（环境科学专业论文）杯量管网饮用水的家庭式饮前消毒.pdf

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c o n s u m i n gb o i l i n ga n dt h e nt oc o o l i n gb e f o r ed r i n k i n g t h e r e f o r e ，s t u d i e so n w a y s o fr i g h t b e f o r e - - d r i n k i n g ( r b d ) d i s i n f e c t i o no fd r i n k i n gw a t e rp i p e dt o c o n s u m e re n d sa r ei m p e r a t i v e t h ep u r p o s eo ft h i ss t u d yi st oc o n d u c tr b d d i s i n f e c t i o no fac u pq u a n t i t yo fd r i n k i n gw a t e ru s i n gh o u s e h o l dd e v i c e si no r d e rt o p r o m o t ed r i n k i n gw a t e rh e a l t ha n dd i s i n f e c t i o n f o re n e r g y s a v i n ga n de m i s s i o n r e d u c t i o n i no u rs t u d y , s m a l lo z o n eg e n e r a t o ra n du v - e q u i p p e dm i c r o w a v eo v e nw e r e e m p l o y e dt od i s i n f e c t3 0 0m lo fd r i n k i n gw a t e rs a m p l e s t w od i s i n f e c t i o nm e t h o d s w e r ea d o p t e d ：s i n g l ew a yo fd i s i n f e c t i o n ( 0 3 ，u va n dm i c r o w a v e ) ；c o m b i n e dw a y so f d i s i n f e c t i o n ( 0 3f o l l o w e db yu vu vf o l l o w e db y0 3a n ds i m u l t a n e o u s0 3a n du v ) h e t e r o t r o p h i cp l a t ec o u n t s ( h p c ) u s i n gn a a n dr 2 am e d i aw e r ea d o p t e dt oe v a l u a t e t h ed i s i n f e c t i o ne f f e c t s t h es a m p l e so fs i n g l ew a yd i s i n f e c t i o nw e r ec u l t u r e du s i n g p o u rp l a t ea n dm e m b r a n ef i l t r a t i o nm e t h o d sa t3 7 。c f o r7 2ha n dt h ed a t aw e r e a n a l y z e du s i n gl s d t h es a m p l e so fc o m b i n e dw a yd i s i n f e c t i o nw e r ec u l t u r e du s i n g p o u rp l a t ea n ds p r e a dp l a t em e t h o d sa t3 7 。