自来水厂消毒方式及消毒副产物的控制
自来水处理过程中的加氯消毒副产物和控制方法
自来水处理过程中的加氯消毒副产物和控制方法发布时间：2021-12-15T06:24:07.006Z 来源：《福光技术》2021年20期作者：蒋晓[导读] 氯消毒是自来水处理的重要手段，本文简要介绍了自来水氯消毒副产物的概念、分类、形成过程。
详细论述了氯消毒副产物的控制方法。
沭阳县城乡水务发展有限公司摘要：氯消毒是自来水处理的重要手段，本文简要介绍了自来水氯消毒副产物的概念、分类、形成过程。
详细论述了氯消毒副产物的控制方法。
关键词：氯消毒；自来水；副产物；控制方法引言1902年，比利时在水处理工艺过滤前首次使用了氯化石灰，这被普遍认为是饮用水氯消毒技术的开始。
1905年，英国伦敦首次在公共供水系统中采用连续加氯消毒技术。
1908年，美国芝加哥首次使用次氯酸钠消毒技术。
随后，氯消毒技术得到了广泛应用并不断发展完善，水传播疾病得到了有效控制，进而改善饮用水水质，保障了人们的用水安全。
一百多年来，世界范围内的许多学者对氯消毒机理展开了广泛而深入的研究，如何克服由于氯消毒所带来的不利影响和危害也成为广大饮用水者所关心的问题之一。
1氯消毒副产物介绍1.1氯消毒副产物的概念当采用消毒剂（如氯气、臭氧、二氧化氯、氯胺等）对饮用水进行消毒处理时，由于饮用水中的天然有机物（Natural Organic Matter,NOM）、人为污染物或溴/碘离子等前体物质的存在，导致两者反应生成一系列卤代化合物，称为消毒副产物（DisinfectionBy-products,DBPs）。
1.2氯消毒副产物的分类最初的饮用水DBPs主要指因氯消毒产生的副产物，随着消毒剂种类的增多，消毒方式的多样化，DBPs的涵盖范围也大大增加。
自20世纪70年代，Rook等首次证实了氯处理后的饮用水中有三卤甲烷的存在以来，得到确认的DBPs已有600多种，仅占水中DBPs总类的50%不到，其中大约有85种得到了人们一定程度的研究。
一般而言，DBPs主要分为以下四类，即三卤甲烷（Trihalomethanes，THMs）、卤乙酸（Haloaceticacids，HAAs）、卤乙腈（Haloacetonitriles，HANs）和致诱变化合物（Mutagenx，MX）。
第5章饮用水消毒技术及其消毒副产物课件
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2023/10/8
第5章饮用水消毒技术及其消毒副产 物
饮用水消毒的必要性
• 消毒是给水处理工艺中的重要组成部分。在供水系统中,消毒是最 后一道处理工艺,是保证用户安全用水、防止通过供水管网传播
各种传染病的必不可少的措施。
• 19世纪中叶,人类历史第一次将水质与人体健康直接联系起来,正
乙酸。
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第5章饮用水消毒技ห้องสมุดไป่ตู้及其消毒副产 物
氯化消毒副产物形成的影响因素 3－4
• 3 pH值对CDBPs的影响显著。
•
研究发现,THMs的生成量在中性和弱碱性条件下较大,
在酸性条件下较少。但Bocye等证实在低pH值下,仍然有三
氯甲烷生成。Rebenne研究了较宽pH值范围下间苯二酚型
• 卤乙酸(HAAS):动物实验发现,HAAS具有致癌、生 殖、发育毒性,并且发现高剂量的DCAA有明显的 神经毒性,当DCAA和TCAA的剂量增高时,可以引 起心脏畸形。
• 研究调查表明,CDBPs与膀胱癌、结肠癌、直肠癌、 胰腺癌、脑癌与肺癌等具有一定的相关性,可增加 孕妇早期流产的危险性并可使婴儿患中枢神经缺 陷症,与心血管疾病的关系还有待进一步研究。
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第5章饮用水消毒技术及其消毒副产 物
氯化消毒副产物的控制方法
• 1 降低已生成CDBPs的方法 • 2 降低CDBPs的前体物质 • 3 优化消毒方法 • 4 寻找替代消毒剂
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第5章饮用水消毒技术及其消毒副产 物
降低已生成CDBPs的方法
CDBPs一旦生成，其去除就比较困难。 • 活性炭吸附 • 活性炭纤维吸附 • 辐射降解
自来水中的消毒方式及其效果
自来水中的消毒方式及其效果水是生命之源，我们日常生活中使用的自来水，在到达千家万户之前，都需要经过严格的消毒处理，以确保其安全性和卫生性。
那么，自来水中常见的消毒方式有哪些？它们的效果又如何呢？目前，自来水消毒的主要方式有氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等。
氯消毒是应用最为广泛的一种消毒方式。
氯气或者含氯化合物（如次氯酸钠）被加入到水中，与水反应生成具有强氧化性的次氯酸。
次氯酸能够破坏细菌和病毒的细胞膜，进而杀灭它们。
氯消毒的优点十分明显，它具有成本低、操作简单、消毒效果稳定等特点。
而且，氯在水中能够保持一定的残留量，在水从水厂输送到用户的过程中，持续发挥消毒作用，有效防止微生物的再次滋生。
