生活飲用水紫外線消毒技術的必要性

生活飲用水消毒之紫外線消毒器末端消毒水處理工藝：紫外線消毒器、紫外線殺菌器、水箱自潔消毒器等消毒系統結合其他過濾及反滲透水處理后供至用戶。

   飲用水消毒的重要性

  “凡味之本，水為最始”。科學研究證明，一切事物的起源都是從水開始的，水是自然界不可缺少的重要基礎物質，可以說沒有水，也就沒有生命存在。在城鎮建設發展中，給水系統是重要的基礎設施，關系到人民群眾的身體健康和生命安全。對城鎮給水系統來說，生活飲用水的供應量、供水水質是衡量一個水廠的重要標志之一。

   生活飲用水的消毒是最基本的水處理工藝末端工序-管道式紫外線消毒器、紫外線殺菌器、水箱自潔消毒器、水箱水處理機，它是保證用戶安全用水必不可少的措施之一。聯合國環境和發展機構指出，人類約有80%的疾病與細菌感染有關，其中60%以上的疾病是通過飲用水傳播的，80%的人類疾病與50%的兒童死亡率與飲用水的水質有關，平均每年約有2.5億人因飲用不潔凈的水而發生疾病。即使是發達國家也無法根除水媒傳染病的發生。世界衛生組織統計，全球約有10億人不能得到潔凈的飲用水，人類要把平均高達1/10可用于生產的時間消耗在與水有關的疾病上。

   歷史上因水質問題對人類造成過許多危害。 1854年間英國倫敦遭受霍亂菌的襲擊，John Snow進行了流行病學研究，確認了水媒疾病的嚴重性和飲用水消毒的必要性。但是直到1880~1885年間，Louis Pasteur確立了疾病的細菌理論后，人們才逐漸認識到水是消化道致病的重要媒介。

   2004年阿根廷羅哈斯市由于自來水系統維護不力，3/4的投藥設備發生故障，沒有進行管道式紫外線消毒器、紫外線殺菌器、水箱自潔消毒器消毒，城市管網系統缺乏維護，蓄水池及二次水池沒有清洗消毒，造成痢疾桿菌通過自來水管道傳播蔓延，導致該市2.3萬人中有近3000人感染了志賀細菌性痢疾。

   我國貴州的“竹園”桶裝水也由于消毒出現問題，導致了多家單位人員感染甲肝。近期由于農夫山泉引發關于水的“質量門”愈演愈烈。

  飲用水中病原微生物及其控制指標

    1、水中的病原體及其傳播

    1）水中的病原體

    能感染人類的微生物主要有細菌、原生動物、寄生蟲、病毒、真菌等五類，其中一些需要水生的宿主來完成其生命周期，另一些是以水為媒介來感染人類。

    細菌的尺寸一般為0.2~80微米的范圍，通常病原細菌要小些，一般不超過5微米。一般細菌的等電點大都以PH3.0~3.5左右，所以在常見的PH值范圍6.5~8.5內，水中的大多數細菌是帶負電的。這個性質使得帶負電的消毒劑分子不易接近細菌，從而影響消毒效果。但是由于細菌是帶負電，因此能在水處理的混合沉淀工藝中被部份去除。以水為媒介的傳染病細菌主要有桿菌、弧菌、鉤端螺旋體及其它病菌等。

    對人類致病的原生動物主要有各種溶組織變形蟲、賈第蟲、隱孢子蟲（ 紫外線消毒可以殺滅自來水中的隱孢子蟲 ）等。其蟲體和卵囊的大小在0.75~21微米的范圍內。

    常見的危害人類的寄生蟲有腸道寄生蟲如蛔蟲、鉤蟲、絳蟲、絲蟲，以及肺吸蟲、血吸蟲、麥地那龍線蟲等。

病毒的體積要比細菌小得多，大小范圍約為0.02~0.45微米。病毒外部有蛋白質外殼保護內部的核酸，消毒劑必須進入外殼破壞核酸才能將病毒殺死。水可傳播病人的排泄物中的上百種病毒。

    2）病原體的傳播途徑

病原體的存活需要一定的溫度等條件，在進入水體后，由于對生活環境的不適應會逐漸死亡（所以水窖對水的長時間貯存也具有消毒作用），但它們仍能在水中存活一定的時間，在此期間仍然有感染力。病原體在水中存活期間以人類直接接觸和被寵物、鼠類等動物接觸間接感染人類的方式傳播疾病。

