CN110143708A - 一种饮用水中耐氯菌的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于饮用水消毒技术领域，涉及一种饮用水中耐氯菌的控制方法，该方法主要步骤包括：(1)控制菌液样品的pH值在6.5～8.5；(2)向样品中添加过一硫酸盐、过二硫酸盐或二者按照1:1配比的混合药剂；(3)经过实际水处理中常用的中压紫外灯管处理；(4)经过处理后的出水中添加次氯酸钠或二氧化氯作为消毒剂，消毒时间及消毒剂余量满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749‑2006)要求。该方法采用过硫酸盐+UV+次氯酸钠/二氧化氯的组合消毒形式，形成高级氧化，可有效应对水源水中耐氯菌滋生问题，同时亦能保持管网水中消毒剂余量达标，能够全面保障饮用水微生物安全。
Description
技术领域
本发明属于饮用水消毒技术领域，涉及一种饮用水中耐氯菌的控制方法。
背景技术
保证饮用水微生物安全性是饮用水处理中的首要目标，氯消毒作为饮用水消毒的主要形式，其具有杀菌光谱性、经济性、使用便利等诸多优势，为饮用水微生物安全保障做出了巨大贡献。然而，一部分微生物具有较高的耐氯性或者在氯消毒长期使用的过程中逐渐形成了较高的耐氯性，称为耐氯菌，氯消毒难以将其杀灭。因此，需要寻求更加先进的消毒方式，以全方位保障饮用水水质安全。
现有技术存在的主要技术问题是：
氯的氧化还原电位为1.36V，较低的氧化还原电位难以应对部分耐氯性微生物，如能够形成休眠体——芽孢的芽孢杆菌，因此，需要寻求更加先进、氧化能力更强的消毒方式，应对饮用水中耐氯菌问题。
例如，现有技术CN105668880A一种控制水中氯代含氮消毒副产物的方法，包括以下步骤：首先，控制水样的pH值，采用紫外光照射处理，并同时投加过硫酸盐或过硫酸氢盐，然后进行氯化消毒，最后进行曝气处理，得到去除了水中氯代含氮消毒副产物的水样。此方法主要解决的是饮用水中含氮消毒副产物问题，在紫外消毒的同时投加过硫酸盐，能够杀灭一小部分耐氯菌，不利于氯产物消毒效果的保证。
CN108217826A公开了一种饮用水消毒方法及消毒系统，属于水消毒技术领域。该饮用水消毒方法，包括：将未经过处理的原水进行预处理；将经过预处理的水在10-80mJ/cm2的紫外线剂量下进行消毒处理；将水流经单过硫酸氢钾粉进行消毒处理，单过硫酸氢钾粉的加量不低于1mg/L，水在消毒单元中停留的时间不低于30min，并且进入水管网的水中单过硫酸氢钾粉的余量不低于0.04mg/L。该方法先进行紫外消毒，然后加入单过硫酸氢钾，也存在前述现有技术的问题，能够杀灭一小部分耐氯菌，不利于氯产物消毒效果的保证，且单过硫酸氢钾不在《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)消毒剂名录中，无法产业化应用。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，本发明提供了一种饮用水中耐氯菌的控制方法，能够有效地控制饮用水中耐氯菌问题，全面保障饮用水卫生安全。该方法主要步骤包括：(1)控制菌液样品的pH值在6.5～8.5；(2)向样品中添加过一硫酸盐、过二硫酸盐或二者按照1:1配比的混合药剂；(3)经过实际水处理中常用的中压紫外灯管处理；(4)经过处理后的出水中添加次氯酸钠或二氧化氯作为消毒剂，消毒时间及消毒剂余量满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种饮用水中耐氯菌的控制方法，包括：
(1)、对含有耐氯菌的水，采用无菌酸碱溶液将水样pH调节至6.5～8.5；
(2)、在水样中添加过硫酸盐，反应一定时间；
(3)、反应后的水样用中压紫外灯进行照射；
(4)、紫外处理结束后添加一定剂量的次氯酸钠或者二氧化氯消毒。
前述技术方案是通过大量实验优选得到的，对处理步骤和处理条件需要严格控制。具体的实现原理为：
紫外线(UV)能够使微生物遗传物质(DNA)失活，使其失去繁殖能力，特别是对饮用水中“两虫”(隐孢子虫和贾第氏鞭毛虫)具有较好地杀灭效果，但也存在“光复活”现象。
