第五章 饮用水卫生
第四节 集中式给水
集中式给水:
?通常称为自来水
?由水源集中取水,经统一净化
处理和消毒后,通过输水管送
到用户的供水方式。
一、水源选择的原则
1,水量充足
2,水质良好,水源水质应符合有关要求
( 1)符合 饮用水卫生标准或规范 中的“生活饮用水水源水质要求”
微生物学要求(经加氯消毒和净化处理)
感官性状和一般化学指标(经净化处理)
毒理学指标和放射性指标
( 2)有害物质符合, 饮用水源水中有害物质的限值, 的规定
( 3)耗氧量、五日生化需氧量
( 4)高氟区(氟化物)、碘缺乏区(碘化物)
3,便于防护
( 1) 选用地下水
( 2) 取水点设在城镇和工矿企业的上游 。
4,技术经济合理
二、地表水水源卫生防护
取水点
取水点周围 半径 100m的水
域内,严禁从事可能污染
水源的任何活动。
取水点 上游 1000m至下游 100m
的水域,不得排入工业废水和
生活污水,不得从事有可能污
染该水域水质的活动。
取 水 点 上 游
1000m 以外 的
一定范围河段
划为水源保护
区, 严格控制
上游污染物排
放量 。取水点位于城镇和工业
企业的上游
三、水质处理
生活饮用水的净化处理
常规净化
深度净化
特殊净化
常规净化,混凝沉淀(或澄清) 过滤 消毒
混凝沉淀(或澄清) ① 化学品混合地,② 絮凝池,③ 沉淀地
过滤 ④ 快速砂滤
消毒 ⑤ 用氯消毒,⑥ 洁净水储藏池,⑦ 泵
1.混凝沉淀( coagulation and precipitation)
加混凝剂使水中 悬浮颗粒 和 胶体物质 互相粘附聚合成较大颗粒而
从水中沉降的过程。
目的,去除天然水中难以自然沉降的细小颗粒,如悬浮物质、溶解
性物质和细菌等
混凝剂的种类:
-- 混凝剂种类繁多
-- 常用的 混凝剂 有金属盐类(铝盐和铁盐等)和高分子两类
-- 助凝剂,在澄清浑水中只起辅助作用
影响混凝效果的因素:
-- 水中微粒的性质和含量
-- 水温
-- 水的 pH
-- 水中有机物和溶解盐含量
-- 混凝剂的使用种类和方法
2,过滤 (Filtration)
过滤是指浑水通过石英砂等滤料层以截留水中悬浮杂质和微
生物等的净水过程
目的:
① 水的浊度达到生活饮用水水质标准的要求
② 去除水中大部分病原体,如致病菌、病毒以及寄生原虫和
蠕虫等
③ 残留的微生物失去悬浮物的保护,为滤后消毒创造了条件 。
滤料,应用最广的滤料是石英砂,常用的还有无烟煤、木炭、
活性炭、金钢石等。
滤料的卫生学要求:
① 本身无毒,也不应与水中任何化学物质结合而产生有毒物;
② 不能被微生物利用和分解;
③ 有良好的机械强度,使用时不易磨损和碎裂;
④ 滤料颗粒粒度要较均匀。
城市生活废水,沉渣泛起,泡沫横流。
通过混凝沉淀和过
滤后 变 为 净水。
3.消毒 disinfection
? 消毒是指杀灭外环境中病原微生物的方法 。
? 目前我国用于饮用水消毒的方法主要有
氯化消毒
二氧化氯消毒
紫外线消毒和臭氧消毒
氯化消毒
化学药剂消毒饮用水的一种最普及和最有效的方法
消毒的氯制剂,主要有液氯, 漂白粉 〔 Ca(OCl)Cl〕,
漂白粉精 〔 Ca(OCl)2〕 和有机氯制剂等 。
有效氯,含氯化合物中氯具有杀菌能力的有效成分,
即氯化物分子团中氯的价数大于- 1者 。
漂白粉含有效氯约 28%~ 33%
漂白粉精含有效氯 60%~ 70%
优氯净含有效氯约 60%~ 64%
?氯化消毒的基本原理
?影响消毒效果的因素
?氯消毒方法
氯化消毒的基本原理
氯溶于水后水解生成 次氯酸 和 次氯酸根
Cl2 + H2O HOCl + H+ + Clˉ
HOCl H+ + OClˉ
漂白粉 和 漂白粉精 在水中均能水解成 次氯酸
2 Ca(OCl)Cl + 2H2O
Ca(OH)2 + 2HOCl + CaCl2
Ca(OCl)2 + 2H2O
Ca(OH)2 + 2HOCl
