城市供水安全问题举世关注。目前，全世界约有l2亿人缺少安全饮用水，水源性疾病每年达l0亿人之多，不安全饮用水成为发展中国家人群80％疾病和30％死亡的原因。对水处理过程中的消毒，一直是广大水处理工作者讨论的重要话题。随着水环境污染日益严重及对饮用水水质要求的不断提高，城市自来水厂常规的处理工艺不能有效地去除水中的一些微量有机污染物，而氯化消毒生成一些致癌、致畸、致突变物质，严重威胁着人类的健康。目前解决的途径一般有以下几种：一是设法降低水中形成卤代物的有机物前体；二是采用其他非氯消毒剂如二氧化氯，臭氧，紫外线等消毒；三是去除氯消毒后水中形成的卤代有机物[3]。现就消毒技术的发展状况作一些简单介绍。

饮用水的消毒技术归纳起来主要有物理方法和化学方法两大类。物理方法是采用热、紫外线照射、超声波高频辐射等方法使细菌内蛋白质在物理能的作用下发生凝聚或使遗传因子发生突变而改变细菌的遗传特征，从而达到消毒的目的；化学方法则是利用无机或有机化学药剂灭活微生物特殊的酶，或通过剧烈的氧化反应使细菌的细胞质发生破坏性的降解而达到杀菌的作用。

一、化学消毒法

1、氯气消毒法

氯气消毒是最常用的一种方法，用于饮用水消毒已有近百年历史，其作用机理，一般认为主要通过次氯酸起作用。次氯酸为很小的中性分子，只有它才能扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部。当次氯酸分子到达细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。次氯酸根虽亦具有杀菌能力，但是带有负电，难于接近带负电的细菌表面。杀菌能力比次氯酸差得多。生产实践证明，pH值越低则消毒作用越强，证明次氯酸中性分子是消毒的主要因素[5]。

但人们发现使用氯气对饮用水进行消毒处理存在如下一些缺点：(1)氯气消毒主要是氯气溶于水后生成次氯酸的作用，次氯酸不稳定，易分解生成新生态氧，这些新生态氧能使细胞中的磷酸丙糖去氢酶中的疏基被氧化而破坏，引起细菌死亡，但氯气的消毒仅适用于偏酸性条件；(2)氯气消毒时，常与水中的有机物作用，发生一系列取代反应，产生CHC13、CHC12Br、氯乙酸等500多种有致癌、致畸作用的有机氯衍生物，严重影响人类的身体健康；(3)采用氯气消毒有味觉与嗅觉的不适感；(4)长期使用该种杀菌剂，细菌易产生抗药性，使氯气的用量逐年增加，副作用愈来愈大。

2、二氧化氯消毒法

二氧化氯是一种强氧化剂，其在水处理中具有杀菌、脱色、除臭、除味、控制藻类生长的作用，且很少产生有害物质。二氧化氯是广谱高效消毒剂，对水中病原微生物有很高的杀灭效果。与氯相比，其对pH有较宽的适应范围，受有机物影响小。二氧化氯在水中的扩散速度比氯快，在低浓度时比氯更为有效；其对细菌和真菌孢子及病毒的杀灭能力比氯强，并且对水中寄生虫及虫卵亦具有杀灭作用。二氧化氯在控制三卤甲烷的形成和减少总有机卤代物方面具有独特的优越性，几乎不产生三卤甲烷及其它卤化物。此外，采用ClO2消毒还有不与氨及大多数有机胺反应，其杀菌效果不受胺的影响；消毒后的副产物ClO2-具有抑制细菌繁殖的作用，消毒持续时间较长；能有效去除水中 Fe2+、Mn2+、S2-、CN-等无机物和酚类、腐殖质等有机污染物；能与水中一些致癌物质反应生成无致癌作用的物质；对水体的霉烂味或腥臭味具有较大的去除效果。目前在欧洲几乎已普遍使用二氧化氯作为水消毒剂，国内也有些水厂中开始试用[9]。我国城市供水2000年技术进步发展规划中已将二氧化氯列入替代氯消毒剂的推广应用研究之列[10]。

但由于ClO2很不稳定，与空气混合的体积比大于10％时，受到强光或强烈振动就可能发生爆炸，通常需要现用现制，这给它的使用带来许多不便；高浓度的ClO2及其消毒后在水中形成的产物对动物具有一定的潜在毒性；目前ClO2的分析检测方法不能满足快速、准确和可靠的要求，另外，成本比氯气高2－4倍[11]。

3、臭氧消毒法

臭氧的杀菌能力比氯强6OO～3000倍，消毒效率臭氧>二氧化氯>液氯>次氯酸钠；其主要杀菌机理是能破坏或分解细菌的细胞壁。迅速地扩散透人到细胞里，氧化细胞内酶，致病原体死亡。臭氧的消毒作用快速、彻底，且能有效控制水中三卤甲烷的形成。臭氧氧化或与其它方法联合使用可有效去除水体中的金属离子、氨氮等无机物质和腐殖酸、黄腐酸等天然有机物，而不会产生用氯气消毒的三卤甲烷等有害物质，且能提高混凝-絮凝效果，特别是采用臭氧强氧化技术和其它技术相联合可有效去除水体中的微污染有机物，同时臭氧本身具有极强的杀菌消毒作用，可迅速杀灭水体中的细菌和病毒而不引起二次污染。但该方法存在：(1)当水体中有溴离子存在时，经臭氧氧化会形成次溴酸、次溴酸根和溴酸根离子等有致癌作用。(2)臭氧在水中的分解速度较快，当PH＝7.6，温度为20℃时，lh内就会将剩余的0.4mg/L的O3全部分解掉，从而造成排水管网中细菌的再生等，所以要想保证管网末梢有一定的剩余O3或持续的消毒效果，只有增加O3的投加量或补充C12等，这无疑会增加消毒的成本。(3)现有水厂的处理流程大多是明渠系统，也不适于采用臭氧处理，因臭氧处理最好采用低压流程，这样可增大臭氧的溶解度减少其损失。(4)O3的发生困难且价格较贵，如采用O3对水进行消毒处理，其价格是氯气消毒的2-8倍，同时目前尚无实用方便的O3浓度测定与控制方法[14]。

