饮水安全 2016.19中国水利 农村供水工程消毒技术选择 与应用要点分析 贾燕南2，胡孟1²，部晓梅12，李晓琴1 董长娟1.2 （1.中国水利水电科学研究院水利研究所，100048，北京；2国家节水灌溉工程技术研究中心（北京），100048，北京） 摘要：介绍了氯及氯的化合物、二氧化氯、紫外线、臭氧4种适宜农村供水的消毒技术适用条件及设备应用形 式，结合对国内外饮用水消毒技术发展趋势的分析，总结了4种消毒技术在农村供水工程应用中存在的主要问 题，并从消毒前水处理，调节构筑物设计及维护，消毒剂的投加点、投加量与消毒间要求，消毒设备运行管理和相 关水质指标检测等方面提出了农村供水消毒技术及设备的应用要点.
关键词：农村供水：消毒技术；选择：应用 Seletion and application of disinfetion technology for rural water supply projects/Jia Yannan Hu Meng Wu Xiaomei Li Xiaoqin Dong Changjuan Abstraet: Applicable conditions and equipment aplication fomms of four kinds of appropriate disinfection technologies wee briefl inded inclding chline and chlrie pds hlrine diide ulravilet radiati and oe. By analyzing the growing trend of drinking water disinfection technologies at home and abrad the major application problems of the aoe four disinfetion techologies existed in the ral water supply pjeets were deeply analyd. Finally the main application points of the nural drinking water supply disinfection technologies and devices were summarized for water treatment before disinfection design and maintenance of the regulating structures dosage point and amut of the disinfectat disinfeetion mm requiments peration of the disinfection devices and testing f the related water quality indicators. Key words: rural water supply; disinfection technology; seletion; application 中图分类号：S27TU991 文献标识码：B 文章编号：1000-1123(2016)19005304 自2000年实施农村饮水解困、类疾病与50%的儿童死亡率与饮用通过消毒技术的正确选择及应 以来，我国大力发展农村规模化集中质准则》中明确提出：无论在发展中全性.
《生活饮用水卫生标准）（CB 供水，截至2015年，共解决了5.2亿国家还是发达国家，与饮用水有关的5749）、《室外给水设计规范）（GB 农村居民和4700多万农村学校师生安全问题中，微生物问题仍列于首50013）和《村镇供水工程设计规范》 的饮水安全问题，总体来看，农村供位.
在我国农村，由于水体污染影响（SL687）都对生活饮用水必须消毒做 水状况得到显著改善，工程建设管理和水源保护工作不到位，微生物污出了强制性规定.
水平不断提高，但由于我国国情、水染是饮用水水源污染的主要类型， 目前农村供水工程的水源小而 情及区域差异性，现阶段农村供水工是造成农村供水工程水质达标率不分散，水源地保护不力，水源污染源 程的水质状况仍有不小的提升空间.
高的首要原因.
受病原微生物污染头多，仅靠现有的水处理手段难以保 一、农村供水工程消毒的 的水体中含有大量的致病菌、病毒障用户末椭的饮用水微生物安全.
通 必要性 等，可引起伤寒、疾、霍乱、脊髓灰过消毒，一是可以有效杀灭水源水中 质炎、甲肝和腹泻等疾病，严重者甚的微生物，保证出厂水的微生物安 据世界卫生组织调查，80%的人 至可数死亡.
全：二是可以保留部分消毒剂余量， 收辖日期：201606-23 作者简介：贾蒸南，高级工程师.
基金项目：中国水科院科研专项（HY0145B152015)：青海科技成果转化专项*农村牧区供水关键技术集成与示范“（2016-NK-132）.
53水 ?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. .cnki.net
饮水安全 CHINA WATER RESOURCES 2016.19 在出厂后的输配水管道、容器中起到 化氯一种消毒剂.
复合型发生器一般 三、饮用水消毒技术发展 防御微生物污染的作用.
采用氯酸钠盐酸法，而高纯型发生 趋势及农村供水消毒存在的 二、适宜农村供水的主要 器则分为二元法高纯型发生器和三 元法高纯型发生器.
