氯化消毒.doc

消毒是指杀灭外环境中病源微生物的方法其目的是切断传染病的传播途径，预防传染病的发生或流行据研究，可污染饮用水的致病微生物有上百种，为杜绝介水传染病的发生和流行，保证人体健康，生活饮用水必须经过消毒处理方可供饮用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一 氯化消毒1．常用氯消毒剂的种类1．1氯分子式为Cl2，分子量是70．91氯是一种强氧化物质，在常温常压下呈黄绿色气体，氯气较空气重2．5倍，具有强烈的刺激性和氯臭味当加压至6—7个大气压时可液化，体积缩小 457倍，可灌入钢瓶中贮存，故又称液氯液氯较水重1．5倍，将液氯置于大气中，立即变成气体，将氯气通入水中可得氯水氯加入水中可变为盐酸和次氯酸1．2漂白粉漂白粉又称含氯石灰、氯化石灰它是将氯气通入熟石灰中而制成的混合物，主要成分为次氯酸钙(含32%—36%)，还含氯化钙(29%)、氧化钙(10%—18%)、氢氧化钙(15%)及水(10%)，通常以Ca0Cl2代表其分子式漂白粉为白色颗粒状粉末，有氯臭，能溶于水，溶液呈碱性，有大量沉渣漂白粉稳定性差，在一般保存过程中，有效氯每月可减少1%—3%，因此不宜保存过长时间。

1．3漂白粉精将氯化石灰乳经过结晶分离，再溶解喷雾干 燥即制成漂白粉精，漂白粉精含次氯酸钙约80%，还含少量的氯化钙(2．74%)、氢氧化钙(1．9%) 漂白粉精为白色粉末，有氯臭，易溶于水，溶液呈碱性，有少量沉渣，稳定性较漂白粉好，有效氯含量是漂白粉的一倍1．4有机含氯消毒剂目前最常用于各种物品消毒的是二氯异氰尿酸钠(优氯净)， 二氯异氰尿酸钠为白色粉末，有氯臭气，有效氯含量为60%—64%，性质稳定，易溶于水，溶液呈弱酸性但据研究报道有机氯毒性危害程度比无机氯大，且可能有致癌作用，因此，采用有机含氯消毒剂作长期饮用水消毒是不适宜的 1．5次氯酸钠 电解食盐所得氯气与氢氧化钠作用生成次氯酸钠，分子式NaOCl，分子量为74．44次氯酸钠为淡黄色液体，有氯臭，有效氯含量为12%—14%，易溶于水，稳定性差，受热及阳光照射有效氯易丧失，故不宜长时间保存2.氯化消毒的基本原理2.1氯的杀菌机理氯的杀菌作用是由于次氯酸体积小，电荷中性，易于穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，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(主要是磷酸葡萄糖去氢酶的巯基被氧化破坏)，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有资料指出病毒对氯的抵抗力较细菌强，其原因可能是病毒缺乏一系列的代谢酶；氯较易破坏—SH键，而较难使蛋白质变性2.2影响消毒效果的因素氯化消毒的效果受下列各因素的影响：加氯量、接触时间、PH值、水温、水的浑浊度和微生物的种类及数量2．2．1加氯量：用氯及含氯化合物消毒饮水时，氯不仅与水中细菌作用，还要氧化水中的有机物和还原性无机物，其需要的氯的总量称为“需氯量”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，称为“余氯”一般要求氯加入水中后，接触30分钟，水中至少应保持游离性余氯0．3mg/l在配水管网末梢，游离性余氯不应低于0．05mg/l余氯分为游离性余氯和化合性余氯两种，游离性的HOCl、OCl-和Cl2;化合性如NH2Cl和NHCl2前者杀菌力较强，后者杀菌力较弱2．2．2接触时间：氯加入水中后，必须保证与水有一定的接触时间，才能充分发挥消毒作用用游离性有效氯(指HOCl和OCl—)消毒时，接触时间应至少30分钟，游离性余氯达0．3—0．5mg/l；采用氯胺(指NH2C1和NHCl2)消毒时，接触时间应在l—2小时，化合性余氯达1—2mg/l。