   飲用水水質標準中的生物控制指標

   水中的致病微生物有很多種，這些微生物的濃度很低，測定手續復雜費時，工作人員還有被感染傳播的危險，因此在實際水質檢驗中常用具有一定代表性的指示生物指標來衡量飲用水的消毒效果。常用的指示微生物有總大腸菌群、糞大腸桿菌、埃希氏大腸桿菌等。這些微生物一般對人體無害，只是在病原體存在的地方也存在，數量大于病原體的數量，并且對水處理消毒的耐受性比病原體強，檢驗也方便快捷。   

   在我國2006年新頒的《生活飲用水標準》GB5749-2006中規定飲用水消毒后的微生物控制指標為：濁度≤1NTU；接觸30分鐘后，氯消毒余氯≥0.3mg/L，二氧化氯余氯≥0.1mg/L；細菌≤100cfu/100ml（國家建設部《城市供水水質標準》CJ/T 206-2005中規定細菌≤80cfu/100ml）；總大腸菌群（MPN/100ml）不得含有。紫外線消毒殺菌技術對各種病菌的消毒效果

    飲用水消毒技術發展歷史

   歷史研究表明，埃及人首先采用明礬去除水中的懸浮物。估計在文明開始的時候，人們就將水煮沸后飲用。一份4000年前的古印度文指示人們在飲用不干凈的水之前應煮沸，在日光下暴曬，將一塊灼熱的銅在水中浸泡數次，并用土制容器過濾和冷卻。

    在十八世紀80年代中期細菌致病理論建立之前，人們認為臭味是疾病傳播的媒介，并據此假設發展水和污水消毒的實踐。

十九世紀開始，人類主動利用氯系化合物等化學藥劑消毒殺菌，1820漂百粉的被發明后，應用到飲用水的消毒和創傷感染治療上，效果良好，是化學消毒殺菌法的第一個里程碑。此后人們在飲用水消毒劑方面又開發了第二代消毒劑二氯異氰脲酸（其鈉鹽即二氯異氰脲酸鈉又稱為優氯凈）和第三代消毒劑三氯異氰脲酸（又稱為強氯精），它們目前僅用于小規模的消毒。華寧縣自來水廠現在使用的二氧化氯被稱作第四代殺菌消毒劑。

    紫外線消毒器消毒

   1909-1910年，紫外線消毒器殺菌設備在法國馬賽水廠實驗性應用成功，規模為25M3/h，至今在歐洲采用紫外線消毒的飲用水處理廠已超過2000多座。由于人們發現紫外線在控制病原蟲方面具有顯著的效果，因此紫外線消毒下逐漸成為凈水處理中的重要手段。

    紫外線消毒技術

    1）紫外線的性質及產生

    日光照射是天然的消毒方法之一，人類在晾曬食物和物品的時候注意到日光有殺菌、除臭和漂白的作用，但很久以后才將這些效果歸功于紫外線。

    紫外線是一種波長在100~400納米范圍內的不可見光，通常波長低于200納米的紫外線能有效地生成臭氧；200~280納米的范圍是殺菌的波段。最常見的紫外線源由水銀蒸汽電弧燈產生，用石英玻璃或對紫外線透明的材料制造外殼。一般在消毒實踐中采用的是200~275納米波段的紫外線。

  2）紫外線殺菌原理

    紫外線在波長為240~280nm的范圍內最具有殺菌效能，尤其在波長253.7nm殺菌能力最強。此波段與微生物細胞中的脫氧核糖核酸的紫外線吸收和光化學敏感性范圍重合，通常認為紫外線能改變和破壞核蛋白質（DNA和RNA），導致核酸結構突變，改變了細胞的遺傳轉錄特性，使生物體喪失蛋白質的合成和繁殖能力。紫外線還能驅動水中各種物質的反應，產生大量的羥（qiāng）基自由基，還可以引起光致電離作用，這些物質和作用都能導致細胞的死亡，從而達到消毒的目的。

    大量事實和研究表明，使用紫外線消毒器、水箱自潔消毒器等水處理消毒方法可替代傳統的氯化消毒方法不能提供足夠的劑量，在隱孢子蟲侵入時不足以確保飲用水的供水安全。紫外線消毒技術的不斷進步和紫外線消毒器的不斷完善，從1993年對隱孢子蟲90%除率，達到1999年99.99%的去除率。

    紫外線技術已被認可為適合殺滅隱孢子蟲（Cryptosporidium）和賈第鞭毛蟲（Giardia）消毒的技術，特別適用于地表水和其它易受感染水源。這也是美國將紫外消毒工藝作為自來水消毒的最佳手段寫入供水法規中的原因。