備臭氧，臭氧在（zài）水（shuǐ）中的溶解度有（yǒu）限，必須有臭氧和水的接（jiē）觸室（shì），以及尾氣回收利用和（hé）處置設備，才能提高使用效率（lǜ）。但由於臭氧製取設備複雜，投資大，運行費用高（gāo），一直沒有得到普遍推廣。臭氧的消毒機理包括（kuò）直接氧化和產生自由基的間接氧化，與氯和二氧化氯一樣，通過氧化來破壞微生物的結構，達到消毒的目的。因此消毒效果與其氧化還原電位直接（jiē）相關。由於臭氧分子（zǐ）不穩定，易自行分解，在水（shuǐ）中保留時間很短，小於3O分鍾（zhōng），因此不能維持管網持續的消毒效率，而且臭氧消毒產生溴酸鹽、醛、酮等副產（chǎn）物，其中溴酸鹽在（zài）水質標準中有規定，醛、酮（tóng）等副產（chǎn）物部分是（shì）有害健康的化合物，部分使管網水生物穩定性下降（jiàng），因此臭氧消毒在使用中受到一定的限製（zhì）。對於大、中型管網（wǎng）係（xì）統（tǒng），采用（yòng）臭（chòu）氧消毒時必須依靠氯來維持管（guǎn）網（wǎng）中持續的消毒效（xiào）果。

(五)紫外線消毒技（jì）術的應（yīng）用

氯消毒（dú）、二氧化氯消毒、臭氧消毒是化學法消毒，而紫外線則是物理消毒，紫外線是指電磁波波長處於200~380nm的（de）光波，紫外（wài）線消毒機理與其它氧化劑不同，是利用波長254nm及其附近波長區域對微生物DNA的破壞，阻止蛋白質合成（chéng）而使細（xì）菌不能繁殖。由於紫外線對隱孢子蟲的高（gāo）效殺滅作用和不產生副產物，紫外線消毒在給水處理中顯示了很（hěn）好的市場潛力（lì）。因為氯消毒不能有效殺滅隱孢子蟲卵囊，而紫外線對隱孢子蟲卵囊有（yǒu）很好殺（shā）滅效果。而且在常規消毒劑量範圍內紫外線消毒不產生有害副產物，但紫外線消毒不能維持管網內持續的消毒效果，在大型水廠的應用必須跟氯結合，其使用目前還受到一定限製（zhì）。

（六）結語

在氯（lǜ）、二氧化氯、臭氧和紫外線等主（zhǔ）流消毒技（jì）術中，紫外線及其組合消毒技術由於其消毒效率高，不產生消毒副產物或產生的消毒副產物少在給水處理中將（jiāng）有很好的前途。為綜合利用不同消毒技術的優點，采用由不同消（xiāo）毒（dú）技術的優點，采用由（yóu）不同消毒技（jì）術結合的（de）組合工藝和多級屏障消毒技術將是未來發展趨勢。