目前水消毒的主要方法有哪些?
第二,引入物理消毒
紫外线消毒的生物学原理
A.浅析紫外线消毒技术在饮用水氯消毒中的应用氯消毒会产生致癌的氯化消毒副产物。近年来,贾第鞭毛虫和隐孢子虫的发现使现有的氯消毒工艺面临严峻挑战,人们开始寻找新的替代消毒技术,以有效提高消毒效果,降低消毒过程中产生的副产物对人体健康的潜在危害,确保饮用水的微生物安全和化学安全。在众多可供选择的消毒技术中,紫外线消毒因其不添加化学药品、消毒效果好、无消毒副产物等优点而备受人们关注。紫外线消毒有着非常悠久的历史。在欧洲,饮用水的紫外线消毒已有近百年的历史。
1910年,法国马赛一家自来水厂首次安装紫外线消毒系统,对饮用水进行消毒。截至目前,西方发达国家污水处理厂已安装近4000套大型紫外线消毒系统,应用该技术的厂家约占污水处理厂总数的10%。同时,截至2001年底,已有2000多家自来水厂采用了紫外线消毒技术,占自来水厂总数的10%以上,一大批紫外线消毒技术改造工程正在进行中。由于紫外线消毒在环保和人身安全方面的突出优势,欧洲和北美许多国家将紫外线消毒列为水终端和用户的进水口及小型供水系统的首选。特别是在自来水中发现隐孢子虫后,美国已将紫外线消毒技术作为自来水消毒的最佳手段写入供水法规。
紫外位于X射线和可见光之间,一般分为真空紫外区(
核酸是一切生物的基本物质和生命基础。核酸可分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类,它们的相似之处是根据嘌呤和嘧啶碱基配对的原理,由磷酸二酯键连接的多核苷酸链。当微生物受到紫外线照射时,会吸收紫外线的能量,从而造成DNA损伤。两种最常见的损伤形式是环丁烷嘧啶二聚体(CPD)和嘧啶-嘧啶酮光产物(PP)。当DNA受到紫外线照射时,相邻的嘧啶碱基以* *价交联形成环丁烷四环,使两个碱基的5位和6位双键饱和,形成CPD。嘧啶-嘧啶酮光产物由5嘧啶的碳原子5和6或3嘧啶的碳原子4与位于碳原子4的氧原子或亚氨基异构体之间形成的二氧六环或氮杂环丁烷4环形成,是相对稳定的化学键,从而阻止DNA复制;另一方面,在紫外线照射下,可产生自由基引起光电离,使微生物无法复制繁殖,自然死亡或被人体免疫系统破坏,不会对人体造成伤害,从而达到消毒的目的。
B.紫外线消毒对水中微生物的灭活效果紫外线消毒对微生物的灭活效果很高,对水中的各种微生物都有很好的灭活效果,且杀菌速度快,大多在1秒内。此外,紫外线消毒技术对近年来发现的病原微生物贾第鞭毛虫和隐孢子虫也有很好的灭活效果。隐孢子虫包囊通过人和动物的粪便排放到环境中,能在环境中长期存活。隐孢子虫卵囊和贾第鞭毛虫囊比其他水传播病原体存活时间更长,可引起许多疾病的爆发。隐孢子虫引起的疾病非常严重,常见的症状有腹泻、呕吐、低烧,类似流感症状。对于免疫功能不完善的患者,如艾滋病患者,病情更严重,导致死亡。
比如1994年,美国拉斯维加斯爆发隐孢子虫病,20名艾滋病患者死亡。近年来的研究表明,当低压汞灯和中压汞灯的辐射剂量为30J/m2时,隐孢子虫可被灭活99.9%以上,大量实验证明低压汞灯和中压汞灯能有效灭活隐孢子虫。紫外线消毒对军团菌也有很好的效果。穆拉卡比较了臭氧、紫外线、氯和加热对军团菌的灭活作用。紫外线和加热(60度)65438±0小时产生5log灭活,而氯气和臭氧需要5小时才能达到同样的灭活效果。