二元法高纯型发 主要问题 消毒技术及设备 生器制取工艺有两种：盐酸亚氯酸 1国内外饮用水消毒技术的发 1.氯及氯的化合物消毒及其应 钠法、氯亚氯酸钠法，前者在国内供 展趋势 用形式 水工程中应用实例较多，后者由于原 氯消毒是使用历史最长、应用范 氯及氯的化合物消毒包括次氯 料中仍需用到液氯，因此在国内较少 围最广的消毒技术，积累了丰富的实 酸钠、液氯、漂白粉、漂粉精及次氯酸 有应用实例.
二元法高纯型发生器 践经验，但过去数十年间，人们发现 钙等，它们溶解进入水体后的有效 的制取工艺包括亚氯酸钠次氯酸 氯消毒不能实现对贾第鞭毛虫、隐孢 消毒成分均为次氯酸，因此消毒机 钠盐酸法、氯酸钠硫酸双氧水 子虫的良好控制，并逐渐重视氯消毒 理也相同.
该种消毒技术适用于原 法、氯酸钠硫酸蔗糖法及氯酸钠 引起的卤代消毒副产物问题，因而一 水pH值不高于8.0、水质较好、未受 硫酸尿素法等多种不同反应原理 些替代消毒剂和组合消毒技术逐渐被 污染的水源水.
其中次氯酸钠、液氯 的发生方法.
三元法高纯型发生器 开发并应用，此外，各种物理消毒法以 应用最多.
由于原料较复杂，在农村供水工程中 及新的化学消毒剂也不断被研制开 次氯酸钠消毒的应用形式为：商 应用也较少.
发.
二氧化氯消毒工艺成熟性比次氯 品次氯酸钠溶液配合其投加装置使 3.紫外线消毒及其应用形式 酸钠略差，但由于二氧化氯的强氧化 用，或采用现场电解食盐水发生制次 紫外线消毒利用200~280nm（尤 性，使其较适合用于污染水源的消毒， 氯酸钠溶液的次氯酸钠发生器.
液氯 其253.7nm）波段的紫外线光来杀菌， 高纯型化学法二氧化氯发生器产物中 的应用形式为：采用液氯钢瓶配合加 单独紫外线消毒仅适用于无清水池、 二氧化氯纯度高，发展趋势较好，臭氧 氯机使用，加氯机包括正压式加氯 管网较短的农村小型集中或分散供 的持续消毒效果、生产工艺成熟性及 机、转子加氯机、真空加氯机等形式.
水工程.
以地下水为水源时，需要浊 技术经济性不如氯，关于其消毒副产 漂白粉、漂粉精、次氯酸钙为不同形 度、色度、铁锰、硬度等水质指标较 物的控制方法还有待进一步深入研 态的固体制剂，其应用形式为：采用 好；以地表水为水源时，需先去除水 究，因此未来其发展应主要在水处理 手动或自动溶药装置将固体制剂溶 中的颖粒物和胶体.
领域而并非消毒领域.
对于无需持续 解后，通过投加装置投加进入水体.
在农村小型集中或分散供水中 消毒效果的小规模供水工程，紫外线 2.二氧化氯消毒及其应用形式 应用最多的紫外线消毒设备是过流 消毒是目前最为成熟的物理消毒方 二氧化氯消毒依靠的是分子态 压力式紫外线杀菌设备.
此外，在单 法，并且随着饮用水处理领域深度处 的二氧化氯.
二氧化氯消毒在以下情 户工程中还有间歇式紫外线杀菌设 理和管网安全输送技术的发展，紫外 况的农村中小型供水工程中可重点 备的应用.
线消毒的应用范围也将逐渐扩展.
考虑：①受有机物污染的地表水源； 4.臭氧消毒及其应用形式 尽管氯及氯的化合物消毒存在 ②藻类、真菌造成的含色、噢、味的水 臭氧消毒主要依赖臭氧进入水 如前所述的不足，但通过提高水质、 源：③pH值和氨氮含量较高的水源； 体后分解过程中生成的[0]和OH.
与 控制消毒剂投加量等措施可以使这 ④铁、锰含量较高的地下水源.
紫外线消毒相同，单独臭氧消毒仅适 些问题基本得到解决.