过一硫酸盐(PMS)、过二硫酸盐(PS)分别能够产生单过硫酸根离子(HSO5 -)或过硫酸根离子(S2O8 2-)，其氧化还原电位分别为1.85V和2.01V，具有较高的氧化性。
意外的发现，在先加入过硫酸盐的情况下进行紫外照射，过硫酸盐在紫外光的催化作用下均能够产生硫酸根自由基(·SO4 -)和羟基自由基(·OH)，其氧化还原电位2.60V和2.80V，远高于臭氧的氧化还原电位2.07V，从而极大的提高了氧化性，并严格控制过硫酸盐的使用，为饮用水符合饮用标准，降低处理成本取得了突出进步。
将过硫酸盐和紫外光联合使用属于高级氧化的形式之一，将其联合使用作为饮用水中耐氯菌的应对措施，具有较好地应用前景。
按照我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对氯消毒时间与剂量的相关规定，本发明中将经过30min氯消毒、余氯浓度在0.3mg/L以上条件下仍能够存活的微生物，定义为耐氯菌。
更为具体的一种实施方案是，所述耐氯菌包括Lysinibacillus fusiformis。
作为本发明的一种优选技术方案，其中过硫酸盐选自过一硫酸盐(PMS)、过二硫酸盐(PS)或者二者按照1:1配比的混合药剂；所述盐选自钠盐、钾盐或铵盐。更为优选PS作为过硫酸盐的技术方案。
作为本发明的一种优选技术方案，在水样中添加0.1mM～0.2mM过硫酸盐，反应5min～10min。
通过大量的实验研究发现，当过硫酸盐小于0.1mM，则达不到理想效果，大于0.2mM，则经济性不理想。
作为本发明的一种优选技术方案，反应后的水样用中压紫外灯进行照射，紫外剂量为40mJ/cm2～100mJ/cm2。
通过大量的实验研究发现，当紫外剂量小于40mJ/cm2，则达不到理想效果，大于100mJ/cm2，则经济性不理想。
作为本发明的一种优选技术方案，紫外处理结束后添加一定剂量的次氯酸钠或者二氧化氯消毒，消毒后，次氯酸钠余氯不小于0.3mg/L，二氧化氯余氯不小于0.1mg/L
作为本发明的一种优选技术方案，消毒时间优选为30min以上。
本发明相对于现有技术的有益效果包括：
该方法采用过硫酸盐+UV+次氯酸钠/二氧化氯的组合消毒形式，形成高级氧化，可有效应对水源水中耐氯菌滋生问题，同时亦能保持管网水中消毒剂余量达标，满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求，能够全面保障饮用水微生物安全。
附图说明
图1，本发明的处理流程示意图；
图2，不同处理方式下的Lysinibacillus fusiformis的灭活效果示意图，其中，T＝25℃，pH值＝7.5，初始菌液浓度：1.65*106CFU/mL；
图3，不同加氯量条件下的Lysinibacillus fusiformis灭活效果示意图，其中，T＝25℃，pH值＝7.5，初始菌液浓度：1.65*106CFU/mL。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。
实施例1
本发明中以实际供水厂提取纯化的耐氯菌Lysinibacillus fusiformis(梭形芽孢杆菌)为对象，采用图1的消毒方式对其进行处理，参照图1处理流程：
其中，原始的工艺参数如下：
(1)水样的Lysinibacillus fusiformis浓度为106CFU/mL，采用无菌酸碱溶液将水样pH调节至7.5；
(2)在水样中添加0.1mM或0.2mM过硫酸盐，其中过硫酸盐为过一硫酸盐(过一硫酸氢钠，标识为PMS)、过二硫酸盐(过硫酸氢钠，标识为PS)，反应10min；
(3)反应后的水样用中压紫外灯进行照射，紫外剂量为40mJ/cm2～100mJ/cm2；
(4)紫外处理结束后添加一定剂量的次氯酸钠或者二氧化氯，消毒时间30min，余氯不小于0.3mg/L，二氧化氯余氯不小于0.1mg/L。
UV单独处理及UV与PMS或PS处理方式下，对Lysinibacillus fusiformis的灭活效果如图2所示。
由图2分析可知，单独使用紫外消毒的情况下，UV剂量为120mJ/cm2时，对Lysinibacillus fusiformis的log灭活率为1.92。
