水消毒过程

寿县饮用水微生物污染事件引发的水消毒思考哈希公司（央广网）北京2020年8月24日消息8月20日以来，安徽寿县保义镇居民493人陆续出现发热呕吐、腹痛腹泻症状，据省市县联合调查组初步调查，判定为志贺氏菌感染所引起。此次志贺氏杆菌感染者分散在保义镇多个村庄，初步调查与洪涝灾害下自来水供水水源受到污染有关。该新闻不禁使人回想起2009年内蒙古赤峰自来水污染事件，据搜狐新闻（来源人民网）2009年8月4日消息，内蒙古自治区赤峰市7月23日突降一场暴雨，在随后的几天里，该市新建城区数千居民在饮用自来水后出现腹泻、呕吐、头晕、发热等症状，一时间各医疗门诊腹泻患者激增。7月26日，事发原因经赤峰市建委通报为：暴雨污水侵入饮用水源井污染所致。市区暴雨使地面水排泄不畅，大量污水侵入担负新建城区居民供水的九龙供水公司9号水源井，进而污染了饮用水，经卫生部门7月26日采集水样，9号水源井总大肠菌群、菌落总数严重超标，同时检出的沙门氏菌是导致此次水污染事件的主要原因。什么是志贺氏菌志贺氏菌属（Shigella Castellani）是一类革兰氏阴性短小杆菌，大小为0.5～0.7×2～3μm，是人类细菌性痢疾常见的病原菌。人类对志贺氏菌易感，10～200个细菌可使10～50%志愿者致病。 什么是沙门氏菌引起赤峰水污染事件的沙门氏菌，菌体大小（0.6～0.9)×（1～3)微米无芽胞，是1885年沙门氏等在霍乱流行时分离到猪霍乱沙门氏菌，故定名为沙门氏菌属，其中毒典型症状包括发热、恶心、呕吐、腹泻及腹部绞痛等症状，通常在发热后72小时内会好转。婴儿、老年人、免疫功能低下的患者则可能因沙门氏菌进入血液而出现严重且危及生命的菌血症，少数还会合并脑膜炎或骨髓炎。保证饮用水的安全一直是水处理工程界人士关注的重点领域之一。饮用水安全又涉及到化学污染物控制和微生物消毒安全控制。如何兼顾、平衡化学和生物安全，确保水质安全、适合饮用，对水处理工艺的设计是一种挑战。就从水消毒方面看，用化学消毒方式，如液氯、次氯酸钠等，都面临产生消毒副产物问题及化学消毒剂残余量控制问题，过高浓度消毒剂的投加，会增加人们用水的健康风险。我国《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006对致癌、致畸、致基因突变消毒副产物的限值标准和消毒剂的浓度控制都进行了相应的规定，如消毒副产物三氯甲烷浓度不能超过0.06mg/L,一氯二溴甲烷不能超过0.1mg/L，二氯一溴甲烷不能超过0.06mg/L，二氯乙酸不能超过0.05mg/L。对出厂水消毒剂的浓度的规定，如对氯气及游离氯制剂限值为4mg/L，对一氯胺限值为3mg/L。如此就产生了一个问题，即当水源水质存在风险后，很难通过无限量的提高化学消毒剂浓度来保障水质的微生物安全。通过以上情况分析可知，在水源水质存在风险时，单一的化学消毒单元设计存在不达标风险，而多屏障式消毒策略，将是保证水质生物安全性的唯一选择。在多屏障式消毒策略中，依据各种消毒方式的特性，紫外线加氯胺组合式消毒方式，将是多屏障式消毒策略的理想选择。针对以上两个案例里出现的志贺氏菌和沙门氏菌，依据Chang等在“UV Inactivation of Pathogenic and Indicator Microorganisms”一文中研究的结果可知对于志贺氏菌，紫外线剂量在8.2mj/cm2时即可达到99.99%的去除对于沙门氏菌，在紫外线剂量为7.1mj/cm2时即可达到99.99%的去除依据《城市给排水紫外线消毒设备》（GB-T19837）中规定的国家标准，生活饮用水或饮用净水消毒时，紫外线有效剂量不低于40mj/cm2。可见，依据国家规范设计，紫外线消毒可有效消除饮用水中志贺氏菌和沙门氏菌产生的生物风险。 紫外线和氯胺的组合式消毒工艺的优势互补，可有效保护民众的用水安全。紫外线结合氯胺多屏障消毒工艺即能保障自来水厂消毒的要求，能保障出厂水在输送管网内的稳定性，使三卤甲烷等有害氯化副产物起到有效的削减作用，氯胺的氧化能力较氯弱，因此减少了腐殖物质与游离氯所形成的致癌物质（如三卤甲烷），气味也更低，其缓释消毒的特点能在管网内停留更长时间，更能有效地抑制残余细菌的再繁殖保障出厂水在供水管网内的生物稳定性。