四大水處理技術(shù)對(duì)比及UV LED技術(shù)的優(yōu)勢(shì)分析

　　 飲用水安全是國(guó)家公共衛(wèi)生安全體系的重要組成部分，與人民身體健康和社會(huì)穩(wěn)定氣息相關(guān)。2006年我國(guó)頒布了生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006），與1985年的舊標(biāo)準(zhǔn)相比，水質(zhì)指標(biāo)由35項(xiàng)增加至106項(xiàng)，特別是微生物指標(biāo)由2項(xiàng)增至6項(xiàng)（總大腸菌群、耐熱大腸菌群、大腸埃希菌、菌落總數(shù)、賈第鞭毛蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)等微生物）。

　　目前常用的消毒方法包括：氯氣、二氧化氯、臭氧、超聲波等，但均存在或多或少的弊端；因此，如何滿足新的生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化供水工藝、加快技術(shù)革新也是眾多供水企業(yè)所面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

　　1、常規(guī)消毒工藝及不足

　　目前常用的消毒方法包括：氯氣、二氧化氯、臭氧、紫外線（Ultraviolet，UV）和光催化劑等。

　　1.1 氯消毒

　　氯氣（Cl2）消毒是一種歷史悠久的消毒技術(shù)，雖然近年來(lái)涌現(xiàn)了多種新興技術(shù)，但加氯消毒仍然在水廠廣泛使用，且Cl2滅活致病性原生動(dòng)物的探究也報(bào)道較早。

　　雖然Cl2對(duì)水中細(xì)菌、病毒等微生物有較好的殺滅作用，但對(duì)水中隱孢子蟲(chóng)和賈第蟲(chóng)的消毒效果不佳（CT值必須高達(dá)7200mg·min/L以上，才能獲得較好的滅活效果，但同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物濃度高的弊端）。另外，Cl2在飲用水消毒過(guò)程中存在著諸多安全隱患和健康風(fēng)險(xiǎn)，比如Cl2極易和水中的微量有機(jī)物反應(yīng)，產(chǎn)生三氯甲烷、鹵乙酸、四氯化碳等致癌物質(zhì)。因此，Cl2滅活水中隱孢子蟲(chóng)和賈第蟲(chóng)等致病性寄生蟲(chóng)的研究逐漸淡出人們的視野。

　　1.2 二氧化氯消毒

　　二氧化氯（ClO2）具有：水中難分解、在較寬的pH值范圍消毒效果穩(wěn)定，且消毒效果遠(yuǎn)優(yōu)于加氯消毒等優(yōu)勢(shì)；因此，近年來(lái)越來(lái)越多的國(guó)家和地區(qū)逐漸認(rèn)識(shí)、接受并實(shí)際使用ClO2消毒技術(shù)。Ruffell等人利用動(dòng)物感染和試管脫囊技術(shù)評(píng)價(jià)了ClO2對(duì)隱孢子蟲(chóng)卵囊的Iowa變種的滅活效果，結(jié)果顯示，在pH值為8.0，要達(dá)到99%的滅活率。

　　1.3 臭氧消毒

　　臭氧作為一種新型消毒劑，已經(jīng)在水處理領(lǐng)域中開(kāi)始被廣泛使用。高級(jí)氧化過(guò)程能夠產(chǎn)生大量的高活性羥基自由基，能夠?qū)⒂袡C(jī)物氧化或碳化為水、二氧化碳和無(wú)機(jī)酸；除此之外，臭氧對(duì)水中的微生物（細(xì)菌、病毒和原生動(dòng)物等）也有極好的消毒效果。

　　冉治霖等利用熒光活體染色法研究了臭氧滅活水中隱孢子蟲(chóng)和賈第蟲(chóng)的滅活效能，并對(duì)機(jī)理進(jìn)行了探討，pH值為中性條件，投加初始濃度為3.0mg/L的臭氧，反應(yīng)時(shí)間7min，滅活率可達(dá)到99.9%；究其原因可能是高級(jí)氧化產(chǎn)生的羥基自由基可破壞的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、引起細(xì)胞膜通透性畸變、裂解，致使細(xì)胞器外泄，引起細(xì)胞凋亡。

　　Facile報(bào)道了pH值6-8 范圍內(nèi)、CT值為11.8-12.4（mg·min）/L之間，水中致病性寄生蟲(chóng)的滅活率可達(dá)到99%。雖然臭氧技術(shù)對(duì)去除水中難降解有機(jī)物和致病性微生物非常有效，但運(yùn)行成本昂貴，且其本身特有的高自降解性，也決定了其無(wú)法成為水廠消毒的主流工藝。

　　1.4 超聲消毒

　　李紹峰等在（頻率19.8kHz，超聲功率151W，溫度為20℃）范圍內(nèi)，對(duì)水中隱孢子蟲(chóng)的滅活效果和機(jī)理進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)濁度的影響較大，1.13NTU時(shí)滅活率可達(dá)94.7%；而空化作用產(chǎn)生的機(jī)械剪切力可破壞細(xì)胞膜，引起細(xì)胞質(zhì)外流，達(dá)到滅活效果。

　　冉治霖等探討了有機(jī)物、無(wú)機(jī)離子濃度等因素對(duì)超聲滅活賈第蟲(chóng)的影響，也證實(shí)了濁度為影響超聲滅活效果的主要因素。雖然超聲消毒具有其高效、無(wú)消毒副產(chǎn)物二次污染等優(yōu)勢(shì)，但同樣高耗能、成本高，無(wú)法大規(guī)模使用。