污水处理相关工艺-消毒.pdf

第7章消毒7.0 概述7.0 概述定义：将水体中的病原微生物灭活，使之减少到可以接受的程度定义：将水体中的病原微生物灭活，使之减少到可以接受的程度 人体内致病微生物主要包括：病菌、原生动物包囊、病毒（如传染性肝炎病毒、脑膜炎病毒）等人体内致病微生物主要包括：病菌、原生动物包囊、病毒（如传染性肝炎病毒、脑膜炎病毒）等 消毒与灭菌的不同：灭菌是消灭所有活的生物消毒与灭菌的不同：灭菌是消灭所有活的生物 评价指标：《生活饮用水卫生标准》卫生部评价指标：《生活饮用水卫生标准》卫生部GB5749—2006 代替代替GB 5749-85细菌落总数细菌落总数＜＜100个个/mg/L，总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌每，总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌每100mL水样中水样中不得检出不得检出几种病毒几种病毒b)a)c)d)e)a) 小儿麻痹症病毒小儿麻痹症病毒 b) 乙肝病毒乙肝病毒 c) 艾滋病病毒艾滋病病毒 d) SARs病毒病毒 e) 丙肝病毒丙肝病毒消毒简史消毒简史1854年年John Snow 在伦敦发现霍乱与饮用水密切相关；在伦敦发现霍乱与饮用水密切相关；1881年年Koch发现氯可以杀死细菌；发现氯可以杀死细菌；1902年比利时的年比利时的Middleheike 市首次在公共水处理中采用氯消毒。

市首次在公共水处理中采用氯消毒消毒方法消毒方法化学药剂（氧化剂等）化学药剂（氧化剂等）物理法（热和光）物理法（热和光）机械法（格网、膜）机械法（格网、膜）辐射（γ射线、电子束）辐射（γ射线、电子束）消毒机理消毒机理有以下几个方面的作用：有以下几个方面的作用：破坏细胞壁；破坏细胞壁；改变细胞的穿透性；改变细胞的穿透性；改变微生物的改变微生物的DNA或或RNA；；抑制酶的活性抑制酶的活性• 性质：性质：液氯为黄绿色液体，有毒性，具有窒息的气味，吸入人体能严重中毒，有强烈刺激臭和腐蚀性在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，可以和多数元素或化合物起反应液氯为黄绿色液体，有毒性，具有窒息的气味，吸入人体能严重中毒，有强烈刺激臭和腐蚀性在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，可以和多数元素或化合物起反应• 名称名称: 液氯液氯 • 分子式分子式: Cl2 • 分子量分子量: 70.91 • 质量标准：质量标准：指标名称指标名称指标指标氯（体积）％ ≥氯（体积）％ ≥99.6水份％ ≤水份％ ≤0.057.1 氯消毒7.1 氯消毒• 用途：用途：可用于纺织、造纸工业的漂白，自来水的净化、消毒以及制取农药、洗涤剂、塑料、橡胶、医药等各种含氯化合物。

可用于纺织、造纸工业的漂白，自来水的净化、消毒以及制取农药、洗涤剂、塑料、橡胶、医药等各种含氯化合物 • 包装：包装：铁路槽车或钢瓶包装，钢瓶内装铁路槽车或钢瓶包装，钢瓶内装500kg，，1000kg • 储运注意事项：储运注意事项：储存在阴凉、通风的库房内，且专库专储储存在阴凉、通风的库房内，且专库专储, 切勿与易燃、易爆及氨气共储混运，库温不超过切勿与易燃、易爆及氨气共储混运，库温不超过35℃，防止日光照射，包装上应有按铁道部《危险货物运输规则》（编号℃，防止日光照射，包装上应有按铁道部《危险货物运输规则》（编号23002，，UN1017）规定的明显）规定的明显“氯氯”及及“有毒压缩气体有毒压缩气体”标志一、氯消毒机理氯化消毒的基本原理氯的杀菌机理一、氯消毒机理氯化消毒的基本原理氯的杀菌机理是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、核糖核酸（是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、核糖核酸（RNA）和（）和（DNA）脱氧核糖核酸等物质释出，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），从而使细菌灭活。