由于氯气使用 二氧化氯一般通过现场发生制 用于无清水泡、管网较短的农村小型 及运输安全性欠佳，使用液氯消毒的 得，根据其发生技术的不同包括化学 集中或分散供水工程，另外，需要注意 农村水厂在不断减少，人们对使用氯 法二氧化氯发生装置和电解法二氧 的是，水中漠化物含量在20μg/L以 的化合物消毒却表现出日益浓厚的 化氯发生装置，其中电解法二氧化氟 上时，可能会出现副产物澳酸盐超标 兴趣，尤其对于水源水质较好、不宜 发生器电耗、盐耗高，二氧化氯产率 的情况，建议预先进行臭氧投加试验.
购置药剂的偏远地区的供水工程，采 及纯度低，维护管理难，不建议农村 臭氧一般通过臭氧发生器现场 用食盐为原料的现场制备次氧酸钠 供水工程采用，化学法二氧化氯发生 发生制得，臭氧发生器主要包括以空 消毒技术具有独特优势.
装置根据终产物的不同可分为复合 气或纯氧为原料通过电晕放电产生 综合国内外发展情况，研究认 型二氧化氯发生器和高纯型二氧化 臭氧的电晕放电法臭氧发生器和以 为：在农村供水领域，液氯消毒应用 氯发生器.
前者的产物中既有二氧化 纯水为原料通过电解产生臭氧的电 将逐渐受限，次氯酸钠发生器虽然目 氯也有氯，而后者的产物中只有二氧 解纯水法臭氧发生器.
前在饮用水领域应用还不太多，但其 54 ?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. .cnki.net
饮水安全 2016.19中国水利 未来发展前景看好，尤其是现场发生混淆预氧化与消毒环节的加氯，事实保障；2未检测原水溴离子浓度并进 制次氯酸钠消毒应用范围会不断扩上，两者的投加点分别在混凝剂投加行臭氧投加试验即采用臭氧消毒，无 大：二氧化氯及紫外线消毒是非常有 之前和清水池前，投加量也不同：② 法保证消毒副产物溴酸盐在安全范 发展前途的消毒技术，特别是高纯型 次氯酸钠发生器所用原料错误，采用 围内：③无接触池或接触罐，无法保 二氧化氯发生器产物中二氧化氯纯 再生工业盐或加碘食盐而非精制食 证臭氧在水中充分溶解；④不配备检 度高，发展趋势较好：臭氧消毒应用 用盐，采用未经处理的水源水而非滤 测水中臭氧浓度的检测设备，无法监 范围可能会逐渐扩大，但在短期内可 后水：③没有清水池或清水港体积过 测出厂水和末梢水的臭氧余量是否 能主要局限在小型供水工程中：此 大，导致消毒剂与水的接触时间不足 达标：5未按设计规范控制臭氧尾气 外，新型消毒及组合消毒技术的应用 或停留时间过长，从而使出厂水消毒 排放.
领域也会不断扩展.
剂余量不足：4采用液氯消毒的工程 四、农村供水消毒技术及 2.农村供水工程消毒技术应用 没有漏氯吸收装置，存在安全隐患.
中存在的主要问题 （2）二氧化氯消毒应用中存在的 设备的应用要点 通过详组调研发现，在农村供水 主要问题 1.水处理效果 工程消毒技术及设备应用过程中普 ①二氧化氯发生器类型选择不 水处理效果达标是合格并安全 遍存在的共性问题包括以下6项.
当；2复合型二氧化氯反应器不加 消毒的前提，如出厂水浊度不达标， ①认识问题：部分行业主管部门 热，或加热温度不足，发生器产物中 很可能会出现消毒剂余量合格而微 和工程管理单位没有认识到供水消 二氧化氯比例低，反应未完全的原料 生物指标不合格的情况，因为微生物 毒的必要性，不配备或配备后不运行 一起被投加入饮用水中；③二氧化氯 会附着在颖粒物上，使消毒剂较难对 消毒设备：此外，部分农村居民不习 发生器原料输送采用滴定间而非计 微生物产生直接作用.
如水处理后铁 惯消毒后水的气味，导致供水工程消 量泵，无法保障稳定的原料配比： 锰不合格，采用二氧化氯消毒时，会 毒剂投加量不足，消毒效果不达标.
配制氯酸钠、盐酸溶液操作时存在错 出现出厂水色度超标的风险.