2．2．3水的PH值：次氯酸是弱电解质，其离解程度取决于水温和水的PH值当PH值＜5．0时，HOCL呈100%形式存在于水中，随着PH值的增高，HOCl逐渐减少而OCL-逐渐增多PH值在6．0时，HOCl在95%以上；PH值＞7．0值，H0CL含量急剧减少；PH＝7．5时，HOCl和OCl-大致相等；PH值＞9时，OCl-接近100%根据对大肠杆菌的实验，次氯酸(HOCl)的杀菌效率比次氯酸离子(OCL-)高约80倍因此，消毒时应注意控制水的PH值，不要太高，以免生成OCl-较多，H0CL较少而影响杀菌效率用漂白粉消毒时，因同时产生Ca(OH)2，可使PH值升高故当漂白粉因保存不当或放置过久而使有效氯含量低时，消毒效果会受影响二氯胺的杀菌效果较一氯胺高，三氯胺则几乎无杀菌作用它们之间的生成量比例，取决于氨和氯的相对浓底，PH值和温度等因素一般而言，当PH值＞7时，一氯胺的生成量较多；PH＝7．0时，一氯胺和二氯胺近似相等;PH值＜6．5时，主要为二氯胺；三氯胺只有当PH值＜4．4时才存在2．2．4水温：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2．2．5水的浑浊度：用氯消毒时，必须使生成的次氯酸(HOC1)和次氯酸离子(OCl-)直接与水中细菌接触，方能达到杀菌效果。

如水的浑浊度很高，悬浮物质较多，细菌多附着在这些悬浮颗粒上，则氯的作用达不到细菌本身，使杀菌效果降低这说明消毒前混凝沉淀和过滤处理的必要性悬浮颗粒对消毒的影响， 因颗粒性质、微生物种类而不同如粘土颗粒吸附微生物后，对消毒效果影响甚小，而粪尿中的细胞碎片、或污水中的有机颗粒与微生物结合后，会使微生物获得明显的保护作用病毒因体积小，表面积大，易被吸附成团，因而颗粒对病毒的保护作用较细菌大2．2．6水中微生物的种类和数量不同微生物对氯的耐受性不尽相同，除腺病毒外，肠道病毒对氯的耐受性较肠道病原菌强消毒往往达不到100%的杀灭效果，常以99%、99．9%或99．99%的效果为参数故消毒前若水中细菌过多，则消毒后水中细菌数就不易达到卫生标准的要求3．氯消毒的几种方法3．1普通氯化消毒法当水中需氯量较低，且基本无氨(＜0．3mg/L)时，加入少量氯即可达到消毒目的一种消毒法此法产生的主要是游离性余氯，所需接触时间短，效果可靠；但要求源水污染较轻，且基本无酚类物质(氯能与酚形成有嗅味的氯酚)；游离性余氯较不稳定，不易在较长管网中保持至管网末梢3．2折点氯消毒法采用超过折点的加氯量，使水中形成适量的游离性余氯，称为折点氯消毒法。

本法的优点是：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是耗氯多，因而有可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，有时水样折点不明显；会使水的PH值过低，故必要时尚需加碱调整3．3氯胺消毒法在水中加入氨(液氨、硫酸胺或氯化胺)，则加氯后生成一氯胺和二氯胺，这种方法为氯胺消毒氨与氯的比例应通过试验确定，其范围一般为1：3—1：6本法的优点是：三卤甲烷类物质的形成明显较普通氯化法低；如先加氨后加氯，则可防止氯酚臭，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是：氯胺的消毒作用不如次氯酸强，要求保证足够长的接触时间(2小时)和较高的余氯量(1—2mg/l)，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3．4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，可加过量氯于水中，使余氯达l—5mg/l消毒后的水需用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠,硫代硫酸钠)或活性炭脱氯4．加氯地点和加氯设备4．1加氯地点在水的净化处理流程中，加氯地点可选择为： 4．1．1滤前加氯 指在混凝沉淀前加氯，其主要目的在于改良混凝沉淀和防止藻类生长，但易生成大量氯化副产物。

