福建霞浦农村饮水巩固提升

1、消毒技术及设备选型消毒是生活饮用水处理工艺中不可缺少的组成部分，是保障饮用 水安全的重要措施。消毒是采用物理、化学或生物方法灭活水中病原 体的过程。生活饮用水必须进行消毒，确保供水水质达到国家生活 饮用水卫生标准（GB5479-2006。目前，村镇供水常用的消毒方式包 括氯消毒（主要是次氯酸钠、液氯和漂白粉等） 、二氧化氯消毒、紫外 线消毒和臭氧消毒等。1.1 常用消毒技术简介一、次氯酸钠消毒 在农村供水消毒中应用最多的氯消毒类型是次氯酸钠消毒，即包 括现场发生型和溶液投加型。当原水中有机物含量较高时，次氯酸钠 消毒存在副产物（主要是卤乙酸类物质）超标的风险。次氯酸钠杀菌主要是通过其水解形成有效消毒成分的次氯酸，次 氯酸的极强氧化性使菌体和病毒的蛋白质变性，从而使病源微生物致 死。次氯酸钠是一种高效、广谱、安全的消毒剂，它同水的亲和性很 好，能与水任意比互溶，它不存在液氯、二氧化氯等消毒剂的安全隐 患，其消毒效果被公认为和氯气相当，且其制备方便、操作安全、使 用简便、易于储存、对环境无毒害。其适用范围如下： 原水pH宜小于8.0（超过8.0时可采用不受pH影响的二氧化氯 等其他消毒方式

2、） ，以提高氯灭菌能力； 原水水质较好、没有受到污染、CODM宜小于3.0mg/L，净化后 水的浊度宜小于1NTU 一般采用滤后加氯消毒；水质较差需要进行特 殊处理时，可在滤前加氯氧化； 宜有调节构筑物，以保证氯消毒剂与水 30min的接触时间； 无调节构筑物的水厂、不能保证接触时间时，原水中菌落总数不宜超过500 CFU/mL总大肠菌群不宜超过3MPN/100mJL从而降低加 氯量、运行成本和副产物。二、氯消毒将液氯气化后通过加氯机投入水中完成氧化和消毒的方法称为液 氯消毒法。液氯易溶于水，与水生成次氯酸，并进一步离解成次氯酸 离子与氯离子。氯消毒主要通过次氯酸（ HOC）l 的氧化作用，破坏细 菌体内的酶，从而灭活细菌。原水有机物含量较高时，氯与水中的很 多天然有机物和无机物发生反应产生三卤甲烷和卤乙酸等消毒副产 物。其适用范围与次氯酸钠消毒相同。电解食盐法氯气发生器是以食盐为原料，通过电解饱和食盐水溶 液而产生氯气的消毒设备。其产生的氯气通过水射器吸入水中并存储 或直接投加到要消毒的水体中。设备主要组成包括：溶盐装置、过滤 装置、电解槽、电源系统、氯气存储与投加装置。特点是使用盐

3、作为 原料，原材料容易购买，且运输和储存安全、方便。三、漂白粉消毒 漂白粉消毒作用与液氯相同，多用于单村供水工程。原水有机物含量较高时，会与水中有机物形成致突变物消毒副产物。其适用范围 是： 使用中的漂白粉应当是白色、粉末状，有效氯含量应当20%. 片剂的片重误差率应当V 5.0 %;泡腾片剂应当标明崩解时间， 崩解时间应当v 5.0min。 漂白粉（片）6个月内有效氯含量降解率应当w 15%产品有效 氯含量标识范围上下限波动应当V 15%;产品有效期内的有效氯含量 不得低于标识范围的下限值。 消毒后水中余氯应当达到 0.3mg/L 0.5mg/L。 缓释消毒设备由可装缓释消毒片的内管、外壳构成。内管管壁上有多个小孔，并匹配自制的软塞。使用时可通过选择打开小孔的数量 使出水口的水得到持续消毒。该装置制作简单，成本低廉，使用方便。四、二氧化氯消毒二氧化氯可渗入细菌细胞内，将核酸（RNA或 DNA氧化，从而阻止细胞合成代谢，使细菌死亡。二氧化氯对细胞壁有较好的吸附性和 透过性，在其强氧化作用下，可抑制细胞合成蛋白质的过程，改变细 胞膜的通透性、导致细胞内某些关键物质漏出，与蛋白质中某些氨基

