消毒技术与消毒副产物(精选)
浅谈给水系统消毒方法及控制其消毒副产物措施
浅谈给水系统消毒方法及控制其消毒副产物措施摘要：在城市给水系统中，消毒是一个重要的生产环节。
消毒可以杀灭水中大部分的细菌和病毒，保证饮用水安全。
各种消毒方法有不同的适用环境，要综合考虑适用性、经济性、安全性来选择一种或多种消毒方法。
有些消毒方法还会产生对人体有害的消毒副产物。
人们在饮用水中已经检测出765种对人体有害的消毒副产物。
关于消毒副产物的研究已成为科研工作者的研究重点。
关键词：给水系统；消毒；预氧化1消毒技术在饮用水处理中的现状研究1.1液氯（或氯气）消毒目前供水系统中常用的消毒方法有氯气、臭氧、二氧化氯、氯胺、高猛酸钾、紫外线和超声波等。
氯在常温下为黄绿色气体，具强烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很强。
在6、7个大气压下，可变成液态氯，体积缩小457倍。
容易运输和储存。
据不完全统计，我国约有99.5%的水厂采用氯消毒工艺。
氯溶于水后起下列反应：Cl2+H20=HCl+HClOHClO=H+ +OCL-漂白粉在水中也能水解成次氯酸，氯的杀菌作用，主要是次氯酸体积小，易穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统（主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏），从而使细菌死亡。
氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性损害。
但是近年来的大量研究表明，在常用的消毒方式中，氯消毒是产生氯化消毒副产物最多的消毒方式。
消毒后的饮用水经Ames试验其致突变性强于其它几种消毒剂的副产物。
1972年美国国家环保局在密西西比河下游路易斯安那州3个城市的饮水中发现44种有可能致癌的物质和别的毒性有机化合物。
1974年又报道新奥尔良市饮水中有66种有机化合物。
氯化DBFs 包括：三卤甲烷（trihalomethans，THMs）卤乙酸（haloacetic acids，HAAs）卤乙腈（haloaceton-triles，HANs）水合三氯乙醛（chlorahydrate，Ch）卤代酮（HKs）卤代酚（ePs）三氯硝基甲烷（chloropierin）氯化氰（cyanogens chloride）酸性氯化咲喃酮（MX）溴酸盐等等。
中小水厂消毒工艺优化及副产物控制技术
中小水厂消毒工艺优化及副产物控制技术摘要：确保饮用水的安全是最大的民生问题之一,在中国的经济和社会发展密切相关的大多数居民的生命和健康,和中国的一个主要问题的努力实现城市化、现代化和全面建设小康社会。
饮用水消毒是保证饮用水安全的重要环节。
对于我国中小型水厂来说，如何减少消毒副产物的产生，保证饮用水的安全仍有很长的路要走。
关键词：中小水厂；消毒工艺；副产物；控制技术一、研究内容与结果1、中小水厂消毒技术与消毒副产物特征分析1.1中小水厂消毒技术与消毒副产物调研课题开展初期，通过资料查阅、电话和网络等形式对全国30个中央直辖市、自治区和省份的1195座中小水厂(300家水司)进行调研，结果表明:我国中小水厂消毒工艺主要是二氧化氯消毒和氯消毒，其中复合二氧化氯消毒占比为49．32%，高纯二氧化氯占比为28．83%，氯消毒占比为21．85%。
为确保有效开展中小水厂消毒技术及副产物超标风险水平研究，选择126座水厂(涵盖7大流域、22个省份/自治区/直辖市)进行了实地问卷及水样分析调研，调研水厂分布情况如图1所示。
本次调研掌握了我国中小水厂消毒工艺占比及消毒副产物超标风险水平，完成了中小水厂标准内消毒副产物分布地图(图2)，提出了典型中小水厂消毒工艺选择与优化的技术方案，明确了典型中小水厂氯消毒新型副产物优先控制清单，编制了《我国重点流域及典型区域中小水厂消毒副产物调研报告》。
图1我国中小水厂调研样本分布情况图2中小水厂标准内消毒副产物分布地图1.2不同消毒方式的风险评估通过制定标准化的样本选择、采集、运输及检测方法，对我国126座氯消毒和二氧化氯消毒中小水厂进行实地水质监测，并将水质超标情况进行风险评估，分析结果如下。
采用二氧化氯消毒，水厂中余氯、微生物以及氯酸盐、亚氯酸盐有机副产物均出现了不同程度的超标现象，将各水质指标超标次数加和，发现检测水质指标总体不合格率为9.9%；其中，微生物超标率为2.5%，余氯不达标率为4.2%。
消毒处理副产物
氯氯消毒主要是通过次氯酸的氧化作用来杀灭细菌，次氯酸是很小的中性分子，只有它才能扩散到带负电的细茵表面，通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部，起氧化作用破坏细菌的酶系统，而使细菌死亡。
