1、第七章 消毒1本章內容概述消毒原理機理，影響因素(哲克定律)氯消毒法其它消毒方法氨氯,二氧化氯,臭氧,紫外線23第一節、概述我國生活飲用水源水質標準（CJ3020-93）4項目標準限值一級二級色色度不超過15度，并不得呈現其他異色不應有明顯的其他異色渾濁度(度)3嗅和味不得有異臭、異味不應有明顯的異臭、異味PH值6.58.56.58.5總硬度(以碳酸鈣計)(mg/L)350450溶解鐵(mg/L)0.30.5錳(mg/L)0.10.1銅(mg/L)1.01.0鋅(mg/L)1.01.0揮發酚(以苯酚計)(mg/L)0.0020.004陰離子合成洗滌劑(mg/L)0.30.3硫酸鹽(mg/L)2

2、50250氯化物(mg/L)250250溶解性總固體(mg/L)10001： 濃度影響大; n1： 時間影響大C.t = 100 mg/L-minutes： C = 1 mg/L： t = 100 min. C = 10 mg/L: t = 10 min C = 100 mg/L: t = 1 minChick-Watson Law:在一般情況下，可以視n=1, Ct 值作為消毒劑消毒能力的判斷指標。19C: 消毒劑濃度； tr: 殺滅一定百分數微生物所需的時間n: 稀釋系數，與消毒種類、溫度、pH有關消毒劑濃度 vs. 消毒效率：20T1: 288 K (15C)T2: 298 K (25C

3、) T1 t221第三節、氯消毒法氯的消毒原理投氯量氯消毒工藝22一、氯的消毒原理：Cl2, 漂白粉（Ca(ClO)2）23氯的消毒機理：HClO和OCl-都有氧化能力;細菌帶負電；主要是通過HOCl的作用來消毒:中性的HClO分子擴散到細菌表面，穿透細胞壁到細菌內部，借助氯原子的氧化作用破壞菌體內的酶，從而使細菌死亡。24水中有氨時： PH9：一氯氨 PH=7：一氯氨 + 二氯氨 PH6.5：二氯氨 PH4.5：三氯氨消毒效果最好消毒效果極差可以認為仍然依靠HClO起消毒作用。25需氯量：殺滅細菌已達到指定的消毒指標及氧化有機物等所消耗的氯余氯量：抑制水中殘留致病菌的再度繁殖所需要的氯。出廠

4、水接觸30分后余氯不低于0.3mg/L；在管網末梢不應低于0.05mg/L。二、投氯量游離性氯/自由性氯：HClO ，ClO-，Cl2化合性氯：NH2Cl, NHCl2, NCl326水中無氨氮時加氯量與余氯關系：水中無任何微生物、有機物等: 加氯量余氯;水中有機物較少,不含游離氨和含氮有機物需氯量滿足以后就是余氯 需氯量余氯(mg/L)加氯量(mg/L)OM1227OA：水中雜質消耗氯需氯量；AH：氯與氨反應，有化合性氯的余氯存在，有一定消毒效果；H：峰點, 主要是化合性余氯;HB：化合性余氯；加的氯與氯氨反應，余氯減少;B：折點，此后增加的是自由性余氯。BC：自由性余氯。游離氨0.5mg/

5、L：加氯量控制在峰點前水中有氨：余氯(mg/L)加氯量(mg/L)OAHBC折點氯化法28氯消毒副產物 (DBPs)： 氯與水中有機物反應可產生許多致癌或有毒副產物，如三鹵甲烷和鹵乙酸等。293031新型含氮消毒副產物32Cl2瓶加氯機自來水混合池污水接觸池出水液氯消毒的工藝流程三、液氯消毒工藝33工藝參數投氯量：城市污水沉淀后出水：6 24 mg/L二級生化處理出水： 3 9 mg/L二級生化 + 過濾處理出水：1 5 mg/L氯與廢水接觸時間：混合池：5 15 s接觸池： 30 min余氯量：不小于0.5 mg/L34一般為鋼瓶使用時要嚴防進水氯庫要通風、防火加氯間和氯庫位置除了靠近投氯點

6、外，還應位于主導風向下游，且需與經常有人值班的車間隔開。需設置一系列的安全報警、事故處理等措施。Cl2瓶35加氯機1. 旋風分離器：分離氯氣中可能有的懸浮雜質2. 彈簧膜閥：保證氯瓶內有一定剩余壓力3&4. 控制閥和轉子流量計：控制和測定加氯量5. 中轉玻璃罩：觀察加氯機工作情況，穩定加氯量、防止壓力水倒流6. 平衡水箱：補充和穩定中轉玻璃罩內的水量7. 水射器：抽取中轉玻璃罩內的氯，使之與水混合溶解于水Cl2H2O36接觸池37第四節、其它消毒方法氨氯消毒二氧化氯(ClO2)消毒臭氧(O3)消毒紫外線(UV)消毒銀離子殺菌38一、氯氨消毒投加方法可投加液氨、硫酸氨或氯化氨；一般氯：氨3：16

