自 2000 年實施農(nóng)村飲水解困、2005 年實施農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)以來，我國大力發(fā)展農(nóng)村規(guī)模化集中供水，截至 2015 年，共解決了 5.2 億農(nóng)村居民和 4 700 多萬農(nóng)村學(xué)校師生的飲水安全問題。 總體來看，農(nóng)村供水狀況得到顯著改善，工程建設(shè)管理水平不斷提高， 但由于我國國情、水情及區(qū)域差異性，現(xiàn)階段農(nóng)村供水工程的水質(zhì)狀況仍有不小的提升空間。

一、農(nóng)村供水工程消毒的

必要性

據(jù)世界衛(wèi)生組織調(diào)查， 80% 的人類疾病與 50% 的兒童死亡率與飲用水水質(zhì)有關(guān)，在其制定的《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》中明確提出：無論在發(fā)展中國家還是發(fā)達(dá)國家，與飲用水有關(guān)的安全問題中， 微生物問題仍列于首位。 在我國農(nóng)村，由于水體污染影響和水源保護(hù)工作不到位， 微生物污染是飲用水水源污染的主要類型，是造成農(nóng)村供水工程水質(zhì)達(dá)標(biāo)率不高的首要原因。 受病原微生物污染的水體中含有大量的致病菌、 病毒等，可引起傷寒、痢疾、霍亂、脊髓灰質(zhì)炎、甲肝和腹瀉等疾病，嚴(yán)重者甚至可致死亡。

通過消毒技術(shù)的正確選擇及應(yīng)用，即可保障生活飲用水的微生物安全性。 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（ GB5749 ）、 《 室 外 給 水 設(shè) 計 規(guī) 范 》 （ GB50013 ）和《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計規(guī)范》（ SL 687 ）都對生活飲用水必須消毒做出了強(qiáng)制性規(guī)定。

目前農(nóng)村供水工程的水源小而分散，水源地保護(hù)不力，水源污染源頭多，僅靠有的水處理手段難以保障用戶末梢的飲用水微生物安全。 通過消毒，一是可以有效殺滅水源水中的微生物， 保證出廠水的微生物安全； 二是可以保留部分消毒劑余量，在出廠后的輸配水管道、容器中起到防御微生物污染的作用。

二、適宜農(nóng)村供水的主要

消毒技術(shù)及設(shè)備

1.氯及氯的化合物消毒及其應(yīng)用形式

氯及氯的化合物消毒包括次氯酸鈉、液氯、漂白粉、漂粉精及次氯酸鈣等， 它們?nèi)芙膺M(jìn)入水體后的有效消毒成分均為次氯酸， 因此消毒機(jī)理也相同。 該種消毒技術(shù)適用于原水 pH 值不高于 8.0 、水質(zhì)較好、未受污染的水源水。 其中次氯酸鈉、液氯應(yīng)用最多。次氯酸鈉消毒的應(yīng)用形式為：商品次氯酸鈉溶液配合其投加裝置使用，或采用現(xiàn)場電解食鹽水發(fā)生制次氯酸鈉溶液的次氯酸鈉發(fā)生器。 液氯的應(yīng)用形式為：采用液氯鋼瓶配合加氯機(jī)使用， 加氯機(jī)包括正壓式加氯機(jī)、轉(zhuǎn)子加氯機(jī)、真空加氯機(jī)等形式。漂白粉、漂粉精、次氯酸鈣為不同形態(tài)的固體制劑，其應(yīng)用形式為：采用手動或自動溶藥裝置將固體制劑溶解后，通過投加裝置投加進(jìn)入水體。