c紫外线消毒与其他消毒方法的比较五种常用消毒方法在消毒效果、费用和安全性方面的比较。从表中可以看出,几种中国化学消毒剂对微生物的灭活需要很长时间,而紫外线消毒只需要几秒钟就能达到同样的灭活效果。化学消毒剂会产生一些对人体健康有害的消毒副产物,操作管理也比较复杂。紫外线消毒在灭菌过程中不产生消毒副产物,操作简单,基建投资和运行费用低于其他化学消毒方法。
d紫外线消毒应用的优缺点紫外线消毒技术具有其他消毒技术不可比拟的优势,克服了现有传统消毒技术的缺点。欧洲许多国家、加拿大和北美的美国在20世纪90年代分别修改了它们的环境立法,并推荐在处理后的废水和饮用水的消毒中使用紫外线消毒技术。
紫外线消毒的优势
(1)紫外线消毒技术杀菌效率高,运行安全可靠。紫外线消毒对细菌和病毒的灭活效率高,由于不添加任何化学药剂,不会对水和周围环境造成二次污染。
(2)对隐孢子虫和贾第鞭毛虫有特殊的消毒作用。常规的氯消毒工艺对隐孢子虫和贾第鞭毛虫的灭活效果非常低,在较高的氯剂量下会产生大量的消毒副产物,而紫外线消毒在较低的紫外线剂量下就可以达到对隐孢子虫和贾第鞭毛虫的高灭活效果。
(3)不产生有毒有害副产物,不增加饮用水的AOC含量。紫外线消毒不改变有机物的特性,且由于不添加任何化学物质,不会产生对人体有害的副产物,不会增加AOC、BDOC等破坏管网水生物稳定性的副产物。
(4)能降低异味,降解微量有机物,紫外线对水中各种微量有机物有一定的降解能力,能降低水的异味和口感。
(5)占地面积小,操作维护简单,成本低。每天5万吨污水的氯消毒,需要修建一条长1.30m,宽3m的接触渠。使用紫外线消毒只需要20米长、3米宽的区域;紫外线消毒操作维护简单,运行成本低,每吨水只需4%人民币甚至更低,性价比有很大优势。(6)消毒效果受水温和pH值的影响很小。
紫外线消毒技术在工程应用中的不足
主要有以下几个方面:
(1)没有持续杀菌能力,消毒后的水如果遇到新的污染源会再次被污染,需要和氯气配合使用;(2)水中浊度和悬浮物对紫外线杀菌影响较大,降低了消毒效果;
(3)紫外线灯外壳易结垢,影响紫外线穿透和杀菌效果,需定期清洗外壳,并采取表面冷却措施,防止管垢形成;
(4)细菌复活现象,一些被紫外线灭活的病毒细菌可以借助光修复其受损组织,达到复活的目的,而另一些则可能出现暗复活现象(无光);
(5)国内使用经验少。在我国,虽然紫外线系统已经逐渐在工程中得到应用,但紫外线消毒技术的研究还没有完全开展,紫外线消毒的应用还存在很多问题。
紫外线消毒技术的应用前景
紫外线消毒具有广谱性,对很多病原微生物都有很好的作用。欧洲、加拿大和北美美国的许多国家在90年代修订了环境立法,紫外线消毒技术已被推荐用于处理后的废水和饮用水的消毒。目前,紫外线已应用于饮用水、再生水、生活污水和工业废水的消毒。虽然紫外线消毒技术存在一些问题,如缺乏持久杀菌能力、细菌光修复问题、灯管使用寿命等,但相信随着人们对紫外线消毒技术研究的深入,杀菌效率更高的中压灯和脉冲灯的出现,将会延长灯管的使用寿命。以及紫外线消毒系统设计的深入研究,紫外线消毒装置产品的商品化和国产化,绿色高效的紫外线消毒技术将在我国饮用水消毒中具有良好的应用前景。总之,各种消毒剂都有各自的优缺点,要根据原水和水厂的特点来应用。
三。化学消毒简介
饮用水常见的消毒工艺有液氯、氯胺、二氧化氯、臭氧、紫外线、膜消毒等。分析了各种消毒工艺的机理、运行特点和处理效果。饮用水深度净化工艺能很好地去除消毒副产物前体物和病原微生物,建议氯胺或二氧化氯作为最终消毒剂,臭氧氧化可作为预处理处理方案。分析了紫外线消毒技术的应用范围。