特洁安 于2008年在天津泰达自来水三期项目中安装了国内第一套自来水紫外消毒设备，自此以后，紫外消毒设备的应用得到越来越多水司的认可，包括北京郭公庄（50万方/天）的南水北调水，兰州彭家坪（78万方/天）的黄河水，以及浙江嘉兴贯泾港（25万方/天）的水库水等自来水厂，均采用了特洁安的自来水消毒设备来保障百姓的饮水安全。这些应用说明，紫外消毒设备在区域性和水源性均没有区别性要求。据不完全统计，目前国内采用特洁安自来水紫外消毒设备水处理规模有700多万方/天，特洁安紫外消毒设备正为百姓的供水安全提供坚实的保障。关注特洁安官微了解更多紫外消毒的资讯点击下方的阅读原文索取报价END哈希——水质分析解决方案提供商，我们致力于为用户提供高精度的水质检测仪器和专家级的服务，以世界水质守护者作为使命，服务于全球各地用户。如您想要进一步了解产品或需要免费解决方案，请通过【阅读原文】与我们联系，通过哈希官微留下您的需求就有机会赢取便携乐扣弹跳杯哦！

导读众所周知，消毒是水处理过程中必不可少的环节。在消毒过程中，水中的天然和人工合成有机物会与消毒剂反应生成消毒副产物（DBPs）。其中，卤乙酸（HAAs）是水氯化消毒过程中产生的主要消毒副产物，在已知的9种卤乙酸中，我国目前对二氯乙酸（DCAA）和三氯乙酸（TCAA）进行了监管。2022年3月15日，GB 5749-2022《生活饮用水卫生标准》正式发布，并将于2023年4月1日实施。该标准为强制性国家标准，且将二氯乙酸和三氯乙酸指标由2006版的非常规指标调整为常规指标，这意味着该项目检测频次的增加，同时对分析仪器和广大分析工作者也提出了更高的要求。现在，岛津带来检测方案，助您轻松应对！ 常见的消毒副产物消毒可以减少细菌、病毒等病原微生物的侵害，有效降低传染疾病的传播，大大地提高了人们的健康水平。消毒是水处理过程中必不可少的环节，常用的消毒剂包括液氯、次氯酸钠、氯胺、二氧化氯和臭氧等。自然界的水源水中一般会存在多种天然有机物，随着生活污水、工业废水等对水体的污染，还会增加人工合成有机物，这些物质在消毒过程中会与消毒剂反应生成消毒副产物(DBPs)。1974年发现了氯化消毒副产物三卤甲烷（THMs），继而证实THMs具有致畸性、致癌性。此后，消毒副产物可能引发的健康问题也开始引起人们的重视。 常见的消毒副产物有氯酸盐、亚氯酸盐、溴酸盐、三卤甲烷和卤代乙酸（HAAs）等。其中卤代乙酸是水氯化消毒过程中产生的消毒副产物，与低沸点、易挥发的三卤甲烷相比，卤代乙酸具有沸点高、致癌风险更大的特点。 国内外相关标准目前，水处理消毒副产物中已知的卤乙酸有9种，包括一氯乙酸(MCAA) 、二氯乙酸（DCAA) 、三氯乙酸(TCAA ) 、一溴乙酸(MBAA) 、二溴乙酸(DBAA) 、三溴乙酸(TBAA) 、溴氯乙酸(BCAA) 、一溴二氯乙酸(BDCAA) 和一氯二溴乙酸(CDBAA)。 其中，美国国家环境保护局（US EPA）对五种卤乙酸（MCAA、DCAA、TCAA、MBAA和DBAA）进行了监管，日本厚生劳动省的自来水水质标准规定了三种卤乙酸（MCAA、DCAA和TCAA）的含量限值。2007年7月, 我国颁布了《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006) ，该标准为强制性国家标准，标准新增了二氯乙酸和三氯乙酸指标，限值分别为0.05和0.1 mg/L。2022版《生活饮用水卫生标准》已于近期发布，标准将二氯乙酸和三氯乙酸指标由2006版的非常规指标调整为常规指标，限值不变。 表1.不同国家和组织饮用水中卤乙酸限值表岛津解决方案岛津采用超高效液相色谱三重四极杆串联质谱仪开发了生活饮用水中二氯乙酸和三氯乙酸的检测方法，该方法样品前处理简单，1 L水样，加入5 μL甲酸，摇匀过滤后即可上机进样。岛津超高效液相色谱三重四极杆串联质谱仪 l 高效快速分离二氯乙酸和三氯乙酸均可得到良好的色谱峰形和质谱响应，5 min内即可完成一个样品分析。