c f o r7 2ha n dt h ed a t aw e r ea n a l y z e d u s i n gt h em e t h o d “c o m p a r i s o nt h r o u g hr a t i o so ft w o v a l u e so fd i f f e r e n c e s ” t h es t u d yo fs i n g l ew a yd i s i n f e c t i o ns h o w e dt h ef o l l o w i n gr e s u l t s t h eh p c c o u n t so fd r i n k i n gw a t e rw e r ee f f e c t i v e l yd e c r e a s e dd u r i n g12 0so fm i c r o w a v e r a d i a t i o n ，6 0so fu vr a d i a t i o n ，a n d6 0so fo z o n ea e r a t i o n f i v es e c o n d so fo z o n e c o u l da l s oh a v es i g n i f i c a n td i s i n f e c t i o ne f f e c t s t h eh p cc o u n t so fb o t hm e d i a n o r m a l l yi n c r e a s e dg r e a t l ya f t e r2 4ha n d4 8h i n c u b a t i o na n dt h u si n c u b a t i o nt i m e i i i a b s t r a c t s h o u l db ea tl e a s t7 2h m e m b r a n ef i l t r a t i o nm e t h o do f t e nf a i l e dt od e m o n s t r a t et h e e f f e c t sd u et ot h et o ol o wc o u n t sa n dt h u sp o u rp l a t em e t h o dw a sr e c o m m e n d e d t h es t u d yo fc o m b i n e dw a yd i s i n f e c t i o ns h o w e dt h ef o l l o w i n gr e s u l t s f i v e s e c o n d se a c ho fs e q u e n t i a lo a a j vc o u l dg e n e r a l l yd e c r e a s ep l a t ec o u n t sb yo v e r9 0 ， m a x i m a l l y9 9 9 a l t h o u g h5so fu vr a d i a t i o na l o n ew a so b v i o u s l yi n f e r i o rt o 0 3 l ni t sp e r c e n t a g eo fc o u n tr e d u c t i o nw a so f t e no v e r9 0 t o o f i v es e c o n d so f s i m u l t a n e o u s0 3 & u vw a ss l i g h t l yb e t t e rt h a n5se a c ho fs e q u e n t i a lu v 0 3 ，w i t l l b o t hr a t e so fc o u n tr e d u c t i o nn o r m a l l ya b o v e5 0 h o w e v e r , 5so f0 3a l o n ec o u l d o f t e ni n c r e a s et h ec o u n t s c o m p a r i s o no ft h ed i s i n f e c t i o ne f f i c i e n c yo ff i v em e t h o d s i n d i c a t e dt h ee x i s t e n c eo fs y n e r g i s t i ci n t e r a c t i o nb e t w e e no z o n ea n du vl i g h ti n 0 3 u va n d0 3 & u va t2 0 2 2 c t h et a pw a t e rh a db e t t e rd