二、物理消毒法

1、紫外线消毒法

紫外线对水中细菌、病毒具有较强的灭活能力，与化学法相比具有不产生有毒有害的副产物、不影响水体的口感、消毒效果高、速度快、设备操作简单、便于运行管理、消毒成本低等优点。其消毒系统可杀死多数囊性、细菌性和病毒性微生物，效果较好。并且紫外线消毒后水中不增加任何化学添加物，也不产生任何新的化学合成物，更不能去除有益的矿物质[5]。国外比较重视紫外线饮水消毒，把它作为自来水的最后一道消毒工序，并即将正式列入美国供水法规。

影响紫外线杀菌效果的主要因素有灯管的功率、照射时间及水层厚度等。紫外线灯管的功率是随着使用时间的增加而降低的，其杀菌效果也随之下降，灯管使用时间到达2000h时，辐射强度将下降25％左右。水体经辐射的时间越长越有利于杀菌，但这样势必要增大设备或增加过水水流的厚度。而水流厚度的增加则不利于杀菌，一般30W紫外灯对1cm的水层灭菌效率为90%，对4cm水层灭菌效率只有40%左右。

目前紫外线消毒中普遍存在的问题有：紫外光源的强度与寿命、灯管表面结垢影响消毒效果、无持续杀菌能力、还会引起微生物的繁殖、缺少对这一领域的深入研究、设备投资较大等。此外，我国的紫外线消毒技术还存在的一些问题是，如紫外线消毒法不能提供剩余消毒能力，石英套管外壁不易清洗，紫外线灯光源强度小、使用寿命短等[15]。

2、微电解消毒法

20世纪90年代初，国内外的学者开始了饮用水电化学消毒技术的研究。微电解消毒即是电化学法消毒，其消毒实质是电化学过程中产生的具有杀菌能力的物质与直接电场综合作用的结果。电解法对细菌的杀灭速度小于紫外线，比氯和二氧化氯快，与臭氧相近。经微电解处理后的水具有持续消毒能力，因电解处理后水中存在一定余氯量。微电解易于降解水中的有机物，所生成的三氯甲烷的量比加氯消毒生成的量要低。即使含THMs的前体物质较多的水，经过微电解的处理后水中三氯甲烷的含量仍低于国家标准中所规定的数值。微电解消毒运行管理简单、安全、可靠，但达到灭活效果时能耗较高。人们对微电解消毒的机理、影响因素、设备的研究还有待进一步的研究和探索。

3、磁化消毒法

利用高梯度磁滤法可以达到除菌的目的，即在传统净水工艺中免去了“消毒”工序，处理后不消毒就可达到国家饮用水水质标准。磁化法杀菌机理是磁产生的感应电流如果达到一定的阈值，会使细菌细胞破坏，或改变离子通过细胞膜的途径，使蛋白质变性或破坏核酸的活性。高梯度磁滤净水工艺和传统净水工艺相比，只是在投入混凝剂前还要投加Fe3O4磁铁粉，最后一道工序由磁滤代替了砂滤，该工艺出水卫生指标合格，而且避免了由于氯消毒而产生的有机卤代烃给人体带来的危害[16]。该法具有处理量大，停留时间短且节能等特点，为饮用水除菌的一种新途径[15]。

三、其他消毒法

随着社会的不断进步，人们对饮用水的要求不断提高；医学、微生物学及其它学科的进步，新的病原生物也不断被发现；为此新的消毒技术不断涌现。

近年发展起来的膜分离消毒，其在饮用水消毒中的应用包括：一是直接去水中的微生物；二是去除水中的有机物、悬浮物和无机物等，以切断微生物生存、繁衍的途径，从而达到辅助消毒的作用。膜分离技术有超滤、反渗透、纳滤、微滤四类，它们对微生物的去除效果均有报道。

协同消毒目前研究得较普遍，即通过两种或两种以上消毒剂的连用以补充每种消毒剂消毒的不足，从而最大限度地达到去除水中病原生物的目的。其方式有物理与化学之间的结合，不同物理因子的结合，化学消毒剂之间的结合等。

此外，还有超声波消毒，氯化亚铁消毒，氯代异氰消毒产品等，它们都为进一步发展饮用水消毒，提高饮用水的品质做出了贡献。

总而言之，饮用水的消毒不仅是一个水处理技术，更关系到人类的健康与安全，人们为此作了大量的工作，对新的消毒方法进行了不断的探索。国内外研究者至今还没有发现一种非常理想的消毒剂，只能按照消毒对象和消毒目的而选择合适的消毒剂，为此需要研究者不断的努力。

编辑：周子榆