第二，引入物理消毒
紫外線消毒的生物學原理
A.淺析紫外線消毒技術在飲用水氯消毒中的應用氯消毒會產生致癌的氯化消毒副產物。近年來，賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲的發現使現有的氯消毒工藝面臨嚴峻挑戰，人們開始尋找新的替代消毒技術，以有效提高消毒效果，降低消毒過程中產生的副產物對人體健康的潛在危害，確保飲用水的微生物安全和化學安全。在眾多可供選擇的消毒技術中，紫外線消毒因其不添加化學藥品、消毒效果好、無消毒副產物等優點而備受人們關註。紫外線消毒有著非常悠久的歷史。在歐洲，飲用水的紫外線消毒已有近百年的歷史。
1910年，法國馬賽壹家自來水廠首次安裝紫外線消毒系統，對飲用水進行消毒。截至目前，西方發達國家汙水處理廠已安裝近4000套大型紫外線消毒系統，應用該技術的廠家約占汙水處理廠總數的10%。同時，截至2001年底，已有2000多家自來水廠采用了紫外線消毒技術，占自來水廠總數的10%以上，壹大批紫外線消毒技術改造工程正在進行中。由於紫外線消毒在環保和人身安全方面的突出優勢，歐洲和北美許多國家將紫外線消毒列為水終端和用戶的進水口及小型供水系統的首選。特別是在自來水中發現隱孢子蟲後，美國已將紫外線消毒技術作為自來水消毒的最佳手段寫入供水法規。
紫外位於X射線和可見光之間，壹般分為真空紫外區(
核酸是壹切生物的基本物質和生命基礎。核酸可分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類，它們的相似之處是根據嘌呤和嘧啶堿基配對的原理，由磷酸二酯鍵連接的多核苷酸鏈。當微生物受到紫外線照射時，會吸收紫外線的能量，從而造成DNA損傷。兩種最常見的損傷形式是環丁烷嘧啶二聚體(CPD)和嘧啶-嘧啶酮光產物(PP)。當DNA受到紫外線照射時，相鄰的嘧啶堿基以* *價交聯形成環丁烷四環，使兩個堿基的5位和6位雙鍵飽和，形成CPD。嘧啶-嘧啶酮光產物由5嘧啶的碳原子5和6或3嘧啶的碳原子4與位於碳原子4的氧原子或亞氨基異構體之間形成的二氧六環或氮雜環丁烷4環形成，是相對穩定的化學鍵，從而阻止DNA復制；另壹方面，在紫外線照射下，可產生自由基引起光電離，使微生物無法復制繁殖，自然死亡或被人體免疫系統破壞，不會對人體造成傷害，從而達到消毒的目的。
B.紫外線消毒對水中微生物的滅活效果紫外線消毒對微生物的滅活效果很高，對水中的各種微生物都有很好的滅活效果，且殺菌速度快，大多在1秒內。此外，紫外線消毒技術對近年來發現的病原微生物賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲也有很好的滅活效果。隱孢子蟲包囊通過人和動物的糞便排放到環境中，能在環境中長期存活。隱孢子蟲卵囊和賈第鞭毛蟲囊比其他水傳播病原體存活時間更長，可引起許多疾病的爆發。隱孢子蟲引起的疾病非常嚴重，常見的癥狀有腹瀉、嘔吐、低燒，類似流感癥狀。對於免疫功能不完善的患者，如艾滋病患者，病情更嚴重，導致死亡。
比如1994年，美國拉斯維加斯爆發隱孢子蟲病，20名艾滋病患者死亡。近年來的研究表明，當低壓汞燈和中壓汞燈的輻射劑量為30J/m2時，隱孢子蟲可被滅活99.9%以上，大量實驗證明低壓汞燈和中壓汞燈能有效滅活隱孢子蟲。紫外線消毒對軍團菌也有很好的效果。穆拉卡比較了臭氧、紫外線、氯和加熱對軍團菌的滅活作用。紫外線和加熱(60度)65438±0小時產生5log滅活，而氯氣和臭氧需要5小時才能達到同樣的滅活效果。