i s i n f e c t i o ne f f e c t st h a nt h e d e e p - t r e a t e dt a pw a t e r , m o s tp r o b a b l y d u et ot h e h i g h e r r e s i d u a lc h l o r i n e c o n c e n t r a t i o ni nt h ef o r m e r t h el o w e rw a t e rt e m p e r a t u r eo f12 h a db e t t e r d i s i n f e c t i o ne f f e c t st h a nt h a to f2 0 2 2 b o t ht h es i n g l ew a yd i s i n f e c t i o na n dt h ec o m b i n e dw a yd i s i n f e c t i o ni n d i c a t e d t h a tt h eh p cc o u n t sf o r m e do nr 2 am e d i u mw e r ea l m o s ta l w a y sh i g h e rt h a nt h o s e o nn am e d i u ma n dt h u sr 2 am e d i u mw a sr e c o m m e n d e d t h er e s u l t so ft h i s s t u d yp r o v i d e daf e ws i m p l ea n de f f i c i e n tw a y so fr b d d i s i n f e c t i o nf o rac u pq u a n t i t yo fd r i n k i n gw a t e ru t i l i z i n gd i f f e r e n th o u s e h o l dd e v i c e s ， w h i c hc a ng r e a t l yp r o m o t ed r i n k i n gw a t e rh e a l t h r e p l a c e m e n to fb o i l i n gb yt h o s e w a y sc a na l s og r e a t l yp r o m o t ee n e r g ys a v i n ga n dr e d u c t i o no fg r e e n h o u s eg a s e m i s s i o nd u r i n gd r i n k i n gw a t e rd i s i n f e c t i o n k e y w o r d s ：d r i n k i n gw a t e r , t a pw a t e r , d e e p - t r e a t e dt a pw a t e r , d i s i n f e c t i o n ，o z o n e ， u l t r a v i o l e tl i g h t ，m i c r o w a v e ，h e t e r o t r o p h i cp l a t ec o u n t ，l o w - c a r b o ne c o n o m y i v 第一章前言1 第一节管网饮用水的供水过程1 1 1 1 自来水一l 1 1 2直饮水。2 第二节管网饮用水的微生物污染4 1 2 1 微生物污染的原因一4 1 2 2 微生物污染的类型4 1 2 3 微生物污染对人类健康的影响5 第三节饮用水供水过程的消毒方式6 1 3 1 常用消毒方式一6 1 3 2 供水过程消毒存在的问题1 0 第四节饮用水的饮前消毒1 1 1 4 1 常用消毒方法1 l 1 4 2 饮前消毒的意义l l 第五节消毒效果的评价方法1 2 1 5 1 概况12 1 5 2 异养菌平板计数方法1 2 第六节本论文研究的目的与意义1 5 第二章实验方法1 6 第一节实验材料1 6 2 1 1 仪器与器皿1 6 2 1 。2药品1 6 第二节实验方法1 8 2 2 1采样时间与地点1 8 v 目录 2 2 2 采样方法18 2 2 3 消毒方法18 2 2 4 培养方法2 0 2 。