7、：1，視水質不同而有所不同；采用氯氨消毒時，一般先加氨，再加氯。優點：水中含有機物和酚時，氯氨消毒不會產生氯臭和氯酚臭，大大減少了THMs的產生能水中余氯保持較久。缺點：作用緩慢，殺菌能力比自由氯弱，單獨使用的情況較少。39二、二氧化氯(ClO2)消毒物理性質常溫常壓下是黃綠色氣體； 具刺激性氣味(與氯相似)；易爆炸；必須以水溶液形式現場制取，即時使用易溶于水，溶解度約為氯的5倍。402. ClO2制備方法亞氯酸鈉和氯制取：Cl2 + H2O HOCl + HClHOCl + HCl +2NaClO2 2 ClO2 + 2NaCl +H2OCl2 + 2NaClO2 2ClO2 + 2NaCl

8、酸與亞氯酸鈉制取:5NaClO2 + 4HCl 4 ClO2 + 5NaCl + 2H2O41ClO2制備裝置4243 ClO2消毒優缺點優點：具有廣譜、高效的殺菌能力，其有效氯是Cl2的2.63倍，殺菌效果是Cl2的5倍。基本不受PH值影響，在堿性處理方案中使用ClO2殺菌更具優勢。另外ClO2不與氨及氨基化合物反應，能保持殺生能力，這一特點使ClO2非常適用于合成氨廠和煉油廠等冷卻水處理。ClO2不僅能殺死微生物，且能分解殘留細胞結構，有效控制細菌、藻類和粘泥，具剝泥效果，提高換熱效能。ClO2殺菌效果持續時間長，長期使用不會對微生物產生抗藥性。缺點： ClO2本身和副產物ClO2對人體血

9、紅細胞有損害，有報道認為還對人的神經系統及生殖系統有損害。EPA: ClO2 + ClO2 1.0 mg/LNaClO2價格昂貴。44O3 + OH- O2 + HO2 O3 + O2 O3 + O2 O3 + H+ HO3 OH + O2 非選擇性強氧化劑三、臭氧 (O3)消毒O3物理性質常溫常壓下是淡藍色具強烈刺激性氣味的氣體；密度是空氣的1.7倍。易溶于水，在空氣中或水中均易分解消失。454647一般認為，臭氧的消毒作用仍然是氧化作用The mechanisms of disinfection using ozone include: Direct oxidation/destructi

10、on of the cell wall with leakage of cellular constituents outside of the cell. Reactions with radical by-products of ozone decomposition. Damage to the constituents of the nucleic acids (purines and pyrimidines)48國內外公認的臭氧滅菌消毒的實驗數據 投放 濃度 投放時間(min) 病毒、病原體種類 殺滅效率 10mg/m 20 乙型肝炎表面抗原（HbsAg) 99.99% 0.5ppm

11、/L 5 甲型流感病毒99% 0.13mg/L 30 脊髓灰質炎病毒I型（PVI）100% 40g/L 20s 大腸桿菌噬菌體ms2 98% 0.25mg/L 1猿輪狀病毒SA-H和人輪狀病毒2型 99.60% 4mg/L 3 艾滋病毒（HIV）100% 8mg/m 10支原體（Mycoplasma)、衣原體（Chlamydia)等病原體 99.85%4950O3制備：5152Ozone: advantages and disadvantagesAdvantagesHighly effective against all type of microbesDisadvantagesUnstabl

12、e (must be produced on-site)High toxicityHigh chemical hazardsHighly sensitive to inorganic and organic loadsFormation of harmful disinfection by-products (DBPs)Highly complicated maintenance and operationVery expensive53波長在240-260nm的紫外線為最有效的殺菌波段(處于微生物吸收峰范圍之內) , 最強點: 253.7nm;細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其它病原體受到一定劑量的紫外光輻射后，其細胞中的DNA結構受到破壞，達到消毒和凈化的目的。四、紫外線 (UV)消毒54封閉式UV消毒器55敞開式UV消毒敞開式UV消毒器構造圖污水廠消毒工藝改造俯視圖56UV disinfection: advantages and disadvantagesAdvantagesVery effective against bacteria, fungi, protozoaI