饮用水消毒技术

饮用水消毒技术的现状及发展,内容概要,饮用水消毒历史饮用水消毒的去除对象饮用水消毒的作用原理现有成熟且广泛应用的消毒技术消毒新技术未来消毒技术的走向,一 饮用水消毒历史,1820漂白粉（有效成分：次氯酸钙）被发明。1854年间英国伦敦遭受霍乱弧菌的袭击，病人能在数小时内腹泻脱水甚至死亡，主要感染原因是饮用被病人粪便污染过的水。 John Snow进行了流行病学研究，人类历史上第一次将饮用水水质与人体健康直接联系起来, 认识到严重危害生命安全的霍乱 、伤寒 、痢疾等传染病是致病菌通过饮用水传播的；1897年英国在伤寒流行之后使用漂白液对管网水进行消毒，漂白粉应用到饮用水的消毒和创伤感染治疗上，效果良好，是化学消毒杀菌法的第一个里程碑。一般认为是从1902年开始的将氯消毒作为水常规处理工序,二 饮用水消毒的去除对象,细菌：主要有伤寒杆菌、霍乱弧菌、钩端螺旋体及其它病菌等。原生动物：主要有各种溶组织变形虫、贾第虫、隐孢子虫等。寄生虫：主要有蛔虫、钩虫、绦虫、丝虫，以及肺吸虫、血吸虫、麦地那龙线虫等病毒：脊髓灰质炎病毒、肝炎病毒、小儿麻痹症病毒真菌：霉菌,三 饮用水消毒的作用原理,改变细胞壁和细胞膜的渗透性能破坏细胞生命过程中起关键作用的酶改变和破坏核酸结构，改变细胞的遗传特性,消毒基本原理,四 现有成熟且广泛应用的消毒技术,液氯消毒,作用物质：次氯酸（HOCl）；作用机理：氧化作用破坏细菌酶系统，对病毒核酸的致死性损害全球范围内自来水厂首选的消毒剂；优：历史悠久，广谱有效，成本低，持续作用长缺：1）产生“三致”消毒副产物三卤甲烷、卤乙酸等 2） 长期饮用氯化水对生殖有影响，可能引起自然流 产、早产和死胎及出生缺陷； 3）不能有效杀死隐孢子虫及其孢囊。,二氧化氯消毒,作用物质：ClO2；作用机理：与部分氨基酸发生氧化还原反应进而控制微生物蛋白质合成优：1）不生成三卤甲烷； 2）消毒能力比氯气强； 3）余量在管网保持时间长。缺：1）二氧化氯本身和副产物ClO2-对人体血红细胞有损 害，还对人的神经系统及生殖系统有损害； 2）制备成本高。,臭氧消毒,作用物质：O3和氢氧自由基OH-；作用机理：与结构中的脂蛋白和内部脂多糖反应，从而改变细胞的通透性，导致细胞溶解并死亡。优：1）不生成三卤甲烷； 2）杀菌、氧化能力比氯气强；病毒芽孢等可被消除缺：1）臭氧氧化含有溴离子的原水时会产生溴酸根。而溴酸根已被国际癌症研究机构定为 2B 级潜在致癌物； 2）缺乏持续的杀毒能力； 3）成本高。,紫外线消毒,作用物质：200275nm波段的紫外线；作用机理：紫外线能改变和破坏核酸结构突变，改变细胞的遗传特性，使生物体丧失蛋白质的合成和繁殖能力。优：1）不在水中引进杂质，无消毒副产物； 2）杀菌范围广而迅速，处理时间短缺：1）紫外线会被水中的许多物质吸收，要前处理； 2）缺乏持续的杀毒能力； 3）不易做到在整个处理空间内辐射均匀，处理水量较小。,五 消毒新技术,膜过滤消毒技术,化学药剂或紫外线消毒虽然可以有效杀灭微生物,但不能将它们完全去这些存活下来的微生物提供滋生的温床和营养物质除掉(死亡的微生物还会残留在水中),这样会留下一定的隐患。因为消毒过后无论存活或死亡的微生物都会给供水水质带来许多问题,活着的微生物可以在供水管网中增殖,而死亡的微生物能为。原理：机械筛分作用和吸附截留作用。优：去除彻底，无消毒副产物不足：1）膜污染问题 2）膜过滤出水在配水管网中的微生物再繁殖问题,生物消毒,生物能够分泌一些特定的生物化学活性物质来消灭病菌、病毒或使其丧失活性，因此人们开始研究提取、利用和制备这些活性物质并用于水的消毒。用现代生物基因工程技术生产的细菌胞壁溶解酶、酵母胞壁溶解酶、霉菌胞壁溶解酶、溶葡萄菌酶等活性物质。当这些活性物质投加到水中时各种酶通过裂解或破碎细胞壁、细胞膜和各种病毒的外壳蛋白，直接作用于水中有害细菌和病毒的遗传物质，裂解其DNA或RNA，达到杀灭这些有害细菌和病毒的目的。研究证明：萘醌类、吲哚类等具有消毒活性的物质中有一些生物活性物质具有良好的消毒效果。,UV/ TiO2光催化杀菌,光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，这类技术主要应用紫外光光源，TiO2作为光触媒，进行消毒技术应用研究。,超声波消毒,超声波用来消毒是由于声波作用水溶液产生液泡。液泡在声波增强的半周期内增大，减弱的半周期内破裂。在液泡破裂时溶液产生高温高压，溶液中的水分解成OH、过氧化氢。而OH、过氧化氢具有强的氧化杀菌作用，从而达到处理目水消毒的的。,铜银离子化水消毒,用电解的方法产生铜银离子，现在一般认为铜银离子杀菌功能是由于带正电的铜银离子和带负电的细菌细胞结合，并穿透细胞壁与细胞内特定部位的DNA及RNA结合，破坏细菌细胞的蛋白酶和呼吸酶，造成细菌细胞的溶解和死亡。,六 未来消毒技术的走向,开发消毒新技术，寻求氯消毒的替代技术：二氧化氯和臭氧以及紫外线消毒技术将有很好的发展前景。组合消毒工艺：研究表明，臭氧氯胺工艺中产生的有机副产物有所下降。二氧化氯氯胺或二氧化氯氯，氯氯胺等