張瑞冬　張金松
（深圳市自來水〈集團〉有限公司，廣東　深圳　518031）

　　摘　要：介紹了管道分質供水在理化指標和生物指標方面的特點，并對ClO₂的消毒效能作了一些研究和探討。試驗研究表明，ClO₂作為管道直接飲用水的消毒劑是可行的；在滿足管道純凈水安全消毒的前提下，ClO₂溶液投加量為0.3 mg/L時，口感反應可以接受率接近90%。
　　關鍵詞：分質供水；二氧化氯；消毒
　　中圖分類號：TU991.25
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2000)05-0057-02

　　國內對于純凈水的末端消毒，目前常采用的方法有：臭氧和紫外線消毒法。這兩種消毒方法都具有消毒速度快、廣譜殺滅細菌和微生物的優點，但又都存在持續消毒能力很弱(或基本無持續消毒能力)和水質易受到二次污染的缺點。因此，這兩種消毒方法對于瓶裝純凈水的生產是比較適宜的，而對于供水管網分布范圍較廣的生活小區內的管道分質供水系統，存在著水質可能遭受二次污染的不安全因素。

1　消毒劑選擇

　　為了確保管道純凈水系統微生物指標的安全，在試驗中引入了安全消毒概念，即在不引入或導致其他污染物——如消毒副產物(DBPs)等進入供水系統的前提下，采用具有持續殺菌能力的消毒劑。一般，管道純凈水凈水站均設在生活小區內，從運行安全性方面考慮，排除了采用氯氣消毒方法。

2　持續消毒能力試驗

　　據資料報道，幾種常用于飲用水的消毒劑，根據消毒劑生物學殺滅能力、穩定性、持續能力和THMs生成勢的高低，可排序如下：
　　①　按生物學殺滅能力排序：O₃＞ClO₂＞Cl₂＞NH₂Cl；
　　②　按消毒劑穩定性和持續能力排序：NH₂Cl＞ClO₂＞Cl₂＞O₃；
　　③　按THMs和總有機鹵生成勢的高低排序：O₃≈ClO₂＜NH₂Cl＜Cl₂。

3　二氧化氯的性能

　　二氧化氯在常溫下為帶有淺綠色的黃色有毒氣體，其味道比氯更大。遇電火花、陽光直射或加熱至60 ℃以上時，極易發生爆炸。二氧化氯易溶于水，在水中的溶解度：25 ℃時為81.06 mg/L，40 ℃時為51.4 mg/L。二氧化氯水溶液在暗處和pH中性下可穩定保存。
　　二氧化氯與微生物接觸時，對細胞壁有很強的吸附與穿透能力，能有效地氧化細胞內含硫基的酶，使微生物蛋白質中的氨基酸氧化分解，導致氨基酸鏈斷裂、蛋白質失去功能，致使微生物死亡。它的作用既不是蛋白質變性，也不是氯化作用，而是很強的氧化作用的結果。
　　二氧化氯在較廣的pH范圍內(6～10)殺菌性能保持不變，二氧化氯與水中雜質的反應速度比氯快。二氧化氯的強氧化性決定了它的高殺菌能力，二氧化氯能殺死細菌、芽孢、藻類，并能有效地消滅大腸桿菌、脊髓灰質炎病毒、軍團病毒等。在投加量相同的情況下，ClO₂的消毒作用比Cl₂大得多，而在出水中的殘留濃度卻較低。美國的飲用水標準中所列的CT準數(消毒劑濃度與接觸時間的乘積)，在對地表水進行消毒處理以使99.9%的梨形蟲失去活性的過程中，當pH＝6～9時，氯為120～270，二氧化氯為54，臭氧為3。

4　二氧化氯持續消毒能力試驗

　　表1為二氧化氯水溶液持續消毒能力的試驗結果。

表1　穩定性ClO₂持續消毒能力試驗結果 ClO₂投量
(mg/L) 0 h 48 h 56 h 72 h 80 h 96 h 104 h 空白(嘉源
成品水) 0 不可
計數 不可
計數 不可
計數 不可
計數 不可
計數 不可
計數 0.2 0 不可
計數 不可
計數 不可
計數 不可
計數 不可
計數 不可
計數 0.3 0 0 4 0 0 11 不可
計數 0.4 0 0 4 0 0 10 0 0.5 0 0 0 1 0 9 0 1.0 0 0 0 0 0 0 0 　注　表中數據除標注外，其余為細菌總數，單位為：個/mL。