4、 酸相互作用、导致氨基酸链断裂，从而使水中的微生物死亡。其消毒 副产物主要包括CNB、THMs和HANS等。二氧化氯消毒适用范围是： 受有机物污染的地表水源：可以大大消除三氯甲烷等副产物的 产生量; 藻类、真菌造成的含色、嗅、味的水源：除藻、除色嗅味效果 好于氯制剂; pH值和氨氮含量较高的水源：消毒效果受pH值影响较小。不会 与氨氮反应生成低效率的氯胺，在高氨氮含量的条件下仍保持较高的 杀菌效率; 较高铁、锰含量的地下水源：二氧化氯对水中铁、锰的去除效 果要好于氯气。农村供水工程中应用二氧化氯消毒以现场制备发生方式为主，需要配置二氧化氯发生器及投加系统。二氧化氯发生器根据反应原理的 不同可分为电解法、化学法两大类。化学法二氧化氯发生器又根据反 应产物的不同分为高纯型及复合型两种，其中高纯型发生器产物中只 有二氧化氯一种消毒剂，而复合型发生器产物中既有二氧化氯也有氯。 复合型发生器为氯酸钠+盐酸法，而高纯型发生器则包括亚氯酸钠+盐酸法、亚氯酸钠+次氯酸钠+盐酸法等多种不同反应原理的发生方法。 目前农村中小型集中供水工程应用的复合型发生器主要存在反应温度 普遍达不到规范要求，以及材料购买

5、不方便、运输和储存困难等问题， 影响到设备的正常使用。五、紫外线消毒紫外线消毒法是利用高强度的紫外线杀菌灯照射，破坏细菌和病 毒的DNA等内部结构，从而达到杀灭水中病原微生物的消毒装置。适 合于对紫外线破坏力敏感的细菌、病毒、真菌等微生物种群谱系。 无二次污染：属于物理消毒方法，在确保消毒效果的同时， 不伴生有毒有害的消毒副产物。由于紫外线技术可以被控制为仅仅是 杀菌，并且不加入任何化学药剂，因此它不会对水体和周围环境产生 二次污染。 杀菌广谱性高：紫外线技术在目前所有的消毒技术中，杀菌 的广谱性是最高的。它对几乎所有的细菌，病毒都能杀灭。并且对一 些对人类危害极大的，而氯气以至臭氧无法或不能有效杀灭的寄生虫类（例如隐性包囊虫cryptosporidium ，贾第鞭毛虫giardia 等）都能 有效杀灭。 运行安全、可靠：传统的消毒技术如采用氯化物或臭氧，其 消毒剂本身就是属于剧毒、易燃、易爆的物质。现代紫外线消毒系统 不存在这样的安全隐患，是一种对周边环境以及操作人员相对安全可 靠得多的消毒技术。 运行维护简单，费用低：通常一种高效率的技术总是和高成本， 高运行费用联系在一块。但是，

6、紫外技术却是例外，其性能价格比是 所有消毒技术中最高的。 占地小，无噪音。紫外线消毒工艺虽然瞬间灭菌能力非常强， 但细菌光复活现象 明显，灭菌持续时间非常短，且对水的前处理要求高，另一个缺点是 穿透力弱，比较适合管网延伸在 1.2km范围内的小型水厂。六、臭氧消毒 臭氧是一种化学消毒剂和强氧化剂，可直接氧化微生物体内的有 机物，导致细胞溶解死亡。臭氧灭活病毒是直接破坏其核糖核酸 RNA 或脱氧核糖核酸DNA物质而完成的。适用于农村无清水池、管网较短 的地下水场以及瓶装矿泉水或纯净水、管道直饮水的消毒。臭氧发生 器排出气体中的臭氧浓度仍可达 0.055%-0.3%，尾气必须经处理后才能 安全排放，如处理不当，可能会形成空气污染。其具体适用范围是： 水中溴化物、有机物等含量过高，易生成溴酸盐、甲醛等副产 物而不适用。当溴化物含量超过 0.02mg/L 时，存在溴酸盐消毒副产物 超标的风险， 这时应进行臭氧投加量与溴酸盐消毒副产物相关性试验， 再确定能否选用臭氧消毒。 不适用于pH含量过低水的消毒，此时羟基自由基产生量较小。 不适用于温度过高或过低水的消毒。 不适用于浊度过高水的消毒，因为浊

