国内已经在北京供水企业、深圳供水企业、成都 供水企业、天津供水企业等进行了这方面的研究， 证实必须重视管网水质生物稳定性对水质的影响。 关于制定AOC的标准和降低AOC的措施，也在研 究中。国家“863”高科技攻关项目“南方地区安 全饮用水保障技术”、“北方地区安全饮用水保 障技术”、“太湖地区安全饮用水保障技术”都 将饮用水生物稳定性和管网水质作为重要的研究 内容。氧消毒时与有机物的反应能使AOC显著增 加，从而带来副作用。氯消毒、消毒副产物和生 物稳定性的相互影响关系可由图21．1表示。因此 消毒技术的优化和发展成为十分紧迫的问题。
3．管网水质生物稳定性问题
由于出厂水中存在可生物降解有机物(Biodegradable Organic Matter，缩写为BDOM)，成为管网中异养细 菌生长繁殖所需的营养基质，使出厂水中未被消毒 杀死的细菌或其他途径进入给水管网的细菌重新生 长(Regrowth或aftergrowth)。部分细菌随机附着在管 壁上利用营养基质生长而成生物膜。
对细菌学指标的规定为：加氯消毒要求游离余氯 在与水接触30min后不得低于0.3mg／L，管网末梢 不低于0.05mg／L。 表14．1中列出常规处理工艺 难以解决的水质问题和可供选择的主要处理方法。
美国要求采用CT值来决定加氯量，在提高消毒效 率的前提下减少氧耗，达到减少消毒副产物的目 的。正在修订的《室外给水设计规范》提出氯消 毒应计算CT值，但未给出具体说明
最初的IDDF产生只包括三个部分；反应器水力 特性、消毒剂的需求／消耗动力学、消毒动力 学。但最初的IDDF存在一定的局限。新的全面 的1DDF模型包括：反应器水力特性、消毒剂的 需求／消耗动力学、消毒副产物生成动力学和 消毒动力学。图21.2便是其内容的示意图。
IDDF模型的建立是基于具体的用户的实际 数据而定的。首先确定的是反应器的水力 特性，然后是消毒剂的需求和消耗动力学， 消毒动力学和消毒副产物形成动力学。这 种方法建立起来的模型需要处理离散的水 力数据。
3.其它消毒方式的应用
二氧化氯消毒在极少数小水厂有应用，首家紫 外线消毒于2003年底在大庆自来水公司建成投产。 总体上氯消毒仍是绝对主流技术。
保持管网足够的余氯并不能完全抑制细菌 生长，只要有机营养基质存在，即使保持 较高的余氯量细菌仍会在管网繁殖。而且 加氯量的增加将引起氯代消毒副产物的增 加，使饮用水的安全性下降。
具体的模型应用是由用户提供的数据、每 个子模型整合而成一个完整的lDDF。病菌 的灭活计算是基于从水力学、消毒剂的需
求和消耗动力学、消毒动力学模型中的输
人数据。而消毒副产物的计算则是基于具 体的水质和消毒副产物形成模型。
这些模型提供了三种不同水平以给不同要求的用 户：
基础：IDDF模型的最简单的应用，只需输人参数， 不需要实验。
从上世纪70年代起，饮用水中不断发现新的病源微 生物，如微小似病毒、贾第虫、军团菌和隐孢子虫等。 饮用水中越来越多的致病微生物种类对饮用者健康构 成直接威胁，而且部分新型致病微生物如隐孢子虫等 不能被氯杀死。为了保证饮用水的安全性，特别是考 虑将来饮用水的直接饮用，采用更有效的消毒技术十 分必要。
标准：IDDF模型最昔遍的应用，输入模型的数据 需要做一些现场实验。
高级：运用IDDF模型以实现显著的提高，需要专 家来发展参数输入模型。
IDDF模型应该成为我国未来氯消毒设计和运行的 原则。
3. 改进消毒技术，全面提高饮用水水质 为了全面提高饮用水水质，在优化氯消毒的
前提下，还要研究新的消毒方式，以克服氯 消毒的缺点。目前二氧化氯、臭氧和紫外线 消毒都是可能的选择之一，但紫外线消毒技 术是最有前途的技术之一，因为紫外线消毒 不产生副产物，对抗氯型的隐孢子虫和贾第 虫都有好的消毒效果。因此应该重点研究紫 外线消毒在饮用水处理中的应用特点。
3.其它消毒方式的应用
二氧化氯消毒在极少数小水厂有应用，首家紫 外线消毒于2003年底在大庆自来水公司建成投产。 总体上氯消毒仍是绝对主流技术。
4. 2目前消毒技术存在的问题
1．消毒效率问题 目前执行的国家法定水质标准对细菌学指标的规
定为：加氯消毒要求游离余氯在与水接触30min后 不得低于0.3mg／L，管网末梢不低于0.05mg／L。
4. 3 消毒技术发展目标
1．建立科学的消毒评价指标体系 消毒是保证饮用水水质安全可靠的重要手
段，因此基于现代水处理科学和相关学科 的发展，对消毒单元的评价指标体系必须 同时考虑微生物学指标、毒理学指标、生 物稳定性指标，使消毒的综合效果达到最 佳。
微生物学指标要重点突出饮用水中可能出现的、 对人体健康有直接或者间接危害的微生物，包括 致病菌、病毒、原生动物等。这些微生物指标的 测定还必须具有可操作性，相对简单易行，便于 在全国供水企业推广。建设部制定的《城市供水 水质标准》 (LJ／T206－5001)对微生物学指标已 有新的规定，包括细菌总数、总大肠杆菌群、余 氯、二氧化氯、粪型链球菌群、蓝氏贾第鞭毛虫 孢囊和隐孢子虫卵囊。根据科学发展，这个名单 还应该不断与时俱进，作出调整。
