陈国光1朱慧峰2钱静汝1
(1上海市供水调度监测中心;
2上海市供水管理处)
1饮用水消毒技术
1.1氯消毒
长期以来氯一直是世界各国广泛采用的消毒剂。年英国伦敦水厂首次在供水系统中采用连续加氯消毒，年美国芝加哥水厂首次使用次氯酸钠作为常规消毒剂，年预氯工艺被引进美国，作为助凝剂和消毒剂。氯作为消毒剂应用至今已有一百多年历史。
1.2臭氧消毒
~年法国NICE市建造首次采用臭氧连续消毒的BonVoyage水厂，美国~年建造费城首座臭氧水处理厂，~年俄国彼得堡有一座m3/d臭氧消毒水厂在运行，英国年建造了~m3/d的臭氧水处理装置。
1.3二氧化氯消毒
年二氧化氯在尼亚加拉水厂得到应用，从20世纪50年代开始二氧化氯逐渐在饮用水消毒领域得到应用，年二氧化氯被广泛接受为饮用水消毒剂。
1.4紫外线消毒
紫外线在控制病原菌方面具有显著效果，因而紫外线消毒在净水处理中得到应用。~年设计的紫外线消毒设备在法国马赛水厂试验性应用，至今欧洲采用紫外线杀菌的饮用水处理厂已有上千家。
臭氧和紫外不可持续杀菌，一般在水厂作为氧化剂或生产过程杀菌，而氯、二氧化氯不易降解和衰变，供水厂用其作为消毒剂，并使出厂水保持一定余氯或二氧化氯，在管网水中能保持杀菌，使微生物指标合格，确保供水安全。
2消毒效果
按照消毒效果和氧化能力大致可排列为：臭氧、二氧化氯、自由氯、氯胺（O3≥Cl2＞HOCl＞OCl-＞NHCl＞NH2Cl）。为保证能去除99.99%的病毒、细菌，英国和世界卫生组织规定，自由氯0.5mg/L，接触30min，CT值为15min·mg/L。我国《生活饮用水卫生标准》规定，自由氯浓度最低0.3mg/L，消毒接触时间大于30min，最低CT值为9min·mg/L，化合氯消毒浓度大于0.5mg/L，消毒接触时间大于min，CT值为60min·mg/L。上海市供水自由氯消毒夏天沉淀池出口余氯最低0.3mg/L，沉淀池接触90min，因为有些水厂水库接触时间很短，主要靠预氯化，CT值为27min·mg/L。化合氯消毒沉淀池出口余氯1.0mg/L,沉淀池接触90min，CT值为90min·mg/L。化合氯、自由氯消毒的CT值均能满足国标要求。上海市中心城区有13家水厂，有35根主要出厂水管，菌落总数、总大肠菌群每4h测1个水样，每年有约7个水样，上海中心城区管网水有个采样点，每月2次，每年大约有多个水样，近三年细菌、大肠菌群合格率见表1。
因而在确保微生物指标合格的情况下，应尽可能降低出厂水余氯，控制消毒副产物。
制水工艺中，90%以上的细菌、病毒在水厂混凝、沉淀、过滤过程中去除，因而水处理得越清消毒越容易。年、年上海市中心城区出厂水平均浊度分别为0.07NTU、0.06NTU,管网水平均浊度0.14NTU，微生物指标合格率为%。
3消毒副产物列入各国饮用水标准
年以“饮水加氯处理是否会引起癌症”为题，在美国开展了热烈的争论，美国华盛顿环境保护基金会Harris于年连续发表文章，指出新奥尔良市的自来水中检出可疑的致癌物，引起了各国重视，以后的饮水标准，包括美国、世界卫生组织、欧盟及中国的饮水标准均把消毒副产物列入其中。目前消毒引起的消毒副产物已有几百种，我们重点研究国标中的几种消毒副产物。
在确保微生物指标合格的情况下，如何减少和控制消毒副产物是我们需要研究的内容，以下介绍上海市不同水源、不同季节、不同工艺消毒副产物控制的研究。
4采用游离氯、化合氯消毒生成副产物的研究
4.1黄浦江水源消毒副产物生成情况（见表2）
（1）在耗氧量、TOC较高的情况下，采用游离氯消毒，消毒副产物三卤甲烷总量超标严重，无论是采用预氯化还是采用后加氯消毒，只要是采用游离氯消毒，三卤甲烷都超标严重。
（2）耗氧量和TOC较高的水源，采用化合氯消毒，三卤甲烷总量不会超标，如水源中氨氮较低，可以加氨至0.3~0.4mg/L，氨氮在0.3~0.4mg/L，化合氯投加量可以达到1.5mg/L左右。
（3）采用游离氯或化合氯消毒，只要满足CT值要求，微生物指标均能符合要求。
4.2长江水源耗氧量相对较低可采用游离氯消毒
表3中的消毒副产物生成情况是某水厂生产性数据。
（1）原水耗氧量较低时，可以采用游离氯消毒，从检测数据看，采用游离氯消毒时三卤甲烷总量比化合氯消毒高很多，但三卤甲烷总量没有超标。
（2）夏天气温水温高时，适当控制沉淀池出口游离氯浓度（一般游离氯浓度控制在0.3mg/L左右），加氨然后再加氯至出厂需要的余氯浓度，三卤甲烷总量可以控制在05以下。
（3）不同水源选择不同的消毒方式很重要，一般耗氧量、TOC在2mg/L以下可以采用游离氯消毒。游离氯、化合氯消毒各有优缺点，在符合水质要求的前提下，根据需要选择消毒方式。
5同一个水源不同温度生成的消毒副产物量不同
使用青草沙水源，原水耗氧量约2.0mg/L，沉淀池出口游离氯浓度控制在0.8mg/L左右，出厂前加氨0.3mg/L左右，再加氯，出厂余氯控制在1.0mg/L左右。随着水温升高，三卤甲烷生成量会随之增加（见表4）。
从表4数据分析，随着温度升高，三卤甲烷总量升高很快，主要是反应速度加快，这也符合反应动力学原理。如果不控制沉淀池游离氯浓度，三卤甲烷总量很有可能超标。
6控制游离氯浓度是控制消毒副产物三卤甲烷的有效措施
一般原水耗氧量在2.0mg/L可以用游离氯消毒，但夏天水温升高，游离氯浓度控制不好三卤甲烷总量同样会超标，因而不同季节控制沉淀池出口游离氯浓度很重要。冬春季节沉淀池出口游离氯浓度一般控制在0.8mg/L较合理，夏天沉淀池出口游离氯浓度控制在0.2~0.3mg/L较合理，出厂前加氨0.3mg/L，再加氯1.0mg/L左右。
根据表5数据分析，随着气温、水温的升高，降低沉淀池出口游离氯浓度，消毒副产物三卤甲烷总量可以控制在国标限值1/2以下，夏天沉淀池出口游离氯浓度宜控制在0.2~0.3mg/L。
7游离氯消毒以化合氯形式出厂管网末梢水氯仿基本不变
从表6数据分析，以化合氯形式出厂，到管网末梢水中氯仿增加很少，基本没什么变化，均在控制范围内。
从表7可见，深度处理后氯仿要比常规处理工艺降低50%左右。
从表8中数据分析，深度处理工艺比常规处理工艺三卤甲烷明显减少，三个月中三卤甲烷总量平均低68.86%。这主要是由于经过深度处理后小分子质量有机物明显减少，使生成三卤甲烷的可能性大大降低，减少水源中微量有机物是降低消毒副产物三卤甲烷生成的主要原因，当然采用不同消毒方式控制游离氯浓度也可大大降低三卤甲烷的生成。