水中含氨时,氨与次氯酸反应生成 氯胺
(一氯胺 ( NH2Cl)和 二氯胺 ( NHCl2))
NH3+ HOCl NH2Cl + H2O
NH2Cl + HOCl NHCl2 + H2O
消毒效果
次氯酸 ﹥ 次氯酸根 ﹥ 氯胺
氯的杀菌作用机制:
? 次氯酸 体积小, 电荷中性, 易于穿过细
胞壁;
? 强氧化剂, 能损害细胞膜, 使蛋白质,
RNA和 DNA等物质释出, 并影响多种酶
系统, 从而使细菌死亡 。
? 氯对病毒的作用, 在于对核酸的致死性
损害 。 病毒缺乏一系列代谢酶, 对氯的
抵抗力较细菌强 。
影响消毒效果的因素
1,加氯量和接触时间
2,水的 pH值
3,水温、水浑浊度,水中微生物
1,加氯量和接触时间
需氯量, 杀灭细菌和氧化水中的有机物和还原性
无机物需要的氯的总量。
余氯,为保证消毒效果,加氯量必须超过水的需
氯量,使在 氧化和杀菌后 还能剩余一些有效氯,
此 剩余的有效氯称为余氯 。
游离性余氯 (HOCl和 OClˉ)
化合性余氯 (NH2Cl和 NHCl2)
,生活饮用水卫生规范, 规定:
游离性余氯,出厂水接触 30分钟后,不低于
0.3mg/L,管网末梢水不低于 0.05mg/L。
加氯量和余氯的关系
水中无氨时,余氯随加氯量的增加而增加。
O M
A
B余氯

mg

L
O-A:水需氯量为零
时,加氯量 =余氯量
M-B:加氯量为 M
时,随加氯量的增
加,余氯量增加。
加氯量( mg/L)
加氯量和余氯的关系



mg

L
O M
A
B
D
C
加氯量( mg/L)
D:折点
水中有氨时,余氯随加氯量
的增加而增加,此时余氯为
化合性余氯( M-C),达 C
点时,余氯下降,达 D点时,
余氯重新上升,此时余氯为
游离性余氯( D-B)。
D点:称为 折点。
2,水的 pH值
pH值< 5.0,HOCl为 100%;
pH值 = 6.0,HOCl在 95%以上;
pH值> 7.0,HOCl含量急剧减少;
pH值 = 7.5,HOCl和 OClˉ大致相等;
pH值> 9,OClˉ接近 100%;
HOCl的杀菌效率比 OClˉ高约 80倍!!
3,水温、水的浑浊度、
水中微生物的种类和数量
? 水温高,杀菌效果好。水温每提高 10℃,
病菌杀灭率约提高 2— 3倍。
? 水的浑浊度很高,悬浮物质较多,细菌
多附着在这些悬浮颗粒上,氯的作用达
不到细菌本身,使杀菌效果降低。
? 大肠杆菌抵抗力较低,病毒次之,原虫
包囊抵抗力最强。
氯消毒方法
普通氯化消毒法
氯胺消毒法
折点氯消毒法
过量氯消毒法
普通氯化消毒法
? 水质较好、基本上无氨、无酚时,加入
少量氯即可达到消毒目的的一种消毒法。
此时产生的主要是游离性余氯。
? 优缺点,消毒效果好,但可产生氯化副
产物,游离性余氯较不稳定,不易在较
长管网中保持至管网末梢。
氯胺消毒法
? 加氯量控制在 C点前,在水中加入氨,加氯后
生成的是一氯胺和二氯胺。 (图)
? 优点, 三卤甲烷类物质的形成明显较普通氯化
法低;化合性余氯较稳定,在管网中可维持较
长时间,使管网末梢余氯得到保证。
? 缺点,氯胺的消毒作用不如次氯酸强,因此接
触时间长,费用较贵;需加氨而操作复杂;对
病毒的杀灭效果较差 。
折点氯消毒法
? 加氯量超过折点( D点),在水中形成游离性余氯。
(图)
? 优点,消毒效果可靠;能明显降低锰、铁、酚和
有机物含量;并具有降低臭味和色度的作用。
? 缺点,耗氯多,能产生较多的氯化副产物三卤甲
烷 ; 需事先求出折点加氯量,比较麻烦。
过量氯消毒法
? 当水源受有机物和细菌污染较严重时,或在
野外工作、行军等条件下,需在短时间内达
到消毒效果时, 加过量氯于水中,使余氯达
l - 5mg/L。
? 消毒后的水可用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或活
性炭脱氯。