2 5 数据分析2 0 2 2 6 臭氧浓度的测定2 l 2 2 7 紫外辐照强度的测定2 2 第三章单独方式饮前消毒2 3 第一节消毒效果2 3 3 1 1微波消毒效果2 3 3 。1 2紫外消毒效果2 6 3 1 3 臭氧消毒效果- 2 8 3 1 4 膜过滤法31 第二节实验条件对消毒效果的影响3 1 3 2 1 消毒时间对微波消毒效果的影响3 l 3 2 2 消毒时间对紫外消毒效果的影响3 2 3 2 3 消毒时间对臭氧消毒效果的影响3 2 3 2 4 培养基对观察消毒效果的影响3 2 3 2 5 培养方法对观察消毒效果的影响3 3 3 2 6 培养时间对观察消毒效果的影响3 3 第四章联合方式饮前消毒3 4 第一节消毒效果3 4 4 1 1 常温直饮水的消毒效果3 4 4 1 2 低温直饮水的消毒效果3 5 4 。1 3 常温自来水的消毒效果3 7 4 1 4 低温自来水的消毒效果3 8 第二节实验条件对消毒效果的影响4 0 4 2 1 不同消毒方式的综合比较4 0 v l 目录 4 2 2 水样种类对消毒效果的影响4 l 4 2 3 水样温度对消毒效果的影响4 l 4 2 4 培养方法对消毒效果评价的影响4 2 第三节实验讨论4 3 4 3 1 各消毒方式消毒效果差异的影响因素4 3 4 3 2 水样对消毒效果的影响因素4 4 4 3 3 水温对消毒效果的影响因素4 4 第五章结论4 5 参考文献4 7 致谢51 个人简历及学术论文与研究成果5 2 v i i 第一章前言 1 1 1 自来水 第一章前言 第一节管网饮用水的供水过程 目前自来水是我国城市及部分农村居民的主要饮用水。传统的自来水处理 工艺主要由混凝、沉淀、过滤和消毒几部分组成。一般经这些处理工艺处理后， 水中的悬浮物，胶体物质，细菌等能有效的被去除【l 】。尽管如此，从饮用水安全 性考虑，自来水仍存在以下问题。 ( 1 ) 水源污染日益加重 水源污染加重的问题现已成为倍受瞩目的问题。造成这种现象的原因主要 有三个。第一，近年来，随着工业，农业及城市的发展，大量含有有毒有害物 质的工业废水和大量未经处理或经简单处理的生活污水排入水体，使我国的江、 河、湖泊受到严重污染，这给本来就严重缺水的中国直接或间接地造成了严重 的饮用水源污染，而且这些污染有些是难以或不能生物降解的有机物；第二， 突发环境事件的频繁发生也严重污染了水源，例如2 0 0 5 年1 1 月发生的松花江水 污染事件，2 0 0 6 年的白洋淀死鱼事件，2 0 0 7 年太湖水污染事件等等；此外，产 业布局是否合理也关系到水源环境的安全。综上所述，目前我国地面水源受到 的污染在不断加重。水污染也已由原来的以泥沙为主的无机浊度污染变为各种 有机污染，且许多是有毒物质。面对这种情况，传统的处理工艺难以有效去除 c o d m 、氨氮、微量有机物、致病微生物等污染物，更难有效地解决水源污染 与水质标准提高之间的矛盾。 ( 2 ) 管网系统存在饮用水二次污染问题 建国以来我国城市输水管网普遍采用钢筋混泥土管和铸铁管。混泥土管水 泥砂浆抹面容易渗出有害物质，铸铁管在使用几年后也会产生锈蚀，管网连接 处密封性能不够好等有可能导致饮用水管网输水过程污染i 2 j ( 主要是微生物的重 新生长和繁殖) 。此外，目前城市高层建筑供水需通过二次供水设施获得。二 次供水设施包括高低位水箱、水泵、输水管道及净化消毒设施1 3 j 。由于二次供水 第一章前言 设施的选址不合适、结构设计不合理、贮水设备不匹配及二次供水系统管理不 完善等因素也可能造成饮用水贮蓄过程污染。 ( 3 ) 消毒过程生成新的有毒物质 目前我国水厂应用的主要消毒剂为含氯消毒剂( 主要是液氯) ，在消毒过 程中氯与水中有机物会生成具有“三致 作用的消毒副产物( d b p s ) ，其数目超 过5 0 0 种，如三卤甲烷( t h m s ) ，卤乙酸( h a a s ) ，卤代酚等致癌物质。其中 卤乙酸( h a a s ) “三致 作用强，单位致癌风险远高于三卤甲烷【4 。6 】。因此， 虽然达到了消毒效果，但却在水体中引入了新的有害物质。 1 1 2 直饮水 管道直饮水是近年来发展起来的一种供水方式，其指在住宅区内建立净水 站，以城市自来水为水源进行深度处理，去除其中的有机物、细菌、病毒等有 害物质而保留有益的微量元素和矿物质，在原有自来水管网的基础上，另设独 立的专用管网将优质水输送到用户专供直接饮用【7 。8 1 。 管道直饮水设计理念是水质卫生有保证，健康、经济、方便。