2.二氧化氯消毒及其應(yīng)用形式

二氧化氯消毒依靠的是分子態(tài)的二氧化氯。 二氧化氯消毒在以下情況的農(nóng)村中小型供水工程中可重點考慮： ① 受有機(jī)物污染的地表水源；

② 藻類、真菌造成的含色、嗅、味的水源；

③pH 值和氨氮含量較高的水源；

④ 鐵、錳含量較高的地下水源。

二氧化氯一般通過現(xiàn)場發(fā)生制得，根據(jù)其發(fā)生技術(shù)的不同包括化學(xué)法二氧化氯發(fā)生裝置和電解法二氧化氯發(fā)生裝置，其中電解法二氧化氯發(fā)生器電耗、鹽耗高，二氧化氯產(chǎn)率及純度低，維護(hù)管理難，不建議農(nóng)村供水工程采用。 化學(xué)法二氧化氯發(fā)生裝置根據(jù)終產(chǎn)物的不同可分為復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器和高純型二氧化氯發(fā)生器。 前者的產(chǎn)物中既有二氧化氯也有氯，而后者的產(chǎn)物中只有二氧化氯一種消毒劑。 復(fù)合型發(fā)生器一般采用氯酸鈉 + 鹽酸法， 而高純型發(fā)生器則分為二元法高純型發(fā)生器和三元法高純型發(fā)生器。 二元法高純型發(fā)生器制取工藝有兩種： 鹽酸 + 亞氯酸鈉法、氯 + 亞氯酸鈉法，前者在國內(nèi)供水工程中應(yīng)用實例較多，后者由于原料中仍需用到液氯，因此在國內(nèi)較少有應(yīng)用實例。 二元法高純型發(fā)生器的制取工藝包括亞氯酸鈉 + 次氯酸鈉 + 鹽酸法、 氯酸鈉 + 硫酸 + 雙氧水法、氯酸鈉 + 硫酸 + 蔗糖法及氯酸鈉 +硫酸 + 尿素法等多種不同反應(yīng)原理的發(fā)生方法。 三元法高純型發(fā)生器由于原料較復(fù)雜，在農(nóng)村供水工程中應(yīng)用也較少。

3.紫外線消毒及其應(yīng)用形式

紫外線消毒利用 200~280 nm（尤其 253.7 nm ）波段的紫外線光來殺菌，單獨紫外線消毒僅適用于無清水池、管網(wǎng)較短的農(nóng)村小型集中或分散供水工程。 以地下水為水源時，需要濁度、色度、鐵錳、硬度等水質(zhì)指標(biāo)較好；以地表水為水源時，需先去除水中的顆粒物和膠體。在農(nóng)村小型集中或分散供水中應(yīng)用最多的紫外線消毒設(shè)備是過流壓力式紫外線殺菌設(shè)備。 此外，在單戶工程中還有間歇式紫外線殺菌設(shè)備的應(yīng)用。

4.臭氧消毒及其應(yīng)用形式

臭氧消毒主要依賴臭氧進(jìn)入水體后分解過程中生成的 [O] 和· OH 。 與紫外線消毒相同， 單獨臭氧消毒僅適用于無清水池、 管網(wǎng)較短的農(nóng)村小型集中或分散供水工程。另外，需要注意的是， 水中溴化物含量在 20 μg/L 以上時， 可能會出現(xiàn)副產(chǎn)物溴酸鹽超標(biāo)的情況，建議預(yù)先進(jìn)行臭氧投加試驗。臭氧一般通過臭氧發(fā)生器現(xiàn)場發(fā)生制得，臭氧發(fā)生器主要包括以空氣或純氧為原料通過電暈放電產(chǎn)生臭氧的電暈放電法臭氧發(fā)生器和以純水為原料通過電解產(chǎn)生臭氧的電解純水法臭氧發(fā)生器。

三、飲用水消毒技術(shù)發(fā)展

趨勢及農(nóng)村供水消毒存在的

主要問題

1.國內(nèi)外飲用水消毒技術(shù)的發(fā)展趨勢氯消毒是使用歷史最長、應(yīng)用范圍最廣的消毒技術(shù)，積累了豐富的實踐經(jīng)驗，但過去數(shù)十年間，人們發(fā)現(xiàn)氯消毒不能實現(xiàn)對賈第鞭毛蟲、隱孢子蟲的良好控制，并逐漸重視氯消毒引起的鹵代消毒副產(chǎn)物問題，因而一些替代消毒劑和組合消毒技術(shù)逐漸被開發(fā)并應(yīng)用。此外，各種物理消毒法以及新的化學(xué)消毒劑也不斷被研制開發(fā)。 二氧化氯消毒工藝成熟性比次氯酸鈉略差， 但由于二氧化氯的強(qiáng)氧化性，使其較適合用于污染水源的消毒，高純型化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)物中二氧化氯純度高，發(fā)展趨勢較好。臭氧的持續(xù)消毒效果、 生產(chǎn)工藝成熟性及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不如氯， 關(guān)于其消毒副產(chǎn)物的控制方法還有待進(jìn)一步深入研究， 因此未來其發(fā)展應(yīng)主要在水處理領(lǐng)域而并非消毒領(lǐng)域。 對于無需持續(xù)消毒效果的小規(guī)模供水工程， 紫外線消毒是目前最為成熟的物理消毒方法， 并且隨著飲用水處理領(lǐng)域深度處理和管網(wǎng)安全輸送技術(shù)的發(fā)展，紫外線消毒的應(yīng)用范圍也將逐漸擴(kuò)展。盡管氯及氯的化合物消毒存在如前所述的不足， 但通過提高水質(zhì)、控制消毒劑投加量等措施可以使這些問題基本得到解決。 由于氯氣使用及運輸安全性欠佳，使用液氯消毒的

