消毒是农村供水的薄弱环节,也是农村饮水安全保障的最后一道防线,研究适宜消毒技术对保障农村供水水质安全具有重要的意义。次氯酸钠是一种高效、广谱的消毒剂,消毒效果较好,采用次氯酸钠发生器现场制取次氯酸钠具有原料购置方便、运行成本低、安全性高等优势,适宜农村供水工程采用。但现有次氯酸钠发生器存在有效氯浓度低、盐耗、电耗较高等问题,在一定程度上制约了其发展应用。近年来膜法电解技术显著提高有效氯、降低盐耗、电耗的优势逐渐受到重视,但将该技术应用于次氯酸钠溶液制取,还需要解决电解条件优化、次氯酸钠有效生成等问题。另一方面,制取得到的次氯酸钠溶液如何安全合理地投加以保证整个农村供水管网中合理的消毒剂余量,也需要开展研究。本文以农村供水消毒中采用的次氯酸钠为研究对象,以次氯酸钠的制取及其在农村供水管网中的衰减为主要研究内容。首先通过室内试验开展膜法电解次氯酸钠试验装置优化研究,分析了不同电解槽进液流量、电解液循环方式、膜材料、氯气分离装置以及次氯酸钠生成反应条件对试验装置运行效果的影响。为验证优化后膜法电解次氯酸钠试验装置的运行效果,分别从消毒液品质、对水体水质的影响、消毒效果以及运行效果四个方面,将研究提出的次氯酸钠发生器与无隔膜法电解次氯酸钠发生器、常规隔膜法电解次氯酸钠发生器以及投加商品次氯酸钠溶液进行对比分析。最后,利用EPANET2.0软件模拟采用次氯酸钠消毒的农村供水工程管网中余氯的衰减过程及动态变化,以节点余氯作为管网水质安全评价指标,采用模糊评价方法开展评价,提出了有针对性的管网水质改善措施,为农村供水工程合理应用次氯酸钠消毒技术提供科学合理的建议。主要结论如下:(1)膜法电解次氯酸钠装置性能优化试验研究表明,当电解液循环方式为自然循环、膜材料为全氟磺酸羧酸双层复合膜、氯气分离装置设计为顶部带多孔板样式、次氯酸钠生成反应条件为多孔曝气时,发生装置的运行效果较好。当采用自然循环时,电解槽电压相对较低,长期运行后,其电流效率约是强制循环的1.2倍,电耗、盐耗分别比强制循环低17%和16%。当膜材料为全氟磺酸羧酸双层复合膜时,电解槽电压及电耗相对较低,相同试验条件下,复合膜的槽电压、电耗平均值分别比单层膜低6.5%和23.5%。当电解液出流增设顶部带多孔板的氯气分离装置时,获得了更好的气液分离效果,并且当进液流量控制在一定范围内时,该装置能够显著提高有效氯浓度。当次氯酸钠生成反应条件设置为多孔曝气时,能够提高次氯酸钠的生成效率,其次适当降低温度,效果更显著,反应条件为多孔曝气+冷浴的有效氯浓度分别比仅多孔曝气、单管曝气+冷浴、仅单管曝气高3.4%、15.5%和20.9%。(2)优化后的膜法电解次氯酸钠发生装置所产次氯酸钠溶液的品质高、对水体水质的影响小、消毒效果好,运行成本相对较低。优化后的膜法电解次氯酸钠发生装置所产次氯酸钠溶液的有效氯浓度较高,分别是无隔膜法、常规隔膜法电解制取次氯酸钠溶液和商品次氯酸钠溶液的10.75倍、4.51倍和1.41倍,能够实现对大肠杆菌的有效灭活。其杂质氯酸盐和亚氯酸盐浓度低,投入水体后对水体水质的影响程度最小,产生的消毒副产物三卤甲烷浓度最低。同时,优化后的膜法次氯酸钠发生装置的电耗、盐耗相对较低,运行成本比采用无隔膜法、常规隔膜法次氯酸钠发生器和商品次氯酸钠溶液分别低46%、56%和81%。(3)建立了管网余氯衰减模型,在采用次氯酸钠消毒的实际农村供水工程中实现了管网节点余氯的动态模拟,通过模型试算优化了初始余氯浓度,获得了较好的水质模糊评价结果。在余氯衰减符合一级反应动力学的假设前提下,通过EPANET2.0软件的参数调整和模型校核,实现了某实际运行的农村水厂管网中余氯的动态模拟。以校正后的余氯衰减模型为工具,分析了不同供水时段管网余氯衰减变化情况,结果表明,当出厂水余氯浓度为0.60mg/L,在用水量低峰期时,余氯衰减较快,有11%的管网节点余氯不满足生活饮用水卫生标准要求。以该水厂管网余氯的实际监测值作为管网水质安全评价指标,采用模糊评价方法对管网水质安全进行评价分析,利用己建的管网余氯衰减模型,对出厂水初始余氯浓度进行了优化(0.68mg/L),此时可获得更好的水质评价结果,此时余氯不满足生活饮用水卫生标准要求的管网节点比例降低到5%。