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适宜农村生活饮用水消毒的技术及常用产品选择方法详细整理分析

来源:天浩环保浏览:时间:2020-05-21

农村安全饮用水工程中消毒是一项主要水处理环节,农村饮水项目考虑到技术、经济、管理等各方面因素,合理的饮用水消毒应满足以下几点要求:

(1)杀菌可靠性好、杀茵效果好;

(2)不产生有毒有害的副产物;

(3)管理安全性强;

(4)经济实用,设备投资少,运行费用低。

除上述四点,还要因地制宜,根据农村用水实际情况综合考虑,选择最适合的消毒方法及消毒设备。

农村饮用水杀菌消毒

农村饮用水消毒存在的问题及原因分析

1、水源分散水质差异大

目前我国大部分省市的农村基本都采用了集中式供水,供水率可达90%以上,自来水普及率可达90%,但也有大量人口较少、地域分散的乡村采用分散式供水方式,水源种类多,水质差异很大,给农村饮水消毒的有效性和可靠性造成许多困难。

农村饮用水水源

2、部分水源污染严重

影响原水水质的原因主要有两个:

1、人畜粪便和有机垃圾肥料中大肠杆菌和其他病原体;

2、地层土壤中微量有毒有害化学元素被侵蚀而溶入水源,比如氟、砷等。

前者属人为污染,需要加强水源管理及保护,防止有机垃圾肥料中病原细菌的扩散;后者与当地地域特征等自然因素有关,这两种水质问题都可以通过选择优质水源或采取合理净化手段、加强水质消毒等方式处理。

 

3、净化设施及技术、管理

农村小型集中供水厂规模小、供水管网短,大约15分钟左右即可到达管网末端(用户),水与消毒介质没有足够的接触时间,要么造成水中氯气味较大,感官指标较差,要么消毒不彻底。

其次大部分农村地区经济并不富裕,可支配的预算有限,运行成本较高的消毒、净水设备不适宜选择;

另外,农村水厂管理员大多是本村村民,文化水平普遍不高,也没有相关技术,很难接手操作比较复杂的设备。

因此,无论是选择过滤净化设备还是消毒设备,都必须具备长期耐用、净化效果符合水质标准、高度自动化、简单操作、运行成本低廉等特点。

 

适合农村饮用水的消毒技术及设备

氯制剂消毒

氯制剂是被公认的廉价有效的饮用水消毒剂,具有消毒效率高、成本低、投量准确、投加设备操作简单等优点,因此在世界范围内被广泛的应用。

适合农村饮水的含氯消毒剂常见以下几种:

1、漂白粉

漂白粉是氢氧化钙、氯化钙,次氯酸钙的混合物,主要成分是次氯酸钙,白色或灰白色粉末或颗粒,有显著的氯臭味,是应用比较广泛的一种消毒物;

漂白粉

但由于其很不稳定,吸湿性强,易受光、热、水和乙醇等作用而分解;使用时要求被清毒的水中不含易于形成恶臭味道的化合物或化学污染物,水中Ca2+、Mg2+等离子比较容易形成沉淀,导致管线和投药设备结垢,正逐步被其他更为高效、安全的消毒剂所取代。

基于安全性和操作使用时的高要求,目前基本上是不会用在农村饮水项目中的。

 

2、漂粉精

漂粉精又叫漂精片,其主要成分是次氯酸钙。因其价格低廉,长期以来一直是被广泛使用的消毒剂。

漂粉精

但其在使用中也存在一些缺点,主要是溶解比较困难,消毒后会留下一层白色沉淀物。

 

3、次氯酸钠

次氯酸钠杀菌作用强,价格便宜,而且对饮用水中过量的铁有很好的控制作用。

次氯酸钠消毒器

在实际应用中一般采用电解型次氯酸钠发生器,其结构简单,操作方便,以食盐水作为原材料,通过电解反应产生次氯酸钠溶液,原材料购买方便,后期费用低廉,非常适合农村饮用水消毒。

 

4、二氧化氯

二氧化氯是一种高效的杀菌消毒剂,实验证实它对细菌、芽孢、藻类、真菌、病毒等均有良好的杀灭效果。二氧化氯的残余量能在管网中持续很长时间,对病毒、细菌的灭活效果较好,也具有较强的脱色、去味及除铁、锰效果。

