配水管网采用氯胺消毒对饮用水水质有利

杨福才　 译

1、前言
　　氯胺的益处是能抑制消毒付产物的生成，还可以抑制配水管网内的生物膜的大肠菌群再度增殖。本研究为对已往水中发生的大肠菌群，在消毒剂上以游离氯转换为氯胺清毒的两个净水厂，进行调查氯胺消毒对配水水质的影响。

2、测定条件
　　（1）对象
　　 Muncie净水厂（印第安那——美国自来水公司）
　　 原水 White River
　　 转换氯胺消毒时期 1992-12
　　 Hopewell净水厂（弗吉尼亚—美国自来水公司）
　　 原水Appomattox River
　　 转换氯胺消毒暑期 1993-7
　　 净水处理条件下 前加氯→凝聚→沉淀→多层过滤→消毒处理。Hopewell净水厂还增加后过滤使用GAC，也使用腐蚀抑制剂。
　　 （2）采取水样条件
　　 取水期间 Muncie 1992-11-30至1993-11-8
　　　　　　　　 Hopewell 1993-6-28至1994-9-28
　　 取水场所 水龙头消毒后拧开（3---12min），水温保持恒定后取样（每周2次）
　　 （3）分析项目
　　 现场测定：水温、pH值、剩余消毒剂（DPD法）
　　 微生物学项目：从属荣养细菌（HPC），以SPC琼腊培养剂35℃×48h培养和R2A琼指培养剂20℃×7天培养。
　　 物理化学项目：浊度、游离氨、碱度、氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、TOC、可同化有机炭（AOC）以及DBPs造成的THM、卤乙酸（HAA）、总有机DBPs等约20个项目，根据美国环保局（USEPA）试验方法测定。
　　腐蚀性：腐蚀比.Larson指数=[2（SO4₂-）+（Cl^-）]/（HCO₃^-）（腐蚀评定）

3、结果（氯胺消毒和氯消毒比较）
　　 Muncie水厂转用氯胺后，用SPC琼脂培养的HPC，由4.3cfu/ml降至3.3cfu/ml，没有大的差别。用R2A琼脂培养的HPC，由420 cfu/ml降至31cfu/ml，大幅度减少。
　　 在调查期间，大肠菌检出率由0.6%降至0.16%，浓度由0.80cfu/ml降至0.15cfu/ml，但其后大肠菌检出率为0.36%。氯胺投加量与氯剂投加量相同情况下，剩余氯胺于使用氯剂在夏季维护困难的地区使用，剩余氨比余氯高。如在Muncie水厂的配水管中，投加同等剂量，余氯为0.16mg/l，转用氯胺后剩余氯胺为0.96mg/l，AOC浓度受存在的大肠菌影响，认定有季节依存性，有春季高冬季低的倾向。分析试剂53%在100μg/l以上，平均108μg/l。腐蚀比也有季节依存性的同样倾向。如根据Le Chvallier所提，Larson指数在1以上，不利于生物膜细菌的灭活，但在本实验中Larson指数虽已低至0.47，大肠菌仍然检出，应当更进一步考虑其他原因。DBPs转用氯胺消毒后，总的含量降低。总有机DBPs由52μg/降至19μg/L，减少了64%，总HAA由88μf/L降至51μg/L。
　　 Hopewell净水厂对水中的HPC用SPC琼脂培养，由74cfu/ml降为2.6cfu/ml。用R2A琼脂因为仅在转换氯胺后培养不好比较，然而在转换氯胺后用R2A琼脂培养后的HPC为30cfu/m，10倍于转换前使用的氯剂用SPC琼脂培养所得的2.6cfu/ml。
　　 Hpwell净水厂在氯剂消毒期间，管网余氯0.57-2.1mg/l、最高2.7mg/l。于1992年1月开始用m-7琼脂检查大肠病，并在1992年至1993年7月期间连续进行。虽然在这期间m-Endo琼脂连续几个月检查出大肠菌属于阴性，但在这期间用m-17琼脂检查出大肠菌有12-22%为阳性。氯胺消毒于1993年7月1日开始，使用m-17琼脂和m-Dndo琼脂平行检查，开始暑期仅有两例为阳性，以后水样检查没有出现阳性。在管网剩余氯胺平均为2.6mg/l。
　　 有关AOC浓度的数据，72%在100μg/L以下、平均73μg/L。腐蚀比和水温有关，每年腐蚀1.2-11.4mil，冬季腐蚀程度低。Larson指数由1.3增至5.8、平均2.6，指数增高。DBPs产生的THM由91μg/L降至71μg/l。氯胺消毒后整个有关物质浓度降低。总有机DBPS由20μg/l降至10μg/l、减少50%，总HAA由26μg/l降至21μg/l，也有所减少。

4、汇总
　　 两个水厂配水管网从氯剂消毒转换为氯胺消毒的结果为，大肠菌检出率减少、HPC和DBPs也有所减少。但是，两个配水管网减少的不是一个类型的付产物。通常两个水厂在原水进入水厂设施前都用游离氯做主要消毒剂。如果将来规定要求进一步降DBP。免去预氯化或加强对母体去除（两者可以共同进行）认为是可取的办法。
　　 氯胺消毒剂的稳定性高。Muncie水厂对促进维持剩余消毒剂有效果，Hopewell水厂在维持剩余消毒剂上，与变更前无大差异。这种不同状况考虑与两个水厂的配水管网的规模、配水管材的种类、水力特性及维持的剩余消毒剂浓度等的不同有关。
　　 Hipewell和Muncie两水厂的剩余氯剂浓度各自为1.7--3.9mg/l和1.7--2.6mg/l。余氯虽在1.7mg/l以上，仍然检出大肠菌群。因此仅有维持剩余氯剂浓度基数，对大肠菌灭活是不充分的。
　　 Hopewell净水厂在转换前，从配水管取水样，用m-17mg/l琼脂培养后检出大肠菌，而出厂的净水没有检出大肠菌，当时管网有余氯，且管网与排水没有连接点，由此推定是大肠菌群在配水管内再增殖。而转换氯胺消毒一周后，三年以上没有检出大肠菌。
　　 Muncie水厂转用氯胺后，大肠菌没有完全去除。处此状况的两水厂AOC有所不同，Hopewell水厂AOC的平均值为73mg/l，Muncie水厂的平均值为108μg/L(经常浓度超过200μg/L），可通过加强凝聚或通过PAC（粉末活性炭）或者BAC（生物活性炭）对AOC有效的去除。