如水处 ②工程设计问题：消毒技术及设备选 误导致原料浓度不合理：二氧化氯 理后有机物含量过高，可能会出现消 型不合理，与供水规模不匹配：消毒 发生器所用两种原料与发生器置于 毒副产物超标的现象.
剂与水接触时间不合理；没有消毒 同一房间，未设隔离墙，存在安全隐 2.清水池设计及维护 间，无法保证消毒设备正常运行的环 患：供水工程水质检测时仅检测余 消毒剂与水在清水池中的接触 境条件.
③消毒设备采购问题：所采 氯，不检测二氧化氯，事实上采用高 时间不能过短也不能过长，应满足 购消毒设备产品质量不过关，技术参 纯法二氧化氯发生器消毒的水厂仅 《生活饮用水卫生标准》的相关规定， 数无法达到相关技术标准要求.
④消 检测二氧化氯即可，采用复合法二氧 同时一般应≤4h，以保证清水池出口 毒设备运行管理问题：消毒设备不运 化氯发生器消毒的水厂既要检测余 适宜的消毒剂浓度.
如清水池过大， 行，水厂人员不能正确操作、使用和 氯，也要检测二氧化氯 可进行分格改造或降低水位运行.
另 维护，消毒剂原料采胸渠道不畅等.
[3）紫外线消毒应用中存在的主 外，每年应至少清洗水池1次，以降 ③行业监管问题：主管部门对农村供 要问题 低清水池的消毒剂消耗量，尽可能减 水工程运行管理监督检查和技术培 ①供水管网较长时仍只采用震 少消毒剂投加量，从而控制消毒副产 训不足，没有建立供水安全责任、持 外线消毒，管网末梢微生物安全性无 物的生成.
证上岗等制度.
其他问题：水处理 法保障：②紫外线消毒设备安装位置 3.投加点 不达标，导致消毒剂被水中残留的还 错误，安装在清水池前而非清水池 消毒剂投加点应设置在水处理 原性物质消耗，或浊度不达标导致微 后，无法保障出厂水的微生物安全 后清水港前，紫外线消毒应设在清水 生物被掩蔽：缺少消毒效果检测手 性；③紫外线消毒设备型号选择不 池后.
当需要采用消毒剂氧化处理 段，不能及时发现问题等.
当，与处理水量不匹配；④紫外线消 时，可在滤前和滤后分别投加消毒 针对前文所述的4类适宜农村供水 毒设备未与供水水泵机组联动控制； 剂，不可只在滤前投加.
当管网较长、 的主要消毒技术及设备，分别归纳和分 末定期清洗石英套管 仅出厂水投加消毒剂、管网末梢消毒 析了其在具体应用中存在的主要问题.
[4）臭氧消毒应用中存在的主要 剂余量不达标时，可在加压泵站、调 （1）氯及氯的化合物消毒应用中 问题 节构筑物等部位补加消毒剂.
存在的主要问题 ①供水管网较长时仍只采用臭 4.投加量 ①一些采用地表水的供水工程 氧消毒，管网末梢微生物安全性无法 以水中杂质消耗的有效氯和灭 55水 ?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. .cnki.net
饮水安全 CHINA WATER RESOURCES 2016.19 活致病微生物需要的自由性余氯量 的最大用量计算，周转储备量应根据 纯型二氧化氯发生器消毒时，检测亚 计，应满足GB5749要求，并保证灭活 当地具体条件确定 氯酸盐：采用复合型二氧化氯发生器 致病微生物，不产生副产物，防止管网 ③每天检查消毒设备与管道的 消毒时，检测亚氯酸盐、氯酸盐和卤 二次污染，实际工程中应根据出厂水、 接口、阅门等渗漏情况，定期更换易 代消毒副产物；采用臭氧消毒时，检 末梢水消毒剂余量检测情况，不断调 损部件，每年进行必要的维护保养.
测漠酸盐和甲醛.
整并最终调试出适宜的投加量.
如设备要在一段时间内停止 在上述3种指标中，消毒剂余量 5.消毒间 运行，应按厂家说明书要求进行必要 的检测实现最为方便，建议集中供水 次氯酸钠、二氧化氧、臭氧消毒 的清洗养护.
工程根据消毒剂类型配备检测消毒 宜单独设置消毒间：次氯酸钠、二氧 7.消毒相关水质指标检测 剂余量的水质检测仪器.