二氧化氯发生器

20世纪90年代,我国一些中小型水厂中开始使用二氧化氯发生器。复合二氧化氯发生器以氯酸钠和盐酸为原料,现场制备以二氧化氯为主、氯气为辅的复合消毒液。

不过用二氧化氯消毒也存在一定问题:

首先,二氧化氯加入水中后,会有50%~70%转变为ClO2-与CIO3。很多实验表明ClO2-、C1O3对血红细胞有损害,对碘的吸收代谢有干扰,还会使液中的胆固醇升高。因而在实际使用中通常把二氧化氯的剂量控制在0.5mg/L以下,尽量减少对人体的危害。

其次,二氧化氯氧化分解有机物时具有较强的选择性,不易氧化醇、醛、酮、伯胺等物质,且其性质比较活泼,易爆炸,给安全储存和运输带来困难,国内外水厂在使用时,都采用现场制备的方式。

此外,使用的盐酸也属于国家严格管控的易制毒化学品。按照《易制毒化学品管理条例》有关规定:个人、单位、企业在生产、经营、运输、使用易制毒化学品过程中,无论用量大小,都必须要向公安机关申请和报备,给农村使用此设备消毒带来约束和不便。

 

臭氧消毒

臭氧的氧化能力是氯的2倍,杀菌能力是氯的数百倍。

臭氧既能氧化水中的有机物也能氧化无机物,与有机物作用后不产生卤代物,受pH值、水温及水中含氨量的影响较小,脱色效果好,还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异味,使水的水质观感、口感均有极大改善。

臭氧杀菌消毒设备

但其缺点也比较明显:投资大,费用较氯化消毒高;水中O3不稳定,控制和检测O3需一定的技术;消毒后对管道有腐蚀作用,出水无剩余O3,需要第二消毒剂;与铁、锰、有机物等发生反应,会产生微絮凝,使水质浊度升高等等。

农村没有专业水处理技术人员,也没有富裕的预算,使用此类设备时,消毒成本、操作安全性等成为制约因素。

 

紫外线(UV)消毒

紫外线用于水消毒,具有消毒快用及维护费用低等优点。紫外线消毒不会造成任何二次污染,不残留任何有毒物质,不影响水的物理性质和化学成分。

高强度的紫外线彻底灭菌只需要几秒钟,而臭氧与氯消毒则需10~20min,一般大肠杆菌的平均去除率可达98%,细菌总数的平均去除率为96.6%。

紫外线杀菌消毒设备

但其缺点也比较明显:

一是紫外线处理水要求水体具备一定的透明度,水中的悬浮物、有机物和氨氮都会干扰紫外线的传播,进而影响消毒效果。当然这可通过预处理(过滤)来解决。

二是紫外线消毒不能解决消毒后水在管网中二次污染的问题。因此在农村饮水消毒中使用的也比较少。

 

特殊情况下的农村水消毒

氯制剂是被公认的廉价有效的饮用水消毒剂,在一些条件比较特殊的山区农村或灾害期间可以使用氯片(二氯异氰尿酸钠或三氯异氰尿酸)来杀菌消毒。

氯片杀菌消毒设备

二氯异氰尿酸钠被广泛用于环境消毒及饮用水消毒,但由于该消毒剂具有强烈的氯刺激味而不被用户所接受,因此出现了经过制备工艺处理生产的含氯泡腾片,方便使用。

三氯异氰尿酸复方消毒剂是漂白粉、漂白精的更新换代产品,三废比漂白精大大降低。含三氯异氰尿酸、酒石酸、苯甲酸钠的泡腾片,白色饼状,含有效氯为39.58%,易溶于水,具有很强的氧化作用,5mg/L浓度作用2min可将大肠杆菌100%杀灭,在水中释放有效氯时间长。使用安全且简单,不自燃不易燃,运输、存储方便,在化工市场都可以随时购买,很适合农村饮水消毒。

 

综上分析

无论是采用何种消毒方式,都需要结合农村实际情况,充分考虑到农村使用资金、管理水平、便利性、维护等因素,选择适合的净水设备及消毒方式。一般农村杀菌消毒推荐使用次氯酸钠消毒,面对供水情况比较特殊的农村,短期内推荐使用氯片临时杀菌消毒,长期还是使用次氯酸钠消毒最为妥当。

 

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