不需要像自 来水一样烧开后才放心饮用，也不存在桶装水换水、等水、及长时间存放过程 中滋生细菌的问题及长期饮用对身体健康不利【9 1 0 j ，因此，当1 9 9 6 上海率先在住 宅小区试验建设第一个管道直饮水系统后，立即受到用户的追捧，目前为止， 在我国许多大中城市居住小区都建成了管道直饮水工程。管道直饮水的迅速发 展带来了极高的经济、社会和环境效益。 直饮水处理工艺随水质不同也不尽相同，下面列举了三种净水工艺i l i j ： 对于有轻度污染或水中大分子天然有机物较多、微生物超标和矿化度适宜 的原水，可采用的工艺流程如下： 对于有一定程度污染，且水中溶解性有机物和有害离子、盐类均有一定超 标的原水，可采用的深度净化工艺流程为： 2 第一章前言 对于有机污染严重，水中总溶解性固体物和消毒副产物等含量较高，味、 嗅较明显的原水，可采用的净化工艺流程为： 本研究的水样由1 9 9 9 年建立的天津市梅江管道直饮水供水系统提供，该水 厂为天津市管道直饮水示范工程，其处理工艺和规模均为当时国内先例。天津 梅江管道直饮水水厂处理工艺具体如下【1 2 】： 原水 ( 自来水) 活性炭滤池 ( 吸附过滤) 加混凝剂 机械搅拌 闪速净化器 ( 絮凝) 砂滤池 ( 上有煤层) 斜板沉淀池 ( 沉淀) 0 3 反应器 ( 消毒杀菌) 0 3 反应器 ( 氧化有机物) 斜板生化池 ( 去氨氮) o ? 墨竺竺l 掣净奎弯箱 _ 4 习! 型 。卜制h l 弯黼第l ( 杀菌富氧) ll( 储水)l l _ j 用户 虽然直饮水的设计目标是打开水龙头即可安全饮用，但实际应用中却未达 3 第一章前言 到这个标准。近年来我国关于直饮水污染的报道也是日益增多。例如，我国广 东省深圳市疾病预防控制中心对深圳市抽取的9 3 份直饮水样品参照国家生活 饮用水卫生规范中的方法进行检验，结果显示直饮水的细菌总数严重超标， 霉菌污染严重，细菌总数不合格率高达2 6 9 1 3 。1 4 j ；又如，程锦隆等人对石家庄 市直饮水卫生状况进行调查发现直饮水存在出水水质不合格和二次水污染问题 【l5 1 。从上面两个例子可以看出，直饮水也存在安全饮用问题。这主要是由于微 生物的生存能力强及管网内的特定生态环境( 如水的滞留，管壁附着微生物以 及消毒剂浓度低等) 等原因引起的。 第二节管网饮用水的微生物污染 1 2 1 微生物污染的原因 饮用水二次微生物污染的主要原因是微生物在各种环境介质中具有强的生 存和生长能力。 饮用水在水厂经消毒处理后输送至管网用户端。在输送过程中，由于饮用水 的滞留、管道的渗漏、管壁上微生物的附着以及消毒剂浓度的偏低等原因很容 易造成饮用水的二次微生物污染；当饮用水到达用户端，在接取过程中，饮用 水被出水口( 水龙头，水嘴等) 1 6 - 2 2 】材料表面的微生物污染也是不可避免的。 1 2 2 微生物污染的类型 根据引起人类疾病的途径，水中微生物可分三类【2 3 1 。 ( 1 ) 通过饮用方式引起疾病的病原微生物：主要有细菌类：霍乱弧菌、伤寒、 副伤寒杆菌、沙门杆菌、志贺菌、耶尔森菌、大肠埃希菌、弯曲菌属等；病 毒类：脊髓灰质炎病毒、甲型和戊型肝炎病毒、轮状病毒、腺病毒、柯萨奇病 毒、诺沃克病毒等；寄生原虫类：溶组织内阿米巴、贾第虫、隐孢子虫、刚 地弓形虫等。这些病原微生物是对人类健康产生危害的最常见和最广泛存在的 微生物，一般来自人和动物排泄的粪便，普遍对环境有着较强的抵抗力，能够 在自然界存活几天甚至几个月。 ( 2 ) 通过以气溶胶形式被吸入致病菌：主要有嗜肺军团杆菌、分支杆菌、福氏 4 第一章前言 耐格里阿米巴等。 ( 3 ) 通过皮肤接触( 如洗澡) 引发疾病的致病菌： 枝杆菌、水性气单胞菌属、黄杆菌属、不动杆菌属 等。 1 2 3 微生物污染对人类健康的影响 人类饮用了被微生物污染的水后可能引起严重的疾病，如霍乱、伤寒、痢 疾等，甚至导致死亡。从表1 1 可以看出，细菌类和原生动物类致病微生物主要 引起肠胃疾病；但病毒类如甲型肝炎病毒会引起肝炎，小圆形病毒主要引起儿 童、尤其是婴儿的死亡。例如，1 9 9 1 年我国沈阳市自来水厂管网渗漏导致2 2 3 2 人发生感染性腹泻，罹患率达1 1 2 6 【2 4 j ；又女1 ：1 1 9 9 3 年4 月美国威斯康星州的米尔 沃基市供水中含有隐孢子虫，导致1 5 0 万人受到感染，4 0 多万人生病，4 4 0 0 多人 住院治疗，有近百人死亡。通过以上例子可看出，病原微生物通过饮用水传播 作为引起人类疾病的一个重要途径引起了全球的重视。