臭氧灭菌机理及消毒副产物溴酸盐控制技术研究进展

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1、臭氧灭菌机理及消毒副产物漠酸盐控制技术研究进展摘耍：臭氧消奇作为氯消奇的替代方法.在饮用水处理中被越來越务地应用。臭笛灭菌作用是通过生物化学掘化反应实现的.灭菌性能试验表明,臭緘儿乎対所有细菌、病毒、貞•菌及原虫、卵靈都具有明显的灭活效果。但是含有漠离子的水臭輒化过程中形成的消毒副产物溟酸盐，被国际癌症研究机构定为2B级潜在致癌物。臭氧氧化过程中混酸盐的生成有臭氧氧化和臭氧/氢氧自由基氧化两种途径，控制澳酸盐可以从控制其形成和生成后去除两个方而进行。降低pH、添加氨气、氯一氨工艺和优化臭氧化条件

2、是控制渙酸盐形成的方法，淇酸盐生成后则可以利用物理、化学和生物方法去除。因此耍实现臭氣、致摘菌与渎酸盐三者的平衡需进一步探讨臭氣灭菌机理及潦酸盐控制方法。关键词：灭菌机理：臭氣：浪酸盐：形成：控制技术我国饮用水常用氯、二氣化氯、紫外线和臭氣等进行消毒。同内绝大名数水厂还是沿用传统的混合、霍凝、沉淀、过滤、氯消毒的水处理工艺。氯消毒的消谱效果好.成本低，但对水中抗性微生物如隐抱子虫等的杀灭效果不好，还会生成三卤甲烷.卤乙酸等涮产物。臭氧消寄可迅速杀灭使人和动物致病的各种病菌、病诲及原虫等微生物。国

3、际卫生组织对其灭菌功效曾归纳比较，臭氣与其它杀菌剂对大肠杆菌的杀火效果依次为：臭氣(03)＞次氯酸(HCIO)＞二氣化氯(C102)＞银离子(Ag+)＞次氯酸根(C10-)＞高铁酸盐(斤3+)＞氯胺(NH4cl)。因此，臭氧消毒作为氯消毒的替代方法，被越来越多地应用。但当原水中有渓离子时.臭氧消毒可以产生消离副产物涣酸盐。国际癌症研处机构把祺酸盐定为2B级潜在致癌物•具有-•泄DNA和染色体水平的遗传每性。美国环保局饮水标准、世界卫生组织饮用水水质标准、欧盟饮用水水质指令及我国生活饮用水卫生标准

4、、城市供水水质标准中渓酸盐限值均为10ug/L.国内外不同学者对饮用水中視酸盐含最的调查结果显示，许名地区饮用水均存在浪酸盐超标问题。因此，研究臭氧灭菌机理，在使用臭氧达到灭菌目的的同时控制消毒副产物漠酸盐，使饮用水中澡酸盐含戢在限值范闌内，对于饮用水中臭氧的应用具・f重要作用。木文综述了臭氧灭菌机理以及消毒副产物决酸盐控制技术的研究进展，为饮用水实际生产中实现臭氧、致病菌和渓酸盐三者平衡提供了理论依据。1臭氧灭菌机理臭氧在水中的氧化述原电位为2・07V,比氯(l・36V)离得多，能与谷胱甘肽、

5、胱氨酸、色氨酸、贵氨酸、组氨酸筹生物体成分和蛋白质的组成成份氮基酸进行快速的氧化反应.也能以较快反应速度与细胞膜的组成成分不饱和脂肪酸的双锭及基因的鸟喋吟进行氧化反应，从而破坏或分解细菌的细胞壁，迅速地扩散透人细胞内部，氧化破坏细胞内酶，致死葡原体。Kim等(1980)用寄主吸附性、电镜技术等研究了H标记的f2噬菌体及其RNA的臭氧灭菌机理，发现臭氧作用过程中可使噬菌体中的RNA释放出来，电镀观察还可见噬苗体断裂成碎片。D.Roy等(198】)研究了臭氣对肠道病谨的灭茵机理，结果显示臭氧可使病诲

6、衣壳蛋白中四条影肽链的两条受到破坏，并便脱氧核糖核酸(RNA)受到损伤。但是衣壳资白的改变没有明显削弱摘梅的吸附性能或改变牺梅颗粒的整体特性，病毒RNA的损伤则足杀灭病帶的主要原因。汪饶饶等(2(X)8)认为臭纵杀灭微生物的机制是通过生物化学氧化反应而矽响生物细胞中物质的交换。其作用机制可以归纳为以下3点：(1)作用于细胞膜，导致细胞膜的通透性增加，细胞内物质外流，使细胞失去活力；(2)使细胞活动必耍的酚失去活性，这些酶既可以足基础代谢的酚，也可以是合成细胞取要成分的酶;(3)破坏细胞内遗传物质

7、使其失去功能。一般认为，臭氧杀灭病毎是通过总接破坏其DNA或RNA完成的，而臭氧杀灭细菌及無菌类微生物则是臭氧首先作用于细胞脱，使细胞膜的构成受到损伤，导致新陈代谢障碍并抑制其生长，臭氧继续渗透破坏膜内织织，直至死亡。臭氧的杀菌作用受儿种因索的影响"普遍认为臭氧的浓度、作用吋间、坏境温度及湿度与其杀菌效果呈正相关关系。2涣酸盐形成机制渙酸盐形成的详细过程最早由Haag和Hoign6-—71(1983)提出，渙酸盐形成有两条途径，臭氣直接氣化(a)及臭氧/氮氣自由基氣化(b)。在不同条件下，渓酸盐

8、生成的途径不一样。低pH时氧化儿乎完全是氢氧自由棊完成的；pH较高、Rc(Rc=[OHJ/lO3jm较低时，被臭氧氧化的H()Br/OBr~可以高达90%：随着pH升高.Rc也升高，pH为8时，通常在水中被氮氧口南基氧化的HOBr/OBr-不小于50%。漠离F及HOBr/OBr-氧化途径曲氢氧自曲基与臭纽的浓度比(Re)决也3浪酸盐控制方法渓离子浓度大于5Oug/L时，一定要采取控制措施降低浪酸盐彩成。孟凡亚(2(X)7)发现国内矿泉水原水浪化物含虽分布情况如下：＜2()ug/L占16%,20-