脱氧核糖核酸等物质释出，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），从而使细菌灭活氯对病毒的作用，在于对核酸的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；氯较易破坏氯对病毒的作用，在于对核酸的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键，而较难使蛋白质变性影响消毒效果的因素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、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值、水温、水的浑浊度和微生物的种类及数量氯化作用，常用作消毒作用的同义词氯化作用，常用作消毒作用的同义词1、原水中不含氨氮成分1、原水中不含氨氮成分氯容易溶解于水（氯容易溶解于水（20℃和℃和98KPa（（1个大气压）时，溶解度个大气压）时，溶解度7160mg/L），当氯溶解在清水中时，下列两个反应几乎瞬时发生：次氯酸），当氯溶解在清水中时，下列两个反应几乎瞬时发生：次氯酸HOCl部分离解为氢离子和次氯酸根离子部分离解为氢离子和次氯酸根离子ClHHOClOHCl22OClHHOCl不同的不同的pH和水温时，水中和水温时，水中HOCl和和OCl-的比例的比例氯对消毒有效的三种形态：氯对消毒有效的三种形态：Cl2、、HOCl、、OCl-统称为有效氯，在上述方程中平衡存在。

统称为有效氯，在上述方程中平衡存在 pH高高OCl-较多；较多；pH>9，，OCl-接近接近100% pH低低HOCl较多；较多；pH9时，一氯胺占优势；时，一氯胺占优势； pH=7时，一氯胺和二氯胺同时存在；时，一氯胺和二氯胺同时存在； pH<6.5时，二氯胺；时，二氯胺； pH<4.5 时，三氯胺时，三氯胺OHNClHOClNHClOHNHClHOClClNHOHClNHHOClNHHClHOClOHCl23222222322氯氨的消毒氯氨的消毒也是依靠也是依靠HOCl只有HOCl消耗得差不多时，反应才会向左移动消耗得差不多时，反应才会向左移动 因此，有氯胺存在时，消毒作用比较缓慢因此，有氯胺存在时，消毒作用比较缓慢 如氯消毒如氯消毒5分钟，杀灭细菌分钟，杀灭细菌99％以上，而用氯胺消毒，相同条件下仅杀灭％以上，而用氯胺消毒，相同条件下仅杀灭50％三种氯胺中，二氯胺消毒效果最好，但有嗅味三氯胺消毒作用极差，且有恶嗅味三种氯胺中，二氯胺消毒效果最好，但有嗅味三氯胺消毒作用极差，且有恶嗅味自由性或游离性氯（自由性或游离性氯（free available chlorine）） 化合性氯或结合性氯化合性氯或结合性氯（（combined available chlorine））二、加氯量与余氯量的关系二、加氯量与余氯量的关系消毒时在水中的加氯量，可分为两部分： 加氯量消毒时在水中的加氯量，可分为两部分： 加氯量=需氯量需氯量+余氯量余氯量 需氯量：需氯量：灭火水中微生物、氧化有机物和还原性物质等所消耗的部分。

灭火水中微生物、氧化有机物和还原性物质等所消耗的部分 余氯量：余氯量：为了抑制水中残存细菌的再度繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯为了抑制水中残存细菌的再度繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯 我国饮用水标准规定，出厂水在接触我国饮用水标准规定，出厂水在接触30分钟后余氯不低于分钟后余氯不低于0.3mg/L，在管网末梢不低于，在管网末梢不低于0.05mg/L1、加氯量和余氯量之间的关系：、加氯量和余氯量之间的关系：1. 如水中无细菌、有机物和还原性物质时，则需氯量为如水中无细菌、有机物和还原性物质时，则需氯量为0，加氯量等于剩余氯量，该线与坐标轴成，加氯量等于剩余氯量，该线与坐标轴成45度角，度角，①虚线①虚线 2. 当原水已受到有机物物污染，氧化这些有机物需消耗一定的当原水已受到有机物物污染，氧化这些有机物需消耗一定的Cl2量，即需氯量加量，即需氯量加Cl2量必须超过所需氯量，才能保证一定的剩余量必须超过所需氯量，才能保证一定的剩余Cl2 ，，②实线②实线3. 当水中的有机物主要是氨和氮化合物时，情况比较复杂当水中的有机物主要是氨和氮化合物时，情况比较复杂 H为峰点为峰点 B为折点为折点折点加氯折点加氯OA段，表示水中杂质把段，表示水中杂质把Cl2 消耗，余氯量为消耗，余氯量为0。