世界卫生组织的饮用 水水质准则指出微生物是威胁饮用水安全的首要问题。在其2 0 0 4 年组织出版 的饮用水水质准则第三版中大幅度修订了确保微生物安全的方法，并将第 二版中的微生物指标由2 项增加到了包括水源性疾病病原体2 7 项，其中细菌1 2 项、病毒6 项、原虫7 项及寄生虫2 项。美国现行的饮用水水质标准中微生物 指标也有8 项【2 副。目i ； 我国水质标准中的微生物指标有6 项，分别为总大肠菌群、 耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌、贾第虫、隐孢子虫。 表1 1 一些致病微生物对人体造成的危害乜3 1 5 第一章前言 第三节饮用水供水过程的消毒方式 1 3 1 常用消毒方式 饮用水不得传播病原微生物是世界各国在制定生活饮用水现行法规时遵循 的第一原则。消毒是净水工艺中重要的组成部分，其作为保障饮用水微生物安 全的最后一道屏障，主要作用是杀灭水中的病原菌、病毒和其它微生物，从而 使饮用水达到安全饮用的卫生要求。 饮用水消毒方式可分为物理消毒和化学消毒。其中物理消毒方式包括：机 械过滤、加热、冷冻、紫外( u v ) 、微波消毒等；化学消毒方式包括：氯、二氧 化氯、氯胺、臭氧( 0 3 ) 消毒等。目前为止，除了加热消毒外，没有哪一种消 毒剂能杀灭水中以任何形式存在的绝大部分病原微生物。但由于加热消毒十分 耗能，因此其在市政集中供水中的使用受到了限制。现在应用较多的消毒剂为 氯，二氧化氯、紫外、臭氧。下面分别简单介绍这几种消毒剂。 ( 1 ) 氯消毒 氯消毒是目前我国大部分水厂采用的消毒剂。其灭菌效果好，能杀灭水中 的病原微生物和寄生虫卵；改善水的感官性状，除去水中的藻类，色度和异味； 能通过调节投氯量维持出水管网中余氯量来保证持续杀菌能力。此外，药剂投 加的设施简单，投资和维护管理费低，使用方便。 氯消毒的缺点是在消毒过程中生成的己确定的消毒副产物( d b p s ) 已超过 5 0 0 种。d b p s 主要分为5 类 4 1 ：三卤甲烷( t h m s ) 、卤代乙酸( h a a s ) 、卤氧化 物、卤代乙腈( h a n s ) 、直接致诱变化合物。在饮用水中检出含量最高的d b p s 为 具有“三致作用的t h m s 、h a a s 两大类，液氯消毒方式中t h m s 、h a a s 的 含量分别占d b p s 的4 6 和4 2 【2 6 】。除生成大量d b p s 夕b ，氯消毒不能有效去除 水中的贾第鞭毛虫和隐孢子虫。 ( 2 ) 二氧化氯消毒 二氧化氯被认为是氯的理想替代品。其消毒机理主要是通过吸附、渗透作 用进入细胞体，氧化细胞内酶系统和生物大分子【2 7 j 。 二氧化氯的优点在于其高效杀菌能力，尤其对水中的肠道疾病和脊髓灰质 炎等多种病毒也有良好的杀灭作用；能消除水中的有机微污染物【2 8 1 ；不产生氯 化有机物，能有效改善水的色度等。 6 第一章前言 然而二氧化氯应用也有一定的局限性。这主要是因为二氧化氯常温下极不 稳定，其气体易爆，因此必须现场生产使用，故而成本比较高；另外，二氧化 氯在消毒过程中也会产生一些有毒的消毒副产物：一类消毒副产物是被二氧化 氯氧化而生成的类似羟基、醛基、酚基等含氧的官能团，大多数被氧化成酮、 醛或羰基类的物质；另一类消毒副产物是二氧化氯本身被还原成亚氯酸根和氯 酸根的无机副产物 2 9 1 。 ( 3 ) u v 消毒 利用u v 对饮用水消毒已有近1 0 0 年的历史。德国于1 9 1 0 年首次选用u v 对饮 用水进行消毒【3 0 】。然而由于当时u v 消毒费用高，加之设备可靠性能低等原因使 其应用没有推广起来。直至i j l 9 9 3 年美国m i l w a u k e e 市爆发隐孢子虫病后，人类才 认识到紫外线所具有的高效杀灭隐孢子虫卵囊的性能是其它一般消毒剂不能替 代的。国外比较重视紫外线饮水消毒，一般把它作为自来水的最后一道消毒工 序。美国把紫外线消毒正式列入美国供水法规。 u v 消毒机理主要是通过对微生物( 细菌、病毒、芽孢等病原体) 的辐射损伤 和破坏核酸或脱氧核糖核酸的功能使微生物致死。紫外线对遗传物质的作用可 导致d n a 或r n a 键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等，从而改变了d n a 或r n a 的生物活性，使微生物自身不能复制，导致其发生变异或死亡，从而达 到消毒的作用p 1 。 