農(nóng)村水廠在不斷減少，人們對使用氯的化合物消毒卻表現(xiàn)出日益濃厚的興趣。 尤其對于水源水質(zhì)較好、不宜購置藥劑的偏遠(yuǎn)地區(qū)的供水工程，采用食鹽為原料的現(xiàn)場制備次氧酸鈉

消毒技術(shù)具有獨特優(yōu)勢。綜合國內(nèi)外發(fā)展情況， 研究認(rèn)為：在農(nóng)村供水領(lǐng)域，液氯消毒應(yīng)用將逐漸受限，次氯酸鈉發(fā)生器雖然目前在飲用水領(lǐng)域應(yīng)用還不太多，但其未來發(fā)展前景看好，尤其是現(xiàn)場發(fā)生制次氯酸鈉消毒應(yīng)用范圍會不斷擴(kuò)大；二氧化氯及紫外線消毒是非常有

發(fā)展前途的消毒技術(shù)，特別是高純型二氧化氯發(fā)生器產(chǎn)物中二氧化氯純度高，發(fā)展趨勢較好；臭氧消毒應(yīng)用范圍可能會逐漸擴(kuò)大，但在短期內(nèi)可能主要局限在小型供水工程中；此外，新型消毒及組合消毒技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也會不斷擴(kuò)展。

2.農(nóng)村供水工程消毒技術(shù)應(yīng)用中存在的主要問題

通過詳細(xì)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)村供水工程消毒技術(shù)及設(shè)備應(yīng)用過程中普遍存在的共性問題包括下 6項。

① 認(rèn)識問題：部分行業(yè)主管部門和工程管理單位沒有認(rèn)識到供水消毒的必要性，不配備或配備后不運行消毒設(shè)備；此外，部分農(nóng)村居民不習(xí)慣消毒后水的氣味，導(dǎo)致供水工程消毒劑投加量不足， 消毒效果不達(dá)標(biāo)。

② 工程設(shè)計問題：消毒技術(shù)及設(shè)備選型不合理，與供水規(guī)模不匹配；消毒劑與水接觸時間不合理； 沒有消毒間，無法保證消毒設(shè)備正常運行的環(huán)境條件。 ③ 消毒設(shè)備采購問題：所采購消毒設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，技術(shù)參數(shù)無法達(dá)到相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。 ④ 消毒設(shè)備運行管理問題：消毒設(shè)備不運行，水廠人員不能正確操作、使用和維護(hù)， 消毒劑原料采購渠道不暢等。

⑤ 行業(yè)監(jiān)管問題：主管部門對農(nóng)村供水工程運行管理監(jiān)督檢查和技術(shù)培訓(xùn)不足， 沒有建立供水安全責(zé)任、持證上崗等制度。 ⑥ 其他問題：水處理不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致消毒劑被水中殘留的還原性物質(zhì)消耗，或濁度不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致微生物被掩蔽； 缺少消毒效果檢測手

段，不能及時發(fā)現(xiàn)問題等。針對前文所述的 4 類適宜農(nóng)村供水的主要消毒技術(shù)及設(shè)備， 分別歸納和分析了其在具體應(yīng)用中存在的主要問題。