但对于水中的病毒、寄生虫卵的杀灭效果较差，需要在较高值消毒剂浓度乘以接触时间才能达到理想的除菌效果。
然而，氯在水中的作用是相当复杂的，它不仅可以起氧化反应，还可与水中天然存在的有机物起取代或加成反应而得到各种卤代物。
研究发现氯在进行饮用水预氧化和消毒时与水中某些有机物发生氧化反应，同时发生亲电取代反应，产生易挥发和不易挥发的氯化有机物如三氯甲烷等，这些有机化合物有许多是致癌物或诱变剂而常规处理工艺对于氯化产生的副产物不能有效去除。
二氧化氯二氧化氯的消毒机理主要是氧化作用，能较好杀灭细菌、病毒，且不对动植物产生损伤，杀菌作用持续时间长，受影响小，可除臭、去色，二氧化氯是一种强氧化剂，对细菌的细胞壁有较好的吸附和穿透性能，可以有效地氧化细胞酶系统，快速地控制细胞酶蛋白的合成，因此在同样条件下，对大多数细菌表现出比氯更高的去除效率，对很多病毒的杀灭作用强于氯是一种较理想的消毒剂，二氧化氯可以与多种无机离子和有机物发生作用，可以去除水中的多种有害物质，还可以将水中溶解的还原态铁、锰氧化，对去除铁和锰很有效，同时对于硫化物、氰化物和亚硝酸盐也有一定的氧化去除效果。
二氧化氯几乎不与水中的有机物作用而生成有害的卤代有机物，二氧化氯在净水过程中产生的副产物包括两部分，一部分是被其氧化而生成的有机副产物；另一部分是本身被还原以及其它原因而生成的无机副产物。
与氯相比，二氧化氯净化的有机副产物较少且毒性较轻，二氧化氯主要的消毒副产物为亚氯酸盐和氯酸盐，它们对人体健康有潜在的危害，世界卫生组织对亚氯酸盐在水溶液中的质量浓度建议控制在以200L下，而对氯酸盐的毒性还在进一步的研究之中，另外，二氧化氯本身也有害，且不能贮存，需现场制备。
氯胺氯胺消毒是氯衍生物的消毒方法之一，由于氯胺消毒作用缓慢，它不能作为基本杀菌消毒剂，曾一度停用，但由于氯胺能避免或减缓氯与水中有机污染物质的某些化学反应，从而使消毒后水中氯化副产物的生成量显著降低，氯胺消毒被广泛认为是控制消毒副产物形成的有效手段。
消毒及消毒副产物的控制研究
表1 原水 数据 （2 008年 6月）
项目数值 浊度NTU 水温℃ CODmg/L
最高
6.62
25.2
3. 6
最低
2.16
19.8
3. 0
平均
3.1 3
2 2.5
3. 3
pH
8.2 7.75 7 .9 5
细菌总数 色度mg/L 氨氮mg/L
个∕ml
10
0. 09
490
5
0. 01
701
5
0. 04
231
总大肠菌群 个∕L 330 ＜20 65
耐热大肠菌群 个∕100Ml 26 2 9
藻类计数 万个/l 1311 622 9 29
95
第四届水处理行业新技术、新工艺应用交流会论文选登
是本公司不可或缺的保障饮用水安全的手段。消毒工 艺是传统的三点加氯。作为消毒研究的范畴，也从消 毒工艺、水中微生物和水处理工艺三者基础上增加了 水中有机物及颗粒物和消毒副产物。严格意义上的消 毒副产物包括氯化消毒副产物和采用替代消毒技术时 生成的副产物。鉴于本公司使用氯化消毒，通常所说 的消毒副产物也指的是氯化消毒副产物。本文中用消 毒副产物这一术语指氯化消毒副产物。
表3 同氯投量消毒副产物对比如表
加氯点
投氯量6.55mg/l
数值
气浮工艺 沉淀工艺
三氯甲烷 21.6
(ug/l)
2 0. 8
一溴二氯 13.4
(ug/l)
1 2. 5
二溴一氯
三种消毒剂的灭活效果及其消毒副产物分析
三种消毒剂的灭活效果及其消毒副产物分析薛长安1，王娟珍1，王旭冕2，王志勇1（1．西安市水业运营有限公司，陕西西安710054；2．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055）摘要：选择次氯酸钠、高锰酸钾和单过硫酸氢钾饮用水消毒粉作为消毒剂，考察了三种消毒剂的灭活效果及其消毒副产物的产生情况。
结果表明，次氯酸钠对细菌的灭活效果明显，用量少，但产生的消毒副产物种类多、含量高，且会产生大量的氯仿；单过硫酸氢钾的灭活效果比较明显，用量比次氯酸钠多，但产生的消毒副产物种类少、含量低；高锰酸钾对细菌有一定的灭活效果，用量明显比前两种消毒剂多，但无消毒副产物生成。
在实际应用时，应根据具体水质特点和不同场合合理使用三种消毒剂。
