小区中水回用消毒工艺比较

摘要：本文介绍了小区水回用消毒方法，并对各方法进行了技术比较。臭氧法是适宜小区中水消毒方法，它无毒副作用，杀菌和杀灭病毒效果良好。

关键词：次氯酸钠；二氧化氯；臭氧；紫外线；消毒

小区中水回用技术主要包括预处理、生化处理、消毒三部分，将生活污水作为水源，经适当处理后作杂用水，其水质指标间于上水和下水间称为中水。其主要用于厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁、汽车洗刷及景观用水，冷却设备补充用水等水质要求较宽的地方。尽管中水不直接供人饮用，但小区中水的原水来自淋浴排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水等经过人的直接污染，含有大量细菌和病毒，如不经消毒即投入使用，必将引起病菌的滋生和蔓延，危害人类身体健康。即此，目前在小区中水回用工艺中消毒方法主要有次氯酸钠消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒法、紫外线消毒法。

1 次氯酸钠消毒

次氯酸钠属氯消毒剂，挥发性低，腐蚀性小，在水中溶解度大，消毒效果可靠。次氯酸钠消杀最主要方式是通过水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧[O]，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质等物质变性，致死病源微生物，次氯酸在杀菌、杀病毒过程中，不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，因次氯酸分子小，不带电荷，可渗透入菌（病毒）体内，与菌（病毒）体蛋白、核酸和酶等有机高分子发生氧化反应，杀死病原微生物。但采用次氯酸钠消毒会产生较多消毒副产物，如三氯乙酸、二氨乙酸、氯仿等。

2 二氧化氯消毒

ClO2是光谱、高效的杀菌消毒剂，它对细菌、芽孢、藻类、真菌、病毒等均有良好杀灭效果。其消毒机理，一般认为ClO2对微生物细胞壁有较好的吸附和穿透作用，能渗透到细胞内部与含巯基（-SH）的酶反应，使之迅速失去活性，抑制细胞内蛋白质的合成，达到将微生物灭活目的。

由于细菌、病毒、真菌都是单细胞的低级微生物，其酶系分布于细胞膜表面，易于受到ClO2攻击而失活。人和动物细胞中，酶系位于细胞质之中受到系统的保护，ClO2难以和酶直接接触，故其对人和动物的危害较小。

ClO2氧化分解有机物具有较强的选择性。它能氧化去除水中的Fe2+、Mn2+、氰化物、酚等；能氧化硫醇、仲胺和叔胺，消除水中的不愉快气味，不易氧化醇、醛、酮、伯胺等有机物，导致去除不彻底。

3 臭氧消毒法

臭氧氧化能力强，用于消毒杀菌杀伤力大，速度快；臭氧可氧化溶解性铁、锰，形成高价沉淀物，使之易于去除；可将氰化物、酚等有毒有害物质氧化为无害物质；O3去除微生物、水草、藻类等有机物产生的嗅、味，效果良好，脱色能力比ClO2更为有效和迅速，从而减少嗅味，降低色度；O3作为高效的无二次污染的氧化剂，是常用氧化剂中氧化能力最强的（O3>ClO2>Cl2>NH2Cl），其氧化能力是氯的2倍，杀菌能力是氯的数百倍，能够氧化分解水中的有机物，氧化去除无机还原物质，能极迅速地杀灭水中的细菌、藻类、病原体等；使用臭氧处理，还可以起到微絮凝作用，提高出水水质；应用臭氧，不会在处理过程中产生有害的三致物质。

O3溶于水后会发生两种反应：一种是直接氧化，反应速度慢，选择性高，易与苯酚等芳香族化合物及乙醇、胺等反应。另一种是O3分解产生羟基自由基从而引发的链反应，此反应还会产生十分活泼的、具有强氧化能力的单原子氧（O），可瞬时分解水中有机物质、细菌和微生物。

O3→O2+（O）

（O）+H2O→2OH

羟基是强氧化剂、催化剂，引起的连锁反应可使水中有机物充分降解。

由上述机理可知，O3在水处理中能氧化水中的多数有机物使之降解，并能氧化酚、氨氮、铁、锰等无机还原物质。此外，由于O3具有很高的氧化还原电位，能破坏或分解细菌的细胞壁，容易通过微生物细胞膜迅速扩散到细胞内并氧化其中的酶等有机物；或破坏其细胞膜、组织结构的蛋白质、核糖核酸等从而导致细胞死亡。因此，O3能够除藻杀菌，对病毒、芽孢等生命力较强的微生物也能起到很好的灭活作用。

当溶液pH值高于7时，O3自分解加剧，自由基型反应占主导地位，这种反应速度快，选择性低。但水中O3分解速度快，无法维持管网中有一定量的剩余消毒剂水平，同时O3化会带来副产物。微污染水源中有机物种类繁多，O3能与有机物反应生成一系列的中间产物。虽然应用O3时有副产物生成，但一般情况下浓度不高，毒性问题也不严重。

4 紫外线杀菌

采用紫外线消毒法可有效去除水中的细菌繁殖体、孢子 、原生动物、病毒及有机污染物 。利用紫外线对中水进行消毒 ，具有消毒快捷、不污染水质的特点。该技术在中水消毒领域已具有相当的竞争力。紫外线杀菌是通过紫外光子辐射致使产生的光化学反应过程。紫外线的杀菌机理是应用波长为225－275μm，峰值在254μm的紫外线光谱，此波段具有很高的能量。微生物受到紫外线照射，吸取了紫外线的能量，实质是核酸对紫外线能量的吸收。核酸分为 1RNA和 DNA，是一切生命体的基本物质和生命基础。核酸吸收紫外线后发生突变，其复制、转录封锁受到阻碍，从而阻碍微生物体内蛋白质核酶的合成 ；另外， 产生自由基可引起光电离，从而导致细胞死亡。

紫外线消毒不产生有毒副产物；速度快、效率高；处理后中水无色无味，安全性极好；避免了其它化学消毒药剂的贮存和运输；操作简单，易于实现自动化；对空气和水生生物无影响。紫外线灭菌的主要问题在于：它穿透能力小，受水中悬浮物的影响，在紫外线照射不到的地方，消毒效果不好；其杀菌能力随着使用时间的增加而减小，而且灯管寿命短，需经常更换，运行费用较高。

5 几种消毒法优缺点比较

结论

生活小区中水水质较稳定但水量较小，其多以生活污水为原水经过生化深处理后取得，其含有少量悬浮物和大量细菌，通过对以上几种消毒法比较，最适宜小区中水消毒方法的是臭氧法，它无毒副作用，同时可起到杀菌和杀灭病毒的效果。

参考文献

[1]金兆丰，徐竟成．城市污水回用技术手册．北京：化学工业出版社．2004.

[2]颜其伟.二氧化氯用于水处理技术．贵州化工，2002(1)：33-35.

[3]王学云．二氧化氯作为饮用水消毒剂．净水技术，1998,64(2)．

[4]刘春芳．臭氧氧化技术在废水处理中的研究 . 石化技术与应用．2002，20 (4)：278-280

[5]吴自凯．生活饮用水消毒发展方向．西南给排水，2000,5．

[6]刘明海等．臭氧发生器应用技术现状．上海环境科学，1999,18(10)．

[7]张立成．紫外线消毒工艺与应用概况. 中国给水排水，2002，2.