（ 1 ）氯及氯的化合物消毒應(yīng)用中存在的主要問題

① 一些采用地表水的供水工程混淆預(yù)氧化與消毒環(huán)節(jié)的加氯，事實上，兩者的投加點分別在混凝劑投加之前和清水池前， 投加量也不同； ②次氯酸鈉發(fā)生器所用原料錯誤，采用再生工業(yè)鹽或加碘食鹽而非精制食用鹽，采用未經(jīng)處理的水源水而非濾后水； ③ 沒有清水或清水池體積過大，導(dǎo)致消毒劑與水的接觸時間不足或停留時間過長，從而使出廠水消毒劑余量不足； ④ 采用液氯消毒的工程沒有漏氯吸收裝置，存在安全隱患。

（ 2 ）二氧化氯消毒應(yīng)用中存在的主要問題

① 二氧化氯發(fā)生器類型選擇不當(dāng)；

② 復(fù)合型二氧化氯反應(yīng)器不加熱，或加熱溫度不足，發(fā)生器產(chǎn)物中二氧化氯比例低，反應(yīng)未完全的原料一起被投加入飲用水中； ③ 二氧化氯發(fā)生器原料輸送采用滴定閥而非計量泵， 無法保障穩(wěn)定的原料配比； ④配制氯酸鈉、鹽酸溶液操作時存在錯誤導(dǎo)致原料濃度不合理； ⑤ 二氧化氯發(fā)生器所用兩種原料與發(fā)生器置于同一房間，未設(shè)隔離墻，存在安全隱

患；

⑥ 供水工程水質(zhì)檢測時僅檢測余氯，不檢測二氧化氯，事實上采用高純法二氧化氯發(fā)生消毒的水廠僅檢測二氧化氯即可，采用復(fù)合法二氧化氯發(fā)生器消毒的水廠既要檢測余氯，也要檢測二氧化氯。

（ 3 ）紫外線消毒應(yīng)用中存在的主要問題

① 供水管網(wǎng)較長時仍只采用紫外線消毒，管網(wǎng)末梢微生物安全性無法保障； ② 紫外線消毒設(shè)備安裝位置錯誤， 安裝在清水池前而非清水池后， 無法保障出廠水的微生物安全性；

③ 紫外線消毒設(shè)備型號選擇不當(dāng)，與處理水量不匹配； ④ 紫外線消毒設(shè)備未與供水水泵機(jī)組聯(lián)動控制；

⑤ 未定期清洗石英套管。

（ 4 ）臭氧消毒應(yīng)用中存在的主要問題

① 供水管網(wǎng)較長時仍只采用臭氧消毒，管網(wǎng)末梢微生物安全性無法保障； ② 未檢測原水溴離子濃度并進(jìn)行臭氧投加試驗即采用臭氧消毒，無法保證消毒副產(chǎn)物溴酸鹽在安全范圍內(nèi)； ③ 無接觸池或接觸罐，無法保證臭氧在水中充分溶解； ④ 不配備檢測水中臭氧濃度的檢測設(shè)備，無法監(jiān)測出廠水和末梢水的臭氧余量是否達(dá)標(biāo)； ⑤ 未按設(shè)計規(guī)范控制臭氧尾氣排放。

四、農(nóng)村供水消毒技術(shù)及設(shè)備的應(yīng)用要點

1.水處理效果水處理效果達(dá)標(biāo)是合格并安全消毒的前提。 如出廠水濁度不達(dá)標(biāo)，很可能會出現(xiàn)消毒劑余量合格而微生物指標(biāo)不合格的情況，因為微生物會附著在顆粒物上，使消毒劑較難對微生物產(chǎn)生直接作用。 如水處理后鐵錳不合格， 采用二氧化氯消毒時，會出現(xiàn)出廠水色度超標(biāo)的風(fēng)險。 如水處理后有機(jī)物含量過高，可能會出現(xiàn)消毒副產(chǎn)物超標(biāo)的現(xiàn)象。

2.清水池設(shè)計及維護(hù)消毒劑與水在清水池中的接觸時間不能過短也不能過長， 應(yīng)滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，同時一般應(yīng) ≤4h ，以保證清水池出口適宜的消毒劑濃度。 如清水池過大，可進(jìn)行分格改造或降低水位運行。 另外，每年應(yīng)至少清洗水池 1 次，以降低清水池的消毒劑消耗量，盡可能減少消毒劑投加量，從而控制消毒副產(chǎn)物的生成。