化氯消毒应设置原料间，不同原料应 目前农村供水工程缺乏对消毒相 五、结语 单独存放.
消毒间和原料间应满足相 关水质指标的日常检测，包括消毒剂 应的通风（尾气吸收、位置）、非明火 余量、微生物指标和消毒副产物指标.
“十三五“期间，国家启动实施农 保温、冲洗水源、排水管道、照明和分 ①消毒剂余量的检测用于评价 村饮水安全巩固提升工程，充分认识 隔要求，应配备个人防护、抢救材料 消毒剂的投加量是否适宜.
采用氯及 消毒的必要性，选择适宜的消毒技术 及工具箱 氯的化合物消毒时，检测余氯：采用 及设备，规范消毒设备使用，才能确 6.消毒设备运行管理 高纯型二氧化氧发生器消毒时，检 保供水工程的消毒效果稳定，从而有 ①运行管理人员应经过当地水 测二氧化氯余量：采用复合型二氧 力推动水质提升，切实保障农村居民 行政主管部门和厂家培训，使用中严 化氯发生器消毒时，同时检测二氧化 饮水安全.
格遵循（村镇供水工程运行管理规 氯余量及余氯含量：采用臭氧消毒 参考文献： 程）（SL689）和设备厂家产品说明书、 时，检测臭氧余量.
需要配备分光光 [1]高占义，胡孟，等农村安全供水工 操作规程.
度计检测.
程技术与模式[MI.北京：中国水利水电 ②设备开机前，应检查消毒设备 ②微生物指标用于评价消毒设 出版社，2013. 及关键组件的状态是否完好，同时 备的运行效果，包括菌落总数、总大 [2]中国水利水电科学研究院农村饮 检查其用水、用电、排风等条件是否 肠菌群、耐热大肠菌群和大肠埃希氏 水安全消毒集成技术的推广应用研究 具备.
菌，配备高压灭菌器、培养箱等设备 报告[R]2013. ③应按时记录各种药剂的用量、 即可检测.
[3]杨继富，贾蒸南，赵翠.农村供水消 配制浓度、投加量及处理水量.
③消毒副产物指标用于评价消 毒面临的主要问题与对策儿中国水利， ④消毒剂仓库的固定储备量应根 毒的安全性.
采用氯及氯的化合物消 2014(13)- 据当地供应、运输等条件，按15~30d 毒时，检测三卤甲烷、卤乙酸；采用高 责任编辑张瑜洪 （上接第52页）定适用范围和优缺 范水处理设施设备建设安装.
全基层专业技术人才体系，提升工程 点，农村供水工程在选用特殊水处理 三是加强水处理技术集成创新 管理水平.
■ 技术时，需综合考虑水源水质、运行 研究及推广应用.
形成适宜我国农村 参考文献： 管理水平和经济承受能力等多种因 不同水源水质特点的水处理技术模 [1水利部农水司（农村饮水安全巩固 素，有条件时应进行现场中试试验， 式，建立安全保障技术体系，并加大 提升工程“十三五“规划》编制工作大 慎重选择适用水处理技术.
推广力度.
纲[S] 2016. 五、农村供水水质保障建议 四是切实做好水质检测工作.
加 [2]高占义，胡孟，部晓梅，等，农村安 强千吨万人以上农村水厂水质化验 全供水工程技术与模式[M]北京：中国 一是加强水源保护，强化农村水 室建设及日常检测工作，充分发挥县 水利水电出版社，2013. 源环境监管及综合整治，防范水源环 级农村饮水安全水质检测中心作用， [3]杨敏，曲久辉，水源污染与饮用水 境风险，从源头保障水质安全.
建立水质检测监测与水处理工艺及 安全刀环境保护，2007（19）. 二是规范水处理工艺设计及建 供水工程运行管理良性机制.
[4]叶少帆，王志伟，吴志超，微污染水 设.
严格设计单位准入，规范前期工 五是强化技术培训.
编制农村供 源水处理技术研究进展和对策分析刀 作程序，注重水处理技术方案比选论 水水处理实用技术手册，加强基层供 水处理技术，2010（6）. 证：强化工程建设施工监督制度，规 水单位队伍建设和技术培训，建立健 责任编辑张金慧 永56 ?1994-2016 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. .cnki.net