4．1．2滤后加氯指在滤后水中加氯，其目的是杀灭水中病原微生物，它是最常用的消毒方法也可采取二次加氯，即混凝沉淀前和滤后各加一次4．1．3中途加氯在输水管线较长时，在管网中途的加压泵站或贮水池泵站的补充加氯采用此法既能保证末梢余氯，又不致使水厂附近的管网水含余氯过高4．2加氯设备大中型水厂一般均采用液氯消毒液氯和干燥的氯气对铜、铁和钢等金属没有腐蚀性，但遇水或受潮时，化学活性增强，对金属的腐蚀性很大，因此为避免氯瓶进水，氯瓶中的氯气不能直接用管道加入水中，必须经过加氯机后投加氯的投加设备种类很多，常用的有真空加氯机和转子加氯机真空加氯机上部为一玻璃罩，浸于水盘中，罩内压力较大气压低液氯钢瓶内的氯经减压气化后吸人玻璃罩内，由另一管孔通往水射器，与压力水混合后送至加氯点转子加氯机钢瓶内氯气先进入旋风分离器，除去铁锈、油污后再经弹簧膜阀、控制阀到转子流量计和中转玻璃罩，在水射器抽吸下，氯与压力水混合并溶解，氯浓度大于1%，经加氯管道送往加氯点加氯点应选在无压的管渠内 近来国内一些水厂引进了国外较先进的真空加氯系统，可根据原水流量以及加氯后的余氯量进行自动运行小水厂可用漂白粉消毒所用漂白粉其有效氯应达到25%。

调制和投加漂白粉溶液桶应有两个，以便轮流使用溶液桶内可配成浓度1%—2%的漂白粉澄清液备用有的水厂也采用漂白粉精片或次氯酸钠进行消毒5．氯化消毒的安全性问题5．1氯化副产物的形成及危害在氯化消毒杀灭水中病原微生物的同时，氯与水中的有机物反应，产生一系列氯的副产物通常，将水中能与氯形成氯化副产物的有机物称为有机前体物天然水中有机前体物以腐殖质(含腐殖酸和富里酸)为主要成分，其次有藻类及其代谢产物、蛋白质等腐殖质是氯化消毒过程中形成氯化副产物三卤甲烷的主要前体物质三卤甲烷属挥发性卤代有机物，主要有四种：即氯仿,一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿其中以氯仿含量最高据研究表明氯仿具有致突变性和动物致癌性氯化副产物中非挥发性卤代有机物有卤乙腈、卤乙酸、卤代酚、卤代酮和卤代醛等这类物质目前现有仪器难以检测，但它们仍具有一定的突变性和致癌性5．2防治措施对氯化副产物的防治，可根据情况采取以下措施：尽可能选择有机前体物含量低的水源；加强混凝沉淀和过滤等净化措施；防止藻类在制水构筑物内的生长，以降低有机前体物的含量；改善氯化消毒方法，如取消预氯化和避免折点氯消毒，采用管网中途加氯等，以减少氯化副产物的形成；采用颗粒活性炭过滤，以除去已形成的氯化副产物；此外还可考虑采用二氧化氯或臭氧作氧化剂／消毒剂，也可改用氯胺消毒。

6．氯制剂效果测定 用于饮水消毒的含氯制剂有液氯、漂白粉、漂白粉精片和次氯酸钠等，其消毒效果取决于有效氯的含量，液氯含有效氯在99%以上；新鲜漂白粉含有效氯在30%—35%；漂白粉精片含有效氯高达60%—70%；刚生产的次氯酸钠有效氯在13%-14%漂白粉有效氯含量必须达25%以上，次氯酸钠有效氯含量应在10%以上才能作饮水消毒剂有效氯的测定可采用碘量法其原理是：氯在酸性溶液中与碘化钾起氧化作用，释出相当量的碘，再以硫代硫酸钠标准溶液来滴定碘，然后根据硫代硫酸钠标准溶液的用量计算出含氯化合物中有效氯的含量漂白粉中有效氯的测定还可采用较简捷的蓝墨水快速测定法因蓝墨水能为有效氯所漂白，故可根据消耗蓝墨水的体积计算漂白粉中有效氯的含量饮水在采用氯化消毒时，将涉及三个指标：加氯量，需氯量和余氯 加氯量是指水中所加入的氯量需氯量是指消毒饮水所需要的氯量余氯是指水经加氯消毒接触一定时间后，水中所剩余的氯量，将加氯量减去余氯量即为水体的需氯量饮水中余氯的作用是表证消毒效果，并可防止饮水受到再次污染余氯有三种形式：总余氯、化合性余氯、游离性余氯我国生活饮用水卫生标准中规定集中式给水出厂水中游离性余氯含量不得低于0．3mg／L。

余氯测定方法有：碘量法测定总余氯量，原理同有效氯测定；邻联甲苯胺的比色法测定总余氯和游离性余氯量，其原理是在PH小于1．3的酸。