水處理消毒技術可以分為物理消毒和化學消毒兩大類，物理消毒包括紫外線消毒、膜過濾、加熱、冷凍、輻射和微波消毒等；而常用化學消毒劑有氯、二氧化氯、臭氧、氯胺等，而消毒副產物、賈第鞭毛蟲以及難降解有機物污染等，都對水處理技術提出了更多的挑戰。
 
1、消毒副產物。
　　首先是臭氧消毒。這種方式以往應用較多，它主要是利用其強氧化性，破壞微生物的細胞壁使其立刻死亡。臭氧消毒本身不產生鹵代烷，但是生成的其它消毒副產物如醛、酮、醇等若經氯化，也會產生三鹵甲烷。
 
而氯消毒對細菌的作用是破壞其酶系統，導致細菌死亡，對病毒的作用主要是對核酸破壞的致死性作用。20世紀70年代后，人們發現飲用水氯消毒后，水中含有具有致癌、致畸、致突變的THMs等有害消毒副產物，從而影響飲用水水質安全性。至今已知的消毒副產物已經有500種以上，雖然絕大多數的濃度只有微克/升，但THMs的致癌性卻不容忽視。
 
如何避免有害消毒副產物的產生呢？理論是可以通過預處理去除THMs前驅物，但是除難度大。人們開始關注紫外線消毒，紫外線消毒不向水中增加物質、不增加水的嗅和味、沒有副作用、不產生有毒有害的副產物、消毒速度快、效率高、操作簡單、便于運行管理和實現自動化運行，這都是它優于化學消毒的地方。
 
2、賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲
隱孢子蟲繁殖很快，從體內排出后又形成新的污染源，隱孢子蟲為孢子蟲類的原生動物，寄生于哺乳動物、烏類及魚類的胃腸道及呼吸道內，傳染方式為經口腔攝入了隱孢子蟲的卵囊，水是重要的傳播途徑。
 
　　水中賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲引起的不適，被歸因為市政自來水廠的加氯消毒。據美國自來水協會統計，美國發生隱孢子蟲事故10次，英國發生21次，加拿大發生4次。賈第蟲和隱孢子蟲具有抗氯性，特別是隱孢子蟲，常規氯消毒幾乎不起作用，欲滅活90%，需要80mg/L濃度的氯接觸90分鐘。

研究證明，紫外線消毒技術對近些年發現的致病性病原微生物賈第蟲和隱孢子蟲具有良好的滅活，使用低壓汞燈和中壓汞燈均能有效地滅活隱孢子蟲，38mJ/cm2的輻射劑量就能達到99.99%的殺滅率。另外，波長為185nm的真空紫外線（V-UV）能產生臭氧，臭氧是一種強氧化劑，能破壞存在于空氣中或水中的微生物的細胞壁，使微生物立刻死亡。
 
3、難降解有機物污染問題
冶金、化工、造紙與制藥等行業所排放的難降解的有機污染物多含有多環芳烴、有機氯化物、氯代酚類及一些高分子物質，導致廢水毒性大、難以被微生物降解、處理難度大等一系列問題。
 
氧化技術是一種可以有效地處理難降解有機廢水的方法，即利用在一定條件下產生的具有很強氧化能力的自由基，如羥基自由基（•OH），其氧化電位高（3.06V），氧化能力強于臭氧（2.07V）和氯氣（1.36V），能強化分解水中的有機污染物，可用于水源污染較重和水質要求較高的情況。

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