3.投加點消毒劑投加點應(yīng)設(shè)置在水處理后清水池前，紫外線消毒應(yīng)設(shè)在清水池后。 當(dāng)需要采用消毒劑氧化處理時， 可在濾前和濾后分別投加消毒劑，不可只在濾前投加。 當(dāng)管網(wǎng)較長、僅出廠水投加消毒劑、管網(wǎng)末梢消毒劑余量不達(dá)標(biāo)時， 可在加壓泵站、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物等部位補(bǔ)加消毒劑。

4.投加量以水中雜質(zhì)消耗的有效氯和滅活致病微生物需要的自由性余氯量計，應(yīng)滿足 GB 5749 要求，并保證滅活致病微生物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，防止管網(wǎng)二次污染。實際工程中應(yīng)根據(jù)出廠水、末梢水消毒劑余量檢測情況， 不斷調(diào)整并最終調(diào)試出適宜的投加量。

5.消毒間次氯酸鈉、二氧化氯、臭氧消毒宜單獨設(shè)置消毒間；次氯酸鈉、二氧化氯消毒應(yīng)設(shè)置原料間，不同原料應(yīng)單獨存放。 消毒間和原料間應(yīng)滿足相應(yīng)的通風(fēng)（尾氣吸收、位置）、非明火保溫、沖洗水源、排水管道、照明和分隔要求，應(yīng)配備個人防護(hù)、搶救材料及工具箱。

6.消毒設(shè)備運行管理

① 運行管理人員應(yīng)經(jīng)過當(dāng)?shù)厮姓鞴懿块T和廠家培訓(xùn)，使用中嚴(yán)格遵循 《村鎮(zhèn)供水工程運行管理規(guī)程》（ SL 689 ）和設(shè)備廠家產(chǎn)品說明書、操作規(guī)程。

② 設(shè)備開機(jī)前，應(yīng)檢查消毒設(shè)備及關(guān)鍵組件的狀態(tài)是否完好， 同時檢查其用水、用電、排風(fēng)等條件是否具備。

③ 應(yīng)按時記錄各種藥劑的用量、配制濃度、投加量及處理水量。

④ 消毒劑倉庫的固定儲備量應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)毓?yīng)、運輸?shù)葪l件，按 15～30 d的最大用量計算，周轉(zhuǎn)儲備量應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w條件確定。

⑤ 每天檢查消毒設(shè)備與管道的接口、閥門等滲漏情況，定期更換易損部件，每年進(jìn)行必要的維護(hù)保養(yǎng)。

⑥ 如設(shè)備要在一段時間內(nèi)停止運行，應(yīng)按廠家說明書要求進(jìn)行必要的清洗養(yǎng)護(hù)。

7.消毒相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)檢測目前農(nóng)村供水工程缺乏對消毒相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)的日常檢測， 包括消毒劑余量、微生物指標(biāo)和消毒副產(chǎn)物指標(biāo)。

① 消毒劑余量的檢測用于評價消毒劑的投加量是否適宜。 采用氯及氯的化合物消毒時，檢測余氯；采用高純型二氧化氯發(fā)生器消毒時，檢測二氧化氯余量； 采用復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器消毒時，同時檢測二氧化氯余量及余氯含量； 采用臭氧消毒時，檢測臭氧余量。 需要配備分光光度計檢測。

② 微生物指標(biāo)用于評價消毒設(shè)備的運行效果。 包括菌落總數(shù)、總大腸菌群、耐熱大腸菌群和大腸埃希氏菌，配備高壓滅菌器、培養(yǎng)箱等設(shè)備即可檢測。

③ 消毒副產(chǎn)物指標(biāo)用于評價消毒的安全性。 采用氯及氯的化合物消毒時，檢測三鹵甲烷、鹵乙酸；采用高純型二氧化氯發(fā)生器消毒時，檢測亞氯酸鹽；采用復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器

消毒時，檢測亞氯酸鹽、氯酸鹽和鹵代消毒副產(chǎn)物； 采用臭氧消毒時，檢測溴酸鹽和甲醛。在上述 3 種指標(biāo)中，消毒劑余量的檢測實現(xiàn)最為方便，建議集中供水工程根據(jù)消毒劑類型配備檢測消毒劑余量的水質(zhì)檢測儀器。