? 目前,国内外的多数水厂仍用氯作饮用水的
消毒剂。
? 氯消毒会产生具有致癌作用的氯化消毒副产
物 。去除它有以下几种方法:
– 对原水进行生物预处理,除去或降低有机前体物
含量。
– 活性炭过滤等净化措施来降低或除去氯化副产物。
– 改变传统氯化消毒工艺,如避免预氯化和折点氯
消毒。
– 采用其他消毒方法,如采用二氧化氯或臭氧做消
毒剂,或采用紫外线、超声波等物理消毒方法 。
二氧化氯 (ClO2)消毒
? ClO2,极为有效的饮水消毒剂,在常温下为橙
黄色气体,在水中极易挥发,故需在临用时就
地配制。
? 优点,可减少水中三卤甲烷 ( THMs) 等氯化
副产物的形成;消毒后水中余氯稳定持久, 防
止再污染的能力强等 。 被认为是目前氯制剂的
理想替代品 。
? 缺点,具有爆炸性, 故必须在现场制备, 不易
储存和运输;成本高;可引起溶血性贫血和变
性血红蛋白血症 。
臭氧消毒
? 极强的氧化剂,在水中极不稳定,需在临用时
制备。
? 优点,强氧化剂,消毒效果较 ClO2和 Cl2好;
不产生三卤甲烷。
? 缺点,成本高,电耗大,设备操作运行复杂;
水中易分解,不能保持杀菌消毒的持久性;消
毒后对管道有腐蚀作用,故出厂水无剩余 O3,
需要第二消毒剂。
紫外线消毒
? 波长 200~ 295nm的紫外线具有杀菌作用。
? 优点,杀菌效率高、不影响水的嗅味。
? 缺点,消毒后无持续杀菌作用,价格贵。
目前仅用于小型供水量不大的单位或家庭,在
水厂采用较少。
饮用水的深度净化
? 目的, 获得优质饮用水
? 深度净化的方式有:
① 分散式 ( 桶装供水 )
矿化, 磁化和纯水等净化器 。
② 集中式 ( 管道供水 )
市政自来水再经小区净水站 ( 净水屋 ) 净化, 由专用
管道入户或居民在净水站汲取, 即 分质供水和直饮水 。
? 深度净化的方法:
活性炭吸附法、膜过滤法、离子交换法等
城市分质供水问题
? 城市现有供水方式:不问用途,一视同仁,等
质供应,一管到底。
? 城市分质供水,对部分的供水进行 深度净化 处
理,并另设管网,直通住户,实现 饮用水 和 生
活用水 分质, 分流,以满足优质优用、低质低
用的要求。
? 我国上海、深圳、广州为解决饮用水的问题,
已经在尝试城市分质供水。
? 分质供水工程投资巨大。
饮用水的特殊净化
?除藻和除臭
?除氟
?除铁和除锰
?海水与苦咸水淡化
四、配水管网的卫生要求
? 配水管网, 给水管网中,配水到用户的干管和
支管。
? 配水管材料,钢管、铸铁管、钢筋混凝土管和
塑料管。
? 配水管网的设备和防护材料应符合卫生部, 生
活饮用水卫生规范, ( 2001)中的, 生活饮用
水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范,
的卫生要求。
? 管材应有足够的强度。
? 管材应有稳定的化学性能,防腐蚀性强。
第五节
分散式给水
一、农村给水
水井,井址选择上考虑便于防护。井水需用漂白
粉澄清液消毒,特别是肠道传染病流行季节。
泉水, 如取水方便,是农村饮用水的适宜水源 。
地面水,以江河为水源时,宜采用分段用水;
在池塘多的地区,可采用分塘用水。
雨雪水,用水窖收集储存。
二、桶装水
? 以自来水为原水经深度净化后供给居民饮
用的一种分散式给水;
? 桶装纯净水、桶装矿泉水、桶装矿物质水;
? 桶装水的卫生问题:微生物污染;
? 桶装水的矿物质和微量元素含量与健康。
第六节
涉水产品的卫生学要求
涉水产品,涉及饮用水卫生安全产品
? 包括水处理器、输配水设备、管材、防
护涂料和水处理剂。
?, 生活饮用水卫生监督管理办法, 规定:
“涉及饮用水卫生安全的产品,必须进
行卫生安全性评价。”
一、水质处理器(饮水净水器)
? 水质处理器,以市政自来水或其他集中式供水
为原水,经过进一步处理,旨在改善饮水水质,
去除水中某些有害物质为目的的 饮水处理装置 。