然而，氯消毒也存在一些不足之处。
当水中含有较多的有机物时，氯会与这些有机物反应，生成一些对人体健康可能有害的消毒副产物，如三卤甲烷等。
二氧化氯消毒是另一种常见的消毒方式。
二氧化氯是一种强氧化剂，它能够迅速杀灭细菌、病毒和原生动物等微生物。
与氯消毒相比，二氧化氯消毒产生的消毒副产物相对较少，对人体健康的潜在风险较低。
同时，二氧化氯在水中的溶解度较高，能够在较低的浓度下发挥良好的消毒效果。
不过，二氧化氯的制备和储存相对较为复杂，成本也较高，这在一定程度上限制了它的广泛应用。
臭氧消毒是一种高效的消毒方式。
臭氧具有极强的氧化性，能够快速杀灭水中的各种微生物，并且对一些难以去除的有机物也有很好的氧化分解作用。
臭氧消毒能够有效地改善水的口感和气味，提高水质。
但臭氧在水中的稳定性较差，容易分解，无法在水中保持持久的残留消毒作用。
因此，通常需要与其他消毒方式联合使用，以保证消毒效果的持续性。
紫外线消毒则是一种物理消毒方式。
紫外线能够破坏微生物的遗传物质，从而使其失去繁殖和致病能力。
紫外线消毒不产生消毒副产物，对水质没有化学影响。
但紫外线消毒的效果容易受到水中浊度和颗粒物的影响，如果水中杂质较多，紫外线的穿透能力会受到限制，从而影响消毒效果。
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
饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制
饮用水消毒剂以及消毒副产物的危害和控制摘要：饮用水消毒是提高饮用水水质的重要方法，理想的饮用水消毒剂应具有杀菌广谱、杀菌力强、消毒效应持久、使用方便及对人体安全等特点。
但当今没有一种饮用水消毒剂对人体是完全没有毒性的，除了消毒剂残留可能对人体健康造成影响外，消毒剂与水中其它物质反应产生的副产物对人体健康的威胁受到人们的高度关注。
国内外学者进行了大量实验研究和现场调查并取得了很大进展，目前研究涉及到消毒剂的毒性作用、消毒剂副产物的形成机制、作用机理。
关键词：饮用水；消毒副产物；危害；控制工艺一、常用饮水消毒剂的种类及特点(一)氯消毒用氯消毒法对饮用水进行消毒是最早使用的消毒方式，由于其具有价格便宜、容易使用、杀灭细菌能力强及在水中持续时间较长等优点，目前仍是最为常用的方法，也是我国城市供水中普遍采用的消毒方式。
液氯消毒产生的余氯具有持续的消毒作用，运行成本低，操作简单，投量准确，技术上比较成熟，能有效地保证水质。
根据原水水质和不同的水处理工艺，液氯消毒可分为过滤后一次消毒和滤前、滤后两次消毒两种方式，绝大多数水厂采用过滤后一次消毒。
但为了杀灭原水中的微生物，防止藻类生长和降低色度，可增加滤前消毒。
滤前消毒也可以选择进行，当原水水质不好时采用，原水水质好转时则停止。
但液氯消毒也存在诸多缺点，当水源受到污染，有机物含量较多，采用该消毒方式则导致许多消毒副产物的产生，如THMs等，会影响水的口感，而且这些物质对人体健康有潜在危害。
为此，有些国家已采用其他消毒剂替代液氯消毒。
(二)氯胺消毒氯胺消毒作用机理类似于液氯，能破坏膜的通透性而影响膜的渗透性和呼吸，还可损坏微生物的核酸使微生物灭活，氯胺的氧化能力较氯弱，故需要的接触时间长，消毒效果不如其它消毒剂，一般不单独用氯胺作饮用水消毒。
其消毒副产物主要是三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈及卤代酮等。
(三)二氧化氯消毒用二氧化氯(ClO2)作为消毒剂始于1944年，ClO2是一种带有辛辣气味的黄红色气体，在空气中体积浓度超过10%便会爆炸，但在水溶液中则无危险性。
自来水厂消毒操作流程和注意事项
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自来水厂消毒方式及消毒副产物的控制
（1）耗氧量较高时，采用游离氯消毒三卤甲烷会超标，微污染水源可采用化合氯消毒，氨氮较低时可采用前加氨0.3~0.4 mg/L，以有效控制消毒副产物三卤甲烷。
（2）耗氧量小于2.0mg/L时，可以采用游离氯消毒，但温度升高反应速度快，三卤甲烷生成量增加，夏天气温、水温较高时也可能三卤甲烷总量超标，但可以适当降低沉淀池出口游离氯浓度，一般游离氯可控制在0.3 mg/L以下，加氨后再加氯达到出厂余氯要求，以控制三卤甲烷总量。
（3）深度处理后小分子质量有机物减少，采用游离氯消毒三卤甲烷总量较低，可降低三卤甲烷60%左右。
（4）出厂水采用化合氯出厂，管网末梢水三卤甲烷不会有较大变化。
（5）采用化合氯和游离氯消毒，出厂余氯较稳定，一般二氯乙酸、三氯乙酸浓度较低，远小于国家标准限值。
深度处理出厂水二氯乙酸、三氯乙酸较常规处理工艺低。
（6）深度处理工艺加氨可以降低溴酸盐生成，主要是氨能起到屏蔽作用，使溴酸盐不易生成，目前上海几家深度处理水厂已在应用。
（7）采用二氧化氯消毒，亚氯酸盐、氯酸盐很容易超标，采用前加注二氧化氯0.5 mg/L和次氯酸钠，一般亚氯酸盐、氯酸盐、三卤甲烷不会超标。
（8）采用合理消毒方式，可控制三卤甲烷总量在较低范围。