图1. 2 ng/mL DCAA和TCAA标准溶液的MRM色谱图 l 高灵敏度，宽线性范围精准测定饮用水中二氯乙酸和三氯乙酸含量，满足标准限值要求。根据检出限MDL＝3 S/N，DCAA和TCAA检出限分别为0.03和0.02 ng/mL。在0.2-200 ng/mL的浓度范围内，DCAA和TCAA的相关系数均大于0.999。图2. DCAA和TCAA的标准曲线 l “精”“准”可靠对2 ng/mL的标准品溶液连续测定6次，考察峰面积重复性。结果显示：两个组分峰面积相对标准偏差分别为3.62%和3.75%，重复性良好。 取自来水样品6份，分别加入适量甲酸及DCAA和TCAA标准溶液，配制成DCAA和TCAA加标浓度分别为0.5 ng/mL和10 ng/mL的0.0005%甲酸水溶液，每种浓度平行测定6次。DCAA和TCAA的回收率分别在99.43 %~105.43%、96.80%~102.44%之间，具体结果见表2。 表2. DCAA和TCAA回收率测试结果 (n=6)结语近年来，LC-MS/MS承担了越来越多的检测项目，其优异的分离性能，高灵敏高通量的检测能力具有很大的优势。岛津一直致力于“为了人类和地球的健康”这一愿景，不断开发新方法，服务于大众，为人民生活健康安全保驾护航。 本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

饮用水消毒技术的主要目的是消除或杀灭水质环境中的病源微生物，以切断传染病的病源及传播途径，预防和防止传染病发生。传统消毒技术采用氯消毒，最早起源于19世纪初，可以有效的杀灭病源微生物，降低痢疾、霍乱感染及传播。20世纪70年代，随着检测技术的发展，氯消毒过程中产生的消毒副产物三卤甲烷等不断被检测出来。生物毒性试验显示，长期摄入此类消毒副产物，会出现动脉粥样硬化，引发心脏病或致癌，对健康影响非常大，所以氯气消毒受到了质疑。同时，氯消毒技术对杀灭隐孢子虫和贾第鞭毛虫效果不明显。另外，自来水的运输还会受到二次污染，城市供水管网庞大，消毒剂对管网产生腐蚀，管网老化，造成漏损和水质合格率下降。（图片来源于网络）为杜绝水质传染病及保障身体健康，生活饮用水必须经过严格的消毒技术处理，选择合理的消毒工艺，对水中细菌及杂质进行充分的消毒处理，提升处理成效，保障生活饮用水安全。目前我国的饮用水消毒的方法有多种，常用的饮用水消毒技术包括：氯气消毒、次氯酸钠消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等。本文对以上消毒技术的选用原则进行说明，对消毒技术选择和升级改造提供有效技术信息。01氯气消毒原水中消毒副产物前体物含量较低，在满足消毒需求的氯气投加剂量下，卤代烃、卤乙酸、三氯乙醛等氯消毒副产物的含量及相关水质指标能达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求，或者采取措施后上述水质指标能够达标的水厂，可选择氯气消毒。采用氯气消毒的水厂，氯气储存仓库应满足《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）的要求，氯气储存仓库距离单、多层民用建筑的距离不应小于25m，距离高层民用建筑及重要的公共建筑的距离不应小于50m。氯气储存和使用的空间及设施条件应符合《氯气安全规程》（GB11984）的要求。采用氯气消毒的水厂，应具备使用氯气的相关资质或具备取得相关资质的条件。现状采用氯气消毒的水厂，在进行消毒设施升级改造时，如果能够满足前两段内容的要求，宜采用氯气消毒。现状采用氯气消毒的水厂，如因原水水质变化存在氯消毒副产物超标风险且在现有工艺条件下难以有效控制时，宜将氯气与其它消毒工艺相结合，降低消毒副产物超标风险。采用氯气消毒的水厂，应配备次氯酸钠或二氧化氯等备用的消毒措施。当水厂由于供水范围过大或管网水停留时间过长导致管网水大面积余氯不足时，宜通过加氨进行氯胺消毒，或采用二次补加消毒剂的方式以保障水质。