关键词：消毒剂；消毒副产物；水质安全；水处理中图分类号：TU991．25文献标志码：A文章编号：1673－9353（2013）02－0016－03 doi：10．3969/j．issn．1673－9353．2013．02．005Analysis of inactivation effect and disinfectionby-products of the three kinds of disinfectantsXue Chang’an1，Wang Juanzhen1，Wang Xumian2，Wang Zhiyong1（1．Xi’an Water Industry Operation Co．，Ltd．，Xi’an710054，China；2．School of Municipal＆Environmental Engineering，Xi’an University ofArchitecture and Technology，Xi’an710055，China）Abstract：Sodium hypochlorite，potassium permanganate and potassium peroxymonosulfate were selected as disinfectants，inactivation effect and disinfection by-products（DBPs）of the three kinds of disinfectant were investigated．The results showed that inactivation effect by sodium hypochlorite was obvious with very few dosage，but many kinds of disinfection by-products were formed with high concentration，meanwhlie large amount of chloroform were formed．Inactivation effect by potassium peroxymonosulfate was relatively obvious，the dosage was more than sodium hypochlorite，but the kinds of disinfection by-products formed were very few with low concentration．Potassium permanganate had certain inactivation effect on bacteria，the dosage was greater than the other two disinfectants and no disinfection by-products were formed．The three kinds of disinfectants should be applied reasonably according to the features of water quality and different occasions．Key words：disinfectant；DBPs；safety of water quality；water treatment消毒剂在水处理工艺过程中承担着进厂原水预氧化和出厂水的消毒工作，可以有效杀灭水中的病原体，控制水传染病的传播和流行，消毒工艺是水处理工艺必不可少的环节，且直接影响水处理效果及供水安全性［1－4］。
消毒副产物
消毒副产物对饮用水实施加消毒剂消毒的目的在于消灭水中的病原体，防止介水传染性疾病的传播。
但是后来人们发现，经消毒后的水中除含有微量的消毒剂外，还可以产生许多消毒副产物(disinfection by—products，简写为DBPs)。
长期以来人们对DBPs给予了极大的关注，从DBR的成分、毒性、流行病学、饮用水中的污染状况以及干预措施等方面进行了大量的研究，其目的是寻求一种理想的消毒剂，使它在有效的消灭病原体的同时，对人类产生的化学危害降低到最低水平。
下面就国内外近几年来有关这一领域的研究进行简要综述。
1 消毒副产物的种类自1974年Rook和Bellar等人发现，饮用水加氯消毒可以产生三卤甲烷(THMs)后，人们对DBP的成分进行了大量的研究，结果发现DBPs。
有上百种物质，据文献报道除THMs外，还可以形成卤乙酸(HAAs)、卤乙腈(HANs)、卤代酮类(HK)、三氯乙醛，水合氯醛(CH)、三氯硝基甲烷，氯化苦(CP)、氯化腈(CNCl-)、氯酚、甲醛、氯酸盐(C103-)、亚氯酸盐(ClO2-)、溴酸盐(BrO3-)等等。