7、度会掩蔽微生物。 因臭氧极不稳定，在自来水中的半衰期约为 20分钟，故应用时需采用现场制备的方法，需配备臭氧发生装置及投加系统。目前臭氧制 备的方法有：紫外线照射法、电解纯水法、电晕放电法等。其中，电 晕法和电解法最为常见。电晕法发生器较电解法发生器管理简单、能 耗低，但存在高频污染。1.2 消毒设备选型本次规划设计乡镇农村集中供水工程净水厂消毒处理采用如下方 案：分为两个档次，规模大于等于 200m/d 的与小于 200m/d 的，对规 模大于等于 200m3/d 的农村集中饮水工程， 原则上采用电解食盐法次氯 酸钠消毒、电解食盐法氯气消毒及化学法二氧化氯消毒；对规模小于 200m3/d 的农村集中供水工程或分散供水工程，主要考虑紫外消毒、缓 释器消毒及直接投加缓释药片消毒三种方式。农村集中饮水工程主要位于农村地区， 供水厂特点是供水人口少、 供水规模小、管理设施简单、管理人员素质不高、交通不便、供货渠 道不畅等，解决供水水质消毒问题，必需考虑这些实际情况。设备选 型原则上是：药剂便于采购、存储和使用；消毒剂的配置工艺要简化 明了，便于操作掌握；消毒设施要简单易行；消毒效果要良好；消

8、毒 副作用要限制在允许范围内；消毒综合成本要低。只有同时满足这些 经济技术条件，才能保证供水厂消毒工作的经常性、有效性和可持续 性。消毒设备选型按满足以下条件先后次序考虑： 消毒功能需求的满足； 原材料的获得、存储、使用比较容易； 设备的操作维护简单，易于掌握； 造价及运行维护费用较低。1.3 规模大于 200m3/d 的农村饮水工程消毒设计 本次规划农村集中饮水工程项目区规模大于、 等于 200m3/d 的农村 饮水工程消毒设计建议主要采用“电解食盐法次氯酸钠发生器” 、“电 解食盐法氯气发生器” 、 “二氧化氯发生器”三种方法，优先选型次 序为电解食盐法次氯酸钠发生器、电解食盐法氯气发生器和化学法二 氧化氯发生器。较大型水厂在水源水质无污染的情况下优先选用电解 食盐法次氯酸钠发生器或采用成品次氯酸钠溶液投加消毒；较小型水 厂当水源为有机物含量较少的井水等时则首先考虑使用电解食盐法氯 气发生器，该种设备简单耐用，操作维护方便；当水源有机物污染严 重或藻类、真菌造成水体含色、嗅、味，同时盐酸等化学原料购买、 存储、管理方便时，选用化学法二氧化氯发生器消毒。（1）电解食盐法氯气发生器 电

9、解法食盐氯气发生器采用电解氯化钠产生氯气协同消毒剂，原 料仅消耗氯化钠和水。智能型高频开关恒流电解电源将交流电变为电 压不超过 12 伏（安全电压）的直流电，在特殊电极板（钛基涂覆钌、 铑、铱、铂稀有金属氧化物）和 UPVC电解隔膜的电解槽内电解饱和氯 化钠水溶液，产生氯气协同消毒剂。消毒剂投加系统自动将设备产生 的氯气投加到待消毒水体中，达到消毒处理的目的。进水消毒r _ _食盐（NaCI）II磁力循环II电 解 槽电 解 电 源CIQ、Cl2、Q、HQ交流输入（220V/380V负极电解食盐法氯气发生器基本工作原理图电解食盐法氯气发生器消毒剂产量按g/h有效氯来计量，其设备大小选型按下表来计算。电解食盐法氯气发生器设备参数计算表需消毒的水体泉水地表水氯气消毒剂投加量（克/吨）1224电解食盐法氯气发生器设备大小选型母小时最大用水量X消毒剂投加量最大值=消毒设备有效氯额度产量消毒剂的最大用量根据原水水质、管网长度和相似条件下的运行 经验确定，使水中消毒剂残留量和有害副产物控制在允许范围内。管 网末梢水余氯不低于0.05mg/L。电解食盐法氯气发生器设备选型参考表参数型号有效氯 最大产 量耗盐量输入 功率输入 电压设备外形尺寸(L x W H)mm外接管径(g/h)(g 盐 /g 有 效氯)(KW)(V)发生器主机电解电源进水 口消毒剂 出口排污 口HOH-CI 50501.60.4220440X 710X99026

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