自来水消毒工艺：控制消毒副产物生成的关键

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自来水消毒工艺：控制消毒副产物生成的关键

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自来水消毒是保障饮用水安全的关键环节，但消毒过程中可能产生的副产物对人体健康存在潜在风险。本文将深入探讨如何在确保消毒效果的同时，控制或减少这些副产物的生成。

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一、常见的消毒工艺及产生的副产物

1、氯化消毒

氯化消毒包括液氯、次氯酸钠等，是应用最广泛的自来水消毒方法。它具有杀菌效果好、成本低、操作简单等优点。但当氯与水中的有机物（如腐殖酸、富里酸等天然有机物）反应时，会产生一系列消毒副产物，其中比较常见的是三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）。这些物质被认为具有一定的致癌性和致突变性。

2、二氧化氯消毒

二氧化氯是一种强氧化剂，消毒能力强于氯。其消毒过程中产生的消毒副产物相对较少，但如果二氧化氯投加量控制不当或者在特定的水质条件下，可能会产生亚氯酸盐和氯酸盐等副产物。亚氯酸盐会影响人体的血液输氧功能，而氯酸盐具有一定的毒性。

3、臭氧消毒

臭氧消毒具有杀菌速度快、消毒效果彻底等优点。然而，臭氧与水中的溴离子反应会生成溴酸盐，溴酸盐已被国际癌症研究机构列为2B类致癌物。

二、控制或减少消毒副产物生成的方法

1、优化消毒前的处理工艺

01、强化混凝沉淀

在消毒前对原水进行混凝沉淀处理，可以去除水中的大部分有机物和悬浮物。通过选择合适的混凝剂（如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等），优化混凝剂的投加量、搅拌速度和反应时间等参数，能够有效地降低水中有机物的含量，从而减少消毒时消毒副产物的生成量。

例如，一些自来水厂在原水有机物含量较高时，通过增加混凝剂的投加量，并延长反应时间，使水中的腐殖酸、富里酸等有机物形成较大的絮体沉淀下来，大大减少了后续消毒过程中消毒副产物的生成 “原料”。

02、活性炭吸附

活性炭具有发达的孔隙结构，对水中的有机物有很强的吸附能力。在消毒前设置活性炭吸附单元，可以进一步去除水中的有机物，尤其是那些难以通过混凝沉淀去除的小分子有机物。这对于减少消毒副产物的生成具有显著的效果。

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2、优化消毒工艺参数

01、精确控制消毒剂投加量

无论是氯、次氯酸钠、二氧化氯还是臭氧，投加量的精确控制都是至关重要的。过少的投加量无法达到消毒的目的，而过多的投加量则会导致消毒副产物的大量生成。

自来水厂可以安装先进的消毒剂投加设备，如自动投加系统，并结合水质在线监测系统，实时监测水中的微生物含量、有机物含量等指标，根据这些指标自动调整消毒剂的投加量。

02、选择合适的消毒组合工艺

采用多种消毒方法组合的工艺，可以在保证消毒效果的同时，减少消毒副产物的生成。例如，先采用臭氧进行预消毒，臭氧可以快速分解水中的有机物，降低其后续与氯反应生成消毒副产物的可能性；然后再采用少量的氯进行二次消毒，以保证在管网输送过程中的持续杀菌能力。这种组合工艺能够有效地减少三卤甲烷等消毒副产物的生成量。

3、加强对原水水质的保护

01、水源地保护

水源地是自来水厂的“源头活水”，保护水源地的水质对于减少消毒副产物的生成具有根本性的意义。这包括防止工业废水、生活污水的非法排放，控制农业面源污染（如农药、化肥的使用）等。

例如，通过建立水源地保护区，加强对保护区内的环境监管，禁止在保护区内新建污染企业，对已有的污染企业进行搬迁或整改。同时，推广生态农业，减少农药和化肥的使用量，降低水源地水中有机物的含量。

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