过去常用的消毒剂为液氯，目前氯胺、二氧化氯、臭氧等不同种类的消毒剂也在广泛应用，使用不同的消毒剂其DBPs不同，液氯作为饮用水中的消毒剂在全世界应用的时间最久、范围最广泛，通常它以次氯酸(HOCl-)或次氯酸盐(OCl一)的形式存在，当水中有溴离子时，可以氧化溴离子为次溴酸(HOBr-)或次溴酸盐(OBr一)，次氯酸和次溴酸均可以与水中有机物作用产生DBPs，包括THMs、HAAs、HANs、HK、CH、CP，每类物质中含有不同组分的化合物(见表1)，其中THM、HAA、HAN为主要的副产物；氯胺作为第二大消毒剂，与液氯相比可以明显的降低上述DBPs的含量，但是可以导致CNCl和亚硝酸盐的生成；臭氧可以氧化水中的有机物产生非卤代DBPs，如酮类、羧酸和醛类化合物，以甲醛为主，它还可以直接与溴离子反应产生BrO，如果水中同时存在有机物和溴离子时，臭氧可以氧化溴离子为次溴酸，丽导致溴代DBPs的生成，如溴仿；二氧化氯不直接产生有机卤代DBPs，主要的DBPs为亚氯酸盐和氯酸盐，其消毒剂本身的分解作用大于它与水中有机物的反应。
消毒方式及消毒副产物控制研究
． ３ 二氧化氯消毒 １ 从２ ９ ４ ４年二氧化氯在尼亚加拉水厂得到应用， ０ １ 世纪５ ０年代开始二氧化氯逐渐在饮用水消毒领域得 到应用， ９ ７ ０年二氧化氯被广泛接受为饮用水消毒剂。 １
） 。为保证能去除 ９ ＮＨＣ ｌ ｌ ９ ． ９ ９％ 的 病 毒 、 ＞ ＮＨ２Ｃ ／ ， 接 细菌， 英国和世界卫生组织规定， 自由氯 ０ ． ５ｍ Ｌ ｇ ， ·ｍ ／ 。 我国 《 触３ 生活饮用水 Ｃ ０ｍ ｉ ｎ Ｔ 值为１ ５ｍ ｉ ｎ Ｌ ｇ ／ ， 消毒接触 卫生标准》 规定， 自由氯浓度最低 ０ ． ３ｍ Ｌ ｇ ， ·ｍ ／ ， 最低 Ｃ 化合氯 时间大于３ ０ｍ ｉ ｎ Ｔ 值为 ９ｍ ｉ ｎ Ｌ ｇ
表 ２ 黄浦江水源采用游离氯 、 化合氯消毒生成副产物情况
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ／ 原水耗氧量／ Ｌ ． ９ ． ０ ． １ ． ３ ． ７ ． １ ． ０ ． ４ ｍ ６ ７ ７ ６ ５ ６ ６ ５ ｇ ／ 原水总有机碳／ Ｌ ８ ． ４ ． ９ ． ４ ． ８ ． ６ ． ５ ． ９ ． ５ ｍ ７ ８ ８ ７ ７ ８ ７ ｇ ／ 游离氯／ Ｌ ｍ ｇ ／ ／ 化合氯 ｍ Ｌ ｇ － － １ ． ５ ． １ １ － － － － １ ． ２ ． ９ ０ － － ２ ． ０ ． ５ ２ ２ ． ０ ． １ ２ 检测编号 预加氯 后加氯
DOI:10.13789/ki.wwe1964.2014.0258
城镇给排水
消毒方式及消毒副产物控制研究
陈国光１ 朱慧峰２ 钱静汝１
（ ） 上海 ２ 上海 ２ １ 上海市供水调度监测中心 ， ０ ０ ０ ０ ２； ２ 上海市供水管理处 ， ０ ０ ０ ８ １
27消毒副产物
消毒副产物(DBPs)一、氯化消毒副产物（卤代烃类化合物）挥发性卤代有机物：主要有三卤甲烷（三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿）。
非挥发性卤代有机物：主要有卤乙酸（氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、溴乙酸等）、卤代醛、卤代酚、卤代腈、卤代酮、卤代羟基呋喃酮（MX）等。
1.影响c-DBPs的因素：（1）有机物前体的含量：天然有机物（腐殖酸、富里酸、藻类及其代谢物、蛋白质等），污染物。
★富含腐殖酸的水要比含富里酸的水产生的DBPs要多。
（2）加氯量、溴离子浓度和PH值：加氯量↑接触时间越长→三卤甲烷↑溴离子浓度↑→溴代三卤甲烷＞三氯甲烷PH值↑→三卤甲烷↑卤乙酸↓2.对健康的影响：①动物实验证明：c-DBPs具有致突变性和致癌性，有的有致畸性和神经毒性作用。
WHO 已将三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二氯乙酸作为致癌性物质列入《饮水水质标准》。
以MX为代表的卤代羟基呋喃酮是氯化饮水致突变性的重要成分，可引起动物多脏器肿瘤，肝脏、甲状腺是其致突变的敏感器官。
②对生殖和生长发育的影响：自然流产、死胎、早产以及出生缺陷；新生儿体重减轻、早熟或胎儿生长延迟等。
★生殖发育毒性研究表明：三氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、2-氯酚对胚胎和胎仔具有一定毒性。
3.减少c-DBPs的措施：①采用生物活性碳法去除或降低有机物前体的含量；②通过混凝沉淀和活性碳过滤等去除或降低c-DBPs；③改变传统氯化消毒工艺；④采用其它消毒法，减少c-DBPs的产生。
二、ClO2消毒副产物：氯酸盐、亚氯酸盐和氯化物。
动物实验表明亚氯酸盐影响血红细胞、导致高铁血红蛋白血症。
氯酸盐尚无足够数据。
氯酸盐、亚氯酸盐饮水标准均为0.7mg/l。
三、O3消毒副产物：甲醛、溴酸盐。
甲醛（天然有机物臭氧化，口腔癌，0.9mg/l），溴酸盐（溴化物臭氧化，2B类，0.01mg/l）。