浑浊度和耗氧量对饮用水消毒剂的影响分析

2020-11-24 842 上传者：管理员

摘要：为研究浑浊度和耗氧量对饮用水消毒剂的影响，文章对不同浑浊度和耗氧量的水质，分别使用次氯酸钠和二氧化氯消毒，以菌落总数和总大肠菌群检测结果响应消毒效果，并测定氯酸盐和亚氯酸盐含量。结果表明，浑浊度和耗氧量明显影响消毒剂消毒效果；次氯酸钠不易因浑浊度和耗氧量的变化而产生亚氯酸盐和氯酸盐，浑浊度和耗氧量变化较大或者含量较高时，选用次氯酸钠消毒方式较好；浑浊度<0.6NTU,耗氧量<1.0mg/L时，有利于次氯酸钠消毒作用。

关键词：
二氧化氯
次氯酸钠
浑浊度
消毒
耗氧量
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饮用水消毒是水处理环节中必不可少的，消毒不仅可以直接杀灭水中病原微生物，还可以抑制水中病原微生物的生长和氧化某些有机物。未根据水质特点选取消毒方式，消毒剂投加不规范，设备未按要求维护等问题在农村水厂运行管理中较常见[1]。目前关于饮用水消毒工艺和消毒副产物的研究较多[2,3,4,5]，而对于消毒效果影响因素的研究较少[6,7]，根据水质的特征指导消毒剂选择和投加的研究更少。

某省农村水厂消毒大多采用次氯酸钠和二氧化氯，综合考虑不同浑浊度和耗氧量下不同消毒剂产生的（亚）氯酸盐浓度和抑制微生物效果，选取合适的消毒剂。根据滤池出水的浑浊度和耗氧量，指导水厂消毒剂的投加量，以满足消毒效果和出厂水的水质要求。

1、实验材料和方法

利用HACH2100Q型浑浊度仪测定水样浑浊度；耗氧量采用《生活饮用水标准检验方法有机物综合指标》（GB5750.7-2006）中酸性高锰酸钾滴定法；利用HACHHQ40d测定水的pH值；利用HACHDR1900型多参数水质分析仪测定余氯和二氧化氯；（亚）氯酸盐采用离子色谱法（万通883离子色谱仪，色谱柱：MetrosepASupp4-250/2.0，流动相：碳酸钠-重碳酸钠3.2mmol/L-1.0mmol/L，流动相流速0.62mL/min，进样体积100μL,再生液：0.1mol/L硫酸）；菌落总数和总大肠菌群采用《生活饮用水标准检验方法微生物指标》（GB5750.12-2006）中方法，其中总大肠菌群采用酶底物法。

用无菌袋取2组水样，编号A和B,A组水样浑浊度4.60NTU,耗氧量8.2mg/L,B组水样浑浊度18.10NTU,耗氧量2.3mg/L。利用灭菌的超纯水逐次稀释两组水样后分组见表1。每组取500mL水样，分别投加浓度为15g/L的成品次氯酸钠溶液1mL,浓度为4g/L的二氧化氯溶液1mL,接触时间均为30min。

2、结果与讨论

2.1次氯酸钠消毒

测定次氯酸钠中氯酸盐背景值为0.03mg/L；亚氯酸盐背景值为0.03mg/L，见图1。扣除背景值后（亚）氯酸盐及余氯，菌落总数，总大肠菌群检测结果见表2。

次氯酸钠本身含有氯酸盐和亚氯酸盐[8]，与水接触30min后，水中余氯含量随浑浊度和耗氧量的增大而减小，受浑浊度大小影响较明显；不同浑浊度和耗氧量时，氯酸盐和亚氯酸盐浓度较小，但氯酸盐浓度明显高于亚氯酸盐浓度，且易随浑浊度和耗氧量的改变而改变。

保证一定浓度的消毒剂余量，能够有效抑制微生物生长；浑浊度和耗氧量较高时，能够明显降低消毒剂杀灭微生物的能力；浑浊度为0.6NTU,耗氧量为1.0mg/L时，余氯，氯酸盐和亚氯酸盐指标浓度保证水质较好，且抑制微生物效果明显。

图1次氯酸钠中氯酸盐和亚氯酸盐含量

2.2二氧化氯消毒

测定二氧化氯中氯酸盐背景值未检出（<0.05）；亚氯酸盐背景值未检出（<0.0024），见图2。扣除背景值后（亚）氯酸盐及二氧化氯，菌落总数，总大肠菌群检测结果见表3。

二氧化氯消毒剂本身未检测出氯酸盐和亚氯酸盐，与水接触30min后，水中二氧化氯含量随浑浊度和耗氧量的增大而减小，但受耗氧量浓度影响较明显，这是由于二氧化氯氧化性较强，易与水中还原性物质发生反应；不同浑浊度和耗氧量时，亚氯酸盐浓度明显高于氯酸盐浓度，且易随浑浊度和耗氧量大小的改变而改变。

保证一定浓度的消毒剂余量，能够有效抑制微生物生长；低浑浊度和耗氧量时，二氧化氯杀灭微生物的效果较好。

表1实验样品分组表

表2次氯酸钠消毒时各参数检测结果

表3二氧化氯消毒时各参数检测结果

3、结论

浑浊度和耗氧量是饮用水消毒剂的影响因素，浑浊度对次氯酸钠的消毒效果影响较大，耗氧量对二氧化氯的消毒效果影响较大。水中较高浓度的次氯酸钠和二氧化氯杀灭或抑制微生物效果较明显，故饮用水中需保证一定浓度的消毒剂余量。

次氯酸钠易因温度、储存产生氯酸盐和亚氯酸盐，但水中浑浊度和耗氧量超过一定值时，采用二氧化氯消毒会产生较多的氯酸盐和亚氯酸盐，且降低二氧化氯对微生物的抑制作用。综合考虑消毒效果，消毒剂余量和（亚）氯酸盐浓度，选用次氯酸钠消毒较好。较低的出厂水浑浊度和耗氧量，有利于次氯酸钠的消毒效果。

图2二氧化氯中氯酸盐和亚氯酸盐含量

参考文献：

[1]毛德发,田金霞.北京市村镇供水消毒现状分析与对策[J].北京水务,2016(5):29-32.

[2]许强,陆清.农村饮水安全工程水体消毒方案探析[J].安徽农业科学,2013,(14):6445-6446,6465.

[3]常洋洋,陈庆欣,李宁,等.饮用水消毒技术发展趋势的文献计量学分析[J].环境科学学报.2016,36(2):413-419.

[4]赵玉丽,李杏放.化学特征与毒性[J].环境化学.2011,30(1):20-33.

[5]沈小星,方土,王薇.饮用水消毒副产物的危害及控制工艺[J].水资源保护.2005,21(4):30-33.

[6]陈媛,伍立志,徐沛维,等.浙江省农村饮用水消毒效果及影响因素研究[J].预防医学.2019,31(10):992-997.

[7]张征.饮用水臭氧消毒效果的影响因素[J].环境与健康杂志.2008,25(5):429-430.

[8]俞蕴芳,曹荥玉,张泾凯,等.次氯酸钠消毒对饮用水中氯酸盐的影响[J].中国给水排水.2016,32(17):138-144.

丰顺,袁少伟,钱凡.浑浊度和耗氧量对饮用水消毒的协调关系研究[J].安徽建筑,2020,27(11):97+159.

基金:农村饮水工程消毒剂衰减及其副产物转化因素研究与应用(安徽省重点研究和开发计划面上公关项目,编号:201904a06020052).

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期刊名称：分析化学

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