c紫外線消毒與其他消毒方法的比較五種常用消毒方法在消毒效果、費用和安全性方面的比較。從表中可以看出，幾種中國化學消毒劑對微生物的滅活需要很長時間，而紫外線消毒只需要幾秒鐘就能達到同樣的滅活效果。化學消毒劑會產生壹些對人體健康有害的消毒副產物，操作管理也比較復雜。紫外線消毒在滅菌過程中不產生消毒副產物，操作簡單，基建投資和運行費用低於其他化學消毒方法。
d紫外線消毒應用的優缺點紫外線消毒技術具有其他消毒技術不可比擬的優勢，克服了現有傳統消毒技術的缺點。歐洲許多國家、加拿大和北美的美國在20世紀90年代分別修改了它們的環境立法，並推薦在處理後的廢水和飲用水的消毒中使用紫外線消毒技術。
紫外線消毒的優勢
(1)紫外線消毒技術殺菌效率高，運行安全可靠。紫外線消毒對細菌和病毒的滅活效率高，由於不添加任何化學藥劑，不會對水和周圍環境造成二次汙染。
(2)對隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲有特殊的消毒作用。常規的氯消毒工藝對隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲的滅活效果非常低，在較高的氯劑量下會產生大量的消毒副產物，而紫外線消毒在較低的紫外線劑量下就可以達到對隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲的高滅活效果。
(3)不產生有毒有害副產物，不增加飲用水的AOC含量。紫外線消毒不改變有機物的特性，且由於不添加任何化學物質，不會產生對人體有害的副產物，不會增加AOC、BDOC等破壞管網水生物穩定性的副產物。
(4)能降低異味，降解微量有機物，紫外線對水中各種微量有機物有壹定的降解能力，能降低水的異味和口感。
(5)占地面積小，操作維護簡單，成本低。每天5萬噸汙水的氯消毒，需要修建壹條長1.30m，寬3m的接觸渠。使用紫外線消毒只需要20米長、3米寬的區域；紫外線消毒操作維護簡單，運行成本低，每噸水只需4%人民幣甚至更低，性價比有很大優勢。(6)消毒效果受水溫和pH值的影響很小。
紫外線消毒技術在工程應用中的不足
主要有以下幾個方面:
(1)沒有持續殺菌能力，消毒後的水如果遇到新的汙染源會再次被汙染，需要和氯氣配合使用；(2)水中濁度和懸浮物對紫外線殺菌影響較大，降低了消毒效果；
(3)紫外線燈外殼易結垢，影響紫外線穿透和殺菌效果，需定期清洗外殼，並采取表面冷卻措施，防止管垢形成；
(4)細菌復活現象，壹些被紫外線滅活的病毒細菌可以借助光修復其受損組織，達到復活的目的，而另壹些則可能出現暗復活現象(無光)；
(5)國內使用經驗少。在我國，雖然紫外線系統已經逐漸在工程中得到應用，但紫外線消毒技術的研究還沒有完全開展，紫外線消毒的應用還存在很多問題。
紫外線消毒技術的應用前景
紫外線消毒具有廣譜性，對很多病原微生物都有很好的作用。歐洲、加拿大和北美美國的許多國家在90年代修訂了環境立法，紫外線消毒技術已被推薦用於處理後的廢水和飲用水的消毒。目前，紫外線已應用於飲用水、再生水、生活汙水和工業廢水的消毒。雖然紫外線消毒技術存在壹些問題，如缺乏持久殺菌能力、細菌光修復問題、燈管使用壽命等，但相信隨著人們對紫外線消毒技術研究的深入，殺菌效率更高的中壓燈和脈沖燈的出現，將會延長燈管的使用壽命。以及紫外線消毒系統設計的深入研究，紫外線消毒裝置產品的商品化和國產化，綠色高效的紫外線消毒技術將在我國飲用水消毒中具有良好的應用前景。總之，各種消毒劑都有各自的優缺點，要根據原水和水廠的特點來應用。
三。化學消毒簡介
飲用水常見的消毒工藝有液氯、氯胺、二氧化氯、臭氧、紫外線、膜消毒等。分析了各種消毒工藝的機理、運行特點和處理效果。飲用水深度凈化工藝能很好地去除消毒副產物前體物和病原微生物，建議氯胺或二氧化氯作為最終消毒劑，臭氧氧化可作為預處理處理方案。分析了紫外線消毒技術的應用範圍。