第3讲 饮用水安全消毒技术
内容：目前消毒技术存在的问题，优化氯消 毒技术，二氧化氯消毒技术，臭氧消毒技术， 紫外线消毒技术 。
重点：目前消毒技术存在的问题，优化氯消 毒技术
4.1我国城镇供水行业消毒技术现状简述
1.氯消毒在给水处理中得到广泛应用 消毒是给水处理工艺的重要组成部分。19世纪中叶，
清水池主要起水量调节和消毒反应器的作用。但随 着近几年对管网水质的重视，清水池作为保证管网 水质的一个处理单元的重要作用越来越明显。特别 是世界范围内对消毒副产物控制的重视，使清水池 设计的改进成为减少消毒副产物的重要手段。
2. t10／T是衡量清水池水力特性的重要参数。
按照Chick—Watson消毒公式(公式21．1)，消毒效果 跟CT值(C为消毒剂浓度，T为消毒反应时间)成正比。 因此美国有关饮用水处理的法律专门规定消毒设计 必须以CT值作为设计依据。其中C是反应时间T后的 剩余消毒剂浓度(氯消毒即为余氯)，单位mg／L，T 为反应时间，单位：min。而且要求T必须用t10，不 能用水力停留时间T＝V／Q。t10必须通过示踪试验 或根据清水池布置对水力停留时间乘以相应的系数。 t10／T是衡量清水池水力特性的重要参数。
实际上研究发现的消毒副产物名单很长，比较重 要的有：
三卤甲烷(THMs) 卤乙酸(Haloaceticacids) 卤代醛(Haloacetaldehydes) 卤代腈(Haloacetonitriles) 卤代酮(Halopropanones) 卤代硝基甲烷(Halonitromethanes) — 卤代氰(Halocyanogens) 无机副产物(亚氯酸盐、澳酸盐等)
消毒剂，其优点是成本低、投加设备简单，设计、 运行管理经验丰富．近年来余氯自动检测与加氯自 动控制技术发展迅速，特别是在大中型水厂得到广 泛应用，部分中小型水厂则加氯技术相对落后，加 氯不能完全实现自动化，使加氯量和余氯控制不能 很好满足水质要求。较先进水平的加氯机主要靠引 进国外产品。同时国内对加氯量的计算与发达国家 有差距，不是按照满足CT值的要求计算。
当水中有机污染物可生化性较强时，采用生物预处 理可明显地提高 水质，但对于受工业废水污染、 可生化性较低的原水，生物预处理除污染效率较低。 对于北方地区，由于冬季水温低，处理效果会下降。
消毒的首要目的是控制致病微生物的传播。一 般情况下，致病微生物的风险比消毒副产物的 风险要大得多，因此消毒技术的改进和优化首 先应该将控制致病微生物放在第一位。在此前 提下，采取技术手段，控制消毒副产物的产生。
4.4改进清水池设计，以Ct10值作为设计依据
1.清水池设计的改进成为减少消毒副产物的重要手段 清水池是给水厂处理工艺的的重要组成部分。通常
人类历史上第一次将水质与人体健康直接联系起来， 正是认识到严重危害生命的霍乱、伤寒、痢疾等传 染病是微生物通过饮用水传播的。上世纪初发现氯 可以灭活水传致病微生物后，氯消毒在给水处理中 得到广泛应用，成为20世纪保护人体健康的重要技 术进步之一。
2. 氯消毒现状 目前我国各供水企业的水处理工艺普遍采用液氯作
2．消毒副产物问题 自上世纪70年代发现氯消毒产生有“三致作用”
消毒副产物三卤甲烷以后，对氯消毒产生的消毒 副产物成为各国关注的热点。越来越多的消毒副 产物如三卤甲烷、卤己酸、卤代腈、卤代醛等在 饮用水中被发现。三卤甲烷和卤乙酸由于其强致 癌性已成为控制的主要目标，而且也分别代表了 挥发性和非挥发性的两类消毒副产物。
因此为了控制消毒副产物，对消毒技术的优化十分必 要。
水质标准对消毒剂和消毒副产物的规定比较 单位：mg/L
三卤余氯二亚溴
卤乙氯胺氧氯酸
甲酸
化酸盐
烷
氯盐
美 0.08 0.06 4 4 0.8 1.0 0.01 国0 0
中 0.10 0.06 － － － 0.7 0.01 国0 0
注：中国的规定摘自《城市供水水质标准》（CJ／T 206—2005)
在初步分析的基础上，应进一步通过模型试验来 确定处理工艺以及主要参数，并应重视实地和资 料调研国内外相关工程的设计与运行情况以及对 应的工程建设背景和条件等，通过全面客观地总 结现有工程的经验来指导本地的工程实践。
总之，由于科技进步，使给水处理技术与工艺 不断地发生变化，新技术被提出和得到应用或使 现有工艺更加高效和经济。
美国专门有消毒剂和消毒副产物法(D／DBPsRULE)对 氯消毒剂和消毒副产物进行了规定。
我国国标《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—85)规定 三氯甲烷不高于60μg/L。国内自上世纪90年代以后对 消毒副产物的研究推动了消毒副产物列入新的水质标 准。在卫生部《生活饮用水卫规范》中对三卤甲烷、 卤乙酸、亚氯酸盐、三氯乙醛都作了规定。建设部制 定的《城市供水水质标准》(CJ／T 206—2005)也对消 毒副产物作了严格规定(见表21．1)。