? 水质处理器的主要组成部分,与饮水接触的成
型部件和过滤材料。
? 水质处理器存在的卫生问题:
- 成型部件化学成分的污染。
- 过滤材料主要以活性炭为主,作用一定时
间后,活性炭上易繁殖细菌。
- 纯净水在去除细菌、杂质的同时,去除了
对人体有益的微量元素和无机矿物质,长
期饮用会造成体内营养失衡 。
? 水质处理器的卫生学要求
材料要求:
( 1)净水器所用材料必须符合 2001年卫生部颁
布, 生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评
价规范, 的要求。
( 2)用于组装处理器材料和直接与饮水接触的
成型部分及过滤材料,必须具有卫生安全证明
文件,否则必须进行浸泡试验。浸泡水应符合
,生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价
规范, 中规定的限值。
? 水质卫生要求:
( 1)水质所有指标应符合, 生活饮用水卫
生规范, 规定
( 2)在浊度、细菌学指标、微量有机物等
方面应优于“生活饮用水卫生规范”,
达到优质饮用水要求 。
二、输配水设备
? 涉水产品的输配水设备,与饮用水接触
的输配水管、蓄水容器、供水设备及机
械部件如阀门、水泵、水处理剂加入器
等。
? 可能的健康问题,引起中毒、致突变,
致癌、致畸作用 。
三、防护材料
? 防护材料,指与饮用水接触的涂料、内
衬等;
? 种类繁多,有漆酚、聚酰胺环氧树脂、
环氧酚醛等,这些材料中含甲醛、苯、
四氯化碳等有机成分;
? 可能的健康问题,致突变,致癌、致畸
作用。
四、水处理剂
? 涉水产品的化学处理剂,指饮用水水质处理过
程中所采用的一些化学物质或产品,如混凝絮
凝助凝、消毒、氧化,pH调节、软化、灭藻、
除垢、除氟、氟化、矿化等产品。
? 可能会含有一些有害物质如金属、无机物、有
机物及放射性物质等。
五、对输配水设备、防护材料及
水处理剂的卫生要求
① 凡与饮用水接触的输配水设备、防护
材料和水处理剂不得污染水质,其出
水 水质必须符合, 生活饮用水水质卫
生规范, ( 2001)的要求;
②输配水设备和防护材料要按规定进行
浸泡试验,浸泡水需按规范要求的方
法进行处理和检验,其检测结果必须
符合规范要求;
③ 输配水设备和防护材料在水中溶出物质的浓
度在, 规范, 中未做规定时 需通过 毒理学试验
进行安全性评价;
④化学处理剂处理后的水质感官性状必须符合
,生活饮用水水质卫生规范, (2001) 的要求,
有害物质不得超过, 规范, 或相关标准的 10%,
若无标准可依时,应按规范要求进行毒理学试
验,确定其限值。
,生活饮用水水质卫生规范,
( 2001)附件:
?生活饮用水水质卫生规范
?生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安
全评价规范
?生活饮用水化学处理剂卫生安全评价规范
?生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评
价规范
第六节
饮用水的卫生调查、
监测和监督
一、水源卫生调查
二、水厂调查
预防性卫生监督和经常性卫生监督
三、水质监测
我国, 生活饮用水卫生标准, 和, 规范,
中规定:卫生部门根据需要应对集中式供
水单位以及自备供水单位的供水系统的水
质进行定期抽查,并负责水质分析的质量
控制。
四、水性疾病的监测
五、根据, 生活饮用水卫生监督管理办法, 卫生
部门大致进行下列几方面的监督工作:
①参与新建、改建、扩建饮用水工程项目的预防
性卫生审查;
②对供水单位实行, 卫生许可证制度, ;
③监督供水单位执行, 饮用水水质卫生标准, 及
,卫生规范,,加强饮用水水质与水性疾病的
监督工作;
④对直接从事供水和管水的人员,包括二次供水
清洗消毒人员经体检合格后发证上岗。
谢 谢!