然而，PMS或PS与紫外联用的情况下，UV剂量为40mJ/cm2时，对Lysinibacillusfusiformis的log灭活率基本在2.00以上(PMS浓度为0.1mM除外)；UV剂量为60mJ/cm2时，对Lysinibacillus fusiformis的log灭活率为3.00以上。更优选为100mJ/cm2以内，效果最佳，且经济效果理想。
另外，按照《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对消毒时间和消毒剂余量的要求(反应30min后余氯量为0.3mg/L～4.0mg/L)投加氯，消毒30min后的效果如图3所示，余氯量为3.86mg/L时，对Lysinibacillus fusiformis的log灭活率仅为1.35，远低于PMS+UV和PS+UV对Lysinibacillus fusiformis灭活效果。
此外，相同剂量条件下，与PMS+UV相比，PS+UV对Lysinibacillus fusiformis灭活具有明显的优越性。
综合考虑灭活效果及经济性，确定过硫酸盐的添加量为0.1mM～0.2mM，紫外剂量为40mJ/cm2～100mJ/cm2。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种饮用水中耐氯菌的控制方法，其特征在于，包括：
(1)、对含有耐氯菌的水，采用无菌酸碱溶液将水样pH调节至6.5～8.5；
(2)、在水样中添加过硫酸盐，反应一定时间；
(3)、反应后的水样用中压紫外灯进行照射；
(4)、紫外处理结束后添加一定剂量的次氯酸钠或者二氧化氯消毒。
2.根据权利要求1所述的一种饮用水中耐氯菌的控制方法，其特征在于，按照我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对氯消毒时间与剂量的相关规定，本发明中将经过30min氯消毒、余氯浓度在0.3mg/L以上条件下仍能够存活的微生物，定义为耐氯菌。
3.根据权利要求1或2所述的一种饮用水中耐氯菌的控制方法，其特征在于，所述耐氯菌包括Lysinibacillus fusiformis。
4.根据权利要求1所述的一种饮用水中耐氯菌的控制方法，其特征在于，过硫酸盐选自过一硫酸盐(PMS)、过二硫酸盐(PS)或者二者按照1:1配比的混合药剂；所述盐选自钠盐、钾盐或铵盐。
5.根据权利要求1或4所述的一种饮用水中耐氯菌的控制方法，其特征在于，在水样中添加0.1mM～0.2mM过硫酸盐，反应5min～10min。
6.根据权利要求1所述的一种饮用水中耐氯菌的控制方法，其特征在于，反应后的水样用中压紫外灯进行照射，紫外剂量为40mJ/cm2～100mJ/cm2。
7.根据权利要求1所述的一种饮用水中耐氯菌的控制方法，其特征在于，消毒后，次氯酸钠余氯不小于0.3mg/L，二氧化氯余氯不小于0.1mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种饮用水中耐氯菌的控制方法，其特征在于，消毒时间优选为30min。
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|---|---|---|---|---|
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| EP2610221A1 (en) * | 2012-01-02 | 2013-07-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for a water treatment |
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- 2019-05-13 CN CN201910394725.6A patent/CN110143708A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114085799B (zh) * | 2022-01-12 | 2023-06-06 | 北京科技大学 | 降解聚苯乙烯塑料的纺锤形赖氨酸芽孢杆菌制剂及其制备 |
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