　　從表1可以看到，當二氧化氯溶液的投加濃度為0.3～0.5 mg/L時，室溫條件下敞口容器中的水樣在靜置4 d(96 h)內，水樣細菌總數指標滿足企業標準：在104 h時，只有濃度為0.3 mg/L的水樣細菌總數超標(不可計數)，其余的水樣細菌總數試驗結果均＜10個/mL，仍可達到企業生產標準。所以，可認為當二氧化氯投加濃度在0.3～0.5 mg/L時，暴露空氣時間在4 d以內時，完全可以滿足抑制水中細菌生長的要求。
　　通過上述試驗結果和理論分析表明，二氧化氯消毒劑無論在穩定性和持續消毒能力上以及在不引入消毒副產物(DBPs)等方面，均能夠滿足預期的分質供水管網安全消毒要求，對于管道純凈水，ClO₂投量為0.3～0.5 mg/L是有效可行的。由于二氧化氯具有很高的殺菌性和穩定性，低劑量的二氧化氯便可達到使用效果，而且抑菌作用時間很長，完全可以用于抑制配水管網中的生物活性，這一點對于長距離的配水系統使用二氧化氯是非常重要的。

5　消毒方式與口感關系的探討

　　目前，還未見有關純凈水水質口感的研究報道，并且行業內也沒有一個量化標準。為了能夠比較客觀地評價純凈水經過消毒劑處理后，對水質口感所產生的影響，特編制了抽樣調查表(如表2)。將不同水質的水樣混在一起統一編號，為簡化分析研究，將口感評價劃分為三類檔次，即口感好、口感一般和口感差三類。在人群樣本選擇上，采取了中、青年人群占主體，適當讓一些少年兒童參加，以增加抽樣調查結果的真實性。

表2　各種水質口感調查結果 樣品編號 樣品來源 　　　　　　　　　　　　　　　口感評價 1 超濾水 　a:口感好(33%)　　b:口感一般(58%)　　c:口感差(有異味)(9%) 2 超濾水+0.2 mg/L ClO₂ 　a:口感好(33%)　　b:口感一般(56%)　　c:口感差(有異味)(11%) 3 超濾水+0.3 mg/L ClO₂ 　a:口感好(24%)　　b:口感一般(67%)　　c:口感差(有異味)(9%) 4 超濾水+0.4 mg/L ClO₂ 　a:口感好(29%)　　b:口感一般(67%)　　c:口感差(有異味)(4%) 5 超濾水+0.5 mg/L ClO₂ 　a:口感好(29%)　　b:口感一般(60%)　　c:口感差(有異味)(11%) 6 市售瓶裝水-A 　a:口感好(46%)　　b:口感一般(38%)　　c:口感差(有異味)(16%) 7 市售瓶裝水-B 　a:口感好(40%)　　b:口感一般(36%)　　c:口感差(有異味)(24%) 8 市售瓶裝水-C 　a:口感好(37%)　　b:口感一般(36%)　　c:口感差(有異味)(27%) 　注　①超濾水：是指純凈水生產工藝中未加任何消毒劑時的出水；
　　　②市售瓶裝水：是深圳市內最常見的瓶裝純凈水。

6　結語

　　①　理論分析和試驗結果表明，二氧化氯無論在消毒劑穩定性和消毒持續能力以及在不引入消毒副產物(DBPs)等方面，均能滿足安全消毒劑要求。
　　②　對于管道純凈水，ClO₂投量為0.3～0.5 mg/L是有效可行的。由于低劑量的二氧化氯便可達到使用效果，而且抑菌作用時間很長，完全可以用于管道純凈水配水管網的安全消毒。
　　③　由于本試驗是在靜態條件下、并以穩定性二氧化氯為消毒劑得出的試驗結果，在將本試驗結果應用于管道純凈水生產實踐時，還需考慮如下幾點影響因素：水力條件差異、微生物環境差異、消毒劑來源的差異等影響。

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收稿日期：1999-11-27