紫外线对病原体、细菌、病毒及原生动物等致病微生物均能有效去除，尤 其是对隐孢子虫卵囊有特效消毒作用，这是其它消毒剂都无法比拟的。利用u v 对饮用水消毒具有速度快( 一般只需几秒) 、彻底、运作简便、使用及维护费 用低等优点。此外，由于紫外线消毒不向水中添加任何化学药剂，所以很少残 留副产物和有害物质，不增加a o c 等损害管网水生物稳定性的副产物，有关资 料显示高强度的紫外线只需要几秒钟就可使一般大肠杆菌的平均去除率达 9 8 ，细菌总数的平均去除率达9 6 6 【3 2 j 。 u v 消毒的缺点为：其没有持续消毒的能力，处理后的水容易在管网中被二 次污染，故水厂一般采用u v 与其它消毒剂的联合使用( 如：u v + h 2 0 2 、u v + c 1 2 等) ；u v 的消毒效果与其在水中透射能力有关，当水中悬浮物浓度较高时，消 毒效果较差；此外，紫外光灯管的功率和寿命是影响处理成本的重要因素。 ( 4 ) 臭氧消毒 0 3 用作消毒剂的最早试验是1 8 8 6 年在法国进行的。1 8 9 3 年荷兰首次将其作 7 第一章前言 为消毒剂应用于水量为3m 3 l 的水厂。自从世界卫生组织确认经氯法消毒的饮 用水能够致癌以后( 致癌物质为卤代有机物如氯仿等) ，臭氧便作为安全可靠的 饮用水消毒方法在世界各地迅速地发展起来。目前世界上最大的应用臭氧消毒 的自来水厂位于加拿大蒙特利尔和美国洛杉矶，其处理能力均为2 1 3 1 0 8m 3 天。现在世界上已有数千座臭氧水处理厂，欧美、日本、加拿大等国家的自来 水厂应用臭氧己达到普及程度。 臭氧的消毒原理属于生物化学氧化反应。臭氧极不稳定，分解时释放出自 由基态氧 o 】。自由基态氧【o 】具有强氧化能力，可以穿透细胞壁，氧化分解细菌 内部的葡萄糖氧化酶；也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞器和核 糖核酸，分解d n a 、r n a 、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的 物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏；臭氧还可以渗透细胞膜组织，侵入细胞膜 内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，促进细胞的溶解死亡，并且将死亡菌体 内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热原( 细菌病毒代 谢产物、内毒素) 等溶解变性灭亡【3 3 1 。臭氧与水混合后形成的臭氧水溶液具有很 强的杀菌作用，它能够迅速广泛杀灭多种微生物和致病菌，当其浓度达到2m g l 时，作用仅1 分钟即可将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、细菌的芽孢、黑曲霉等微 生物杀死p 4 i 。 臭氧消毒的优点在于：其受p h 值、水温及水中含氨量的影响较小；可去除 水中铁和锰离子、改善水质；具有一定的微絮凝作用，能去除微生物、水草、 藻类等有机物产生的嗅、味等，从而使消毒后的水质观感、口感均有极大改善； 此外，臭氧对两虫( 隐孢子虫、贾第鞭毛虫) 也有很好的去除效果。但是实际 操作中为了控制溴酸盐的生成量，往往要控制臭氧的加入量，从而使其对两虫 的去除效果并不理想。 臭氧消毒的缺点在于：0 3 分子不稳定，易自行分解，在水中保留时间很短 ( 小于3 0m i n ) ，因此不能维持管网持续的消毒能力；臭氧消毒产生溴酸盐、 醛、酮和羧酸类副产物。醛、酮和羧酸类副产物中部分是有害健康的化合物， 部分能使管网水生物稳定性下降，而溴酸盐则具有强致癌性；此外，臭氧对水 中一些常见的优先污染物如三氯甲烷、四氯化碳、多氯联苯等的氧化性很差。 对于大、中型管网系统，采用臭氧消毒时必须依靠氯来维持管网中持续的消毒 效果。另外，臭氧消毒成本高，电耗大，设备操作运行复杂也是臭氧广泛使用 的限制因素。 8 第一章前言 ( 5 ) 微波消毒 微波杀菌是微波热效应和非热效应及其它因素共同作用的结果。在微波场 的作用下，细菌中的水分因吸收微波能量而升温，从而使体内蛋白质发生变性， 导致菌体死亡。同时由于场力的作用，细胞膜断面上的电位发生变化，从而改 变了细胞膜质的通透性能，影响营养物质进入细胞，使正常的新陈代谢过程受 到干扰或破坏，细胞结构功