消毒是指杀灭外环境中病原微生物的方法,但在消毒剂加入水中,杀灭病原体的同时,也生成了新的产物,称之为消毒副产物。而如何去除这些副产物,使用点/进水点(POU/POE)设备在其中发挥了一定的作用。
消毒副产物(DBP)是将诸如氯气、臭氧或氯胺这样的消毒剂加入水中以杀灭病原体(致病微生物)时产生的。除了能够杀灭病原体,这些消毒剂还会与我们称之为DBP前质的一些自然产生的有机物和无机物发生反应,生成消毒副产物。
所形成的这些消毒副产物的类型和浓度与所处理的水体相关,目前已在饮用水系统中发现了多达数百种的消毒副产物。
这些消毒副产物通常在水处理厂内形成,随后在后续的饮用水系统中继续形成,因为配水系统会将消毒剂带出并使其进入饮用水系统,而这些化学反应会在配水系统中继续进行。
消毒仍是必须的
美国环保署(EPA)目前已经制订了多项规范来限制消毒副产物的形成并要求公共供水系统遵守这些规范。2006年1月,美国环保署最终完成了这项新规范的制订,即“第二阶段消毒副产物规范”。这个新规范并没有改变第1阶段规范给出的各项限值,而是改变了达标计算的方式,它所带来的净效应是处于配水系统内的所有个人将获得水质更好的供水,减少与消毒副产物相关的膀胱癌的发病数。
但是,需要重点牢记的是,消毒本身是处理过程的一个重要步骤,因为消毒能够杀灭各种导致霍乱、急性胃肠疾病、梨形鞭毛虫病以及隐孢子虫病以及其他疾病的病原体。免疫力较低的人群非常容易感染这些疾病。
POU/POE设备的作用
NSF International是一家第三方认证机构,从事着认证各种用于去除消毒副产物的使用点/进水点(POU/POE)设备的认证工作。
美国环保署相信,凡符合其规范的公共供水系统所供应的水不需要进行任何进一步的处理。美国环保署鼓励(并在某些情况下要求)供水系统降低那些会与消毒剂反应生成消毒副产物的水内成份的浓度,并相信效果最好的第一步骤是避免生成消毒副产物,或者降低所生成的消毒副产物的浓度。这点可以通过采用增强絮凝或活性碳吸收法来达成。
一些公共供水系统在处理厂采用了强力消毒剂,而这种消毒剂在配水系统成为了一种残余消毒剂,它的反应性较弱但存在时间较长,诸如氯胺。这种消毒剂能够生成较低浓度的消毒副产物。
在消毒剂和消毒副产物最小化方面可供选择的策略也是多种多样的,这取决于系统目前已经采用了哪些措施、具体水质条件以及配水系统的性质。其中影响因素有很多,并不存在可以适合每一个系统的统一办法,在没有对系统进行一定程度的详细了解之前,还不能够确定哪一种才是正确的方法。
消毒副产物的浓度会因季节不同而不同,它们的形成也受到水温、pH值、消毒副产物前质的浓度和类型以及其他水质参数的影响。许多化学反应在较温暖的条件下会发生得更为迅速。虽然消毒副产物随着水在配水系统内停留时间的增加而增加,而温度升高的影响反而会有一定程度的减小。例如夏季,当气温趋向于较高时,水在配水系统内停留的时间较短,因为人们会加注游泳池以及浇灌草坪。
以下仅举一例以说明在评估消毒副产物形成过程中所涉及因素的复杂度。
消毒副产物原料
在一般情况下,供水系统采用地表水作为水源,其中含有较高浓度的前质物质,即会与消毒剂发生反应的有机或无机物质。这些供水系统一般情况下拥有较大型且更为复杂的处理系统来处理水体,因为这些系统拥有更强的控制前质浓度的能力。
新的《第二阶段消毒副产物规范》的一些部分目前已经生效,因为一些大型供水系统已经在监测系统以找出那些配水系统内存在较高消毒副产物浓度的位置。
去除消毒副产物是一项非常复杂的工作,因为供水系统必须平衡供水处理需求与控制来自病原体和来自消毒副产物风险的要求,而且这些风险的本质尚未得到全面的理解。所以我们要不断努力更深入地了解这些本质。
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