（图片来源于网络）02次氯酸钠消毒次氯酸钠与氯气有基本相同的消毒机理和消毒效果，原水水质可采取氯气消毒的水厂，或对安全要求较高的中心城区，亦可采用次氯酸钠消毒。消毒用的次氯酸钠可选择次氯酸钠发生器现场制备或购买次氯酸钠成品。次氯酸钠发生器宜选择盐水电解低浓度型发生器（0.8%），次氯酸钠成品宜选择有效含量约10%的水溶液。采购成品次氯酸钠消毒时，应选择市场上质量稳定可靠的成熟产品，并要求供应商采用专用的车辆输送。采用次氯酸钠成品消毒的水厂，应对每批次产品进行氯酸盐含量检测，出厂水宜增加氯酸盐检测指标，不具备检测条件的水厂可委托检测。采用次氯酸钠发生器现场制备次氯酸钠的水厂，在进行设备选型时，应要求厂家提供安全可靠的氢气处置措施。现场制备次氯酸钠时，应选择食品级氯化钠作为现场制备的原料，并定期对次氯酸钠溶液进行氯酸盐和溴酸盐检测。采用次氯酸钠消毒的水厂，宜对成品和现场制备两种方式进行经济、技术、安全、运行管理等方面的综合比选。03二氧化氯消毒满足下列条件的水厂，可采用二氧化氯消毒：（1）原水水质较好，在满足消毒需求的二氧化氯投加量下，消毒副产物亚氯酸盐和氯酸盐含量能满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的要求；（2）水厂供水范围内的配水管网没有大面积采用PE管道。采用二氧化氯消毒时，宜用二氧化氯发生器现场制备，可根据原水水质和现场条件选择复合型二氧化氯或纯二氧化氯发生器。当二氧化氯投加量不高于1mg/L时，可选择纯二氧化氯发生器，当二氧化氯投加量高于1mg/L时，宜采用复合二氧化氯发生器，或采用纯二氧化氯与其他消毒方式联用。采用复合二氧化氯发生器，设备的原料转化率应稳定达到80%以上，应有气液分离设备并以气体形态投加，应具备稳定可靠的残液处理措施。采用纯二氧化氯发生器时，设备的原料转化率应稳定达到95%以上，应有可靠的防爆措施及残液处理措施。两种二氧化氯发生器均应有原料流量的在线计量和控制装置。制备二氧化氯的原料应为食品级或获得卫生部涉水产品许可批件，如果市场上没有符合上述条件的原料（如氯酸钠、亚氯酸钠），应采用符合相应标准的工业一级品。（图片来源于网络）04臭氧消毒原水存在贾第虫和隐孢子虫等难以被含氯消毒剂灭活的病原微生物的水厂，可采用臭氧消毒。采用常规净水工艺的水厂，臭氧的投加点宜设在原水进口处，并在其后设粉末活性炭投加点；采用深度处理的水厂，臭氧投加点可以设在原水进口处，也可设在活性炭池之前。采用臭氧作为消毒剂时，应在出厂前补加含氯消毒剂，且含氯消毒剂余量应符合相应的水质标准。原水溴离子浓度高时，不宜采用臭氧消毒。05紫外线消毒原水存在贾第虫和隐孢子虫等难以被含氯消毒剂灭活的病原微生物的水厂，亦可采用紫外线消毒。紫外线消毒可选择低压高强灯管或中压灯管，应根据水厂实际情况，在对占地、能耗、维护及寿命等进行综合评价后选择，小规模水厂可采用中压灯管，大型水厂宜采用低压高强灯管。紫外消毒应设在砂滤池或活性炭池之后，采用紫外线消毒后，还应投加含氯化学消毒剂，且消毒剂余量应符合相应的水质标准。06其他当原水中铁、锰含量较高，采用二氧化氯消毒亚氯酸盐或氯酸盐存在超标风险时，宜以高锰酸盐作为预氧化剂去除铁、锰，以二氧化氯作为消毒剂；或者以二氧化氯作为预氧化剂去除铁锰，以氯气或次氯酸钠作为消毒剂。采用预氯化工艺控制藻类和浮游动物的供水企业，当原水中氯消毒副产物前体物较高，采用氯气或次氯酸钠消毒存在较高的副产物超标风险时，应适当降低预氯化的加氯量，或者采用高锰酸钾、二氧化氯、臭氧等作为预氧化剂控制藻类或浮游动物。- END -来源： 水务加●往期推荐 ●● 清时捷联合主办2020年给水大会诚邀您参加● 清时捷|次氯酸钠消毒工艺全过程监控解决方案● 清时捷/城镇供水过程控制与水质工艺管理信息化方案● 清时捷|厂级和班组检验解决方案长按关注清时捷公众号微信号 : sinsche-com联系热线：400-660-7869免责声明微信文章及图片系网络转载，仅供分享不作商业用途，版权归原作者和原出处所有。如原版权所有者不同意转载的，请及时联系我们（0755-21033425），我们会立即删除，谢谢！