消毒效果不可靠消毒效果不可靠 AH段，加氯后，氯与氨发生反应有余氯存在，有一定的消毒效果，但余氯为段，加氯后，氯与氨发生反应有余氯存在，有一定的消毒效果，但余氯为化合性的氯，化合性的氯，主要是一氯胺主要是一氯胺 HB段，化合性余氯随加氯量继续增加开始发生下列化学反应：段，化合性余氯随加氯量继续增加开始发生下列化学反应：折点加氯折点加氯反应结果使氯氨被氧化成为一些不起消毒作用的化合物，余氯反而逐渐减少了，最后到最低的折点反应结果使氯氨被氧化成为一些不起消毒作用的化合物，余氯反而逐渐减少了，最后到最低的折点BBC段，已没有消耗段，已没有消耗Cl2的杂质，此时的杂质，此时出现自由性余氯，消毒效果最好出现自由性余氯，消毒效果最好折点加氯折点加氯2222NH Cl+HOCl→N↑+3HCl+H O氯消毒方法：自由性余氯发和化合性余氯法氯消毒方法：自由性余氯发和化合性余氯法氯胺消毒作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱但其优点是：当水中含有有机物和酚时，氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭，同时大大减少氯胺消毒作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱但其优点是：当水中含有有机物和酚时，氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭，同时大大减少THMs产生的可能；能保持水中余氯较久，适用于供水管网较长的情况。

由于杀菌力弱，现在采用氯胺消毒水厂还不多产生的可能；能保持水中余氯较久，适用于供水管网较长的情况由于杀菌力弱，现在采用氯胺消毒水厂还不多 人工投加的氨可以是液氨、硫酸铵人工投加的氨可以是液氨、硫酸铵(NH4 )4 SO4或氯化铵或氯化铵NH4 Cl 水中原有的氨也可利用水中原有的氨也可利用氯和氨的投加量视水质不同而比例不同一般采用氯氯和氨的投加量视水质不同而比例不同一般采用氯:氨氨=3:1~6:1防止氯臭，氯和氨之比小些；杀菌和维持余氯，氯和氨之比应大些防止氯臭，氯和氨之比小些；杀菌和维持余氯，氯和氨之比应大些2、氯消毒方法、氯消毒方法3、氯的投加点、氯的投加点滤后加氯滤后加氯滤前加氯—在混凝剂投加时加氯，可提高混凝效果滤前加氯—在混凝剂投加时加氯，可提高混凝效果管网中途加氯，保证管网末端余氯管网中途加氯，保证管网末端余氯三、加氯设备与氯的贮存三、加氯设备与氯的贮存一般用氯气：有毒气体，在一般用氯气：有毒气体，在6－－8气压下变成液氯气压下变成液氯使用时采用氯瓶干燥氯气和液氯对钢瓶无腐蚀作用，但遇水或受潮则会严重腐蚀金属因此，必须严格防止水和潮气进入氯瓶使用时采用氯瓶干燥氯气和液氯对钢瓶无腐蚀作用，但遇水或受潮则会严重腐蚀金属。

因此，必须严格防止水和潮气进入氯瓶加氯机：转子加氯机加氯机：转子加氯机加氯机加氯机转子真空加氯机转子真空加氯机转子真空加氯机各部分的作用转子真空加氯机各部分的作用1. 旋风分离器：旋风分离器：用于分离氯气中可能有的悬浮杂质，可定期打开分离器下部的旋塞予以排除用于分离氯气中可能有的悬浮杂质，可定期打开分离器下部的旋塞予以排除 2. 弹簧薄膜阀：弹簧薄膜阀：当氯瓶中压力当氯瓶中压力<1kg/cm2(0.1MPa)时，此阀既自动关闭时，此阀既自动关闭 3. 氯气控制阀及转子流量计：氯气控制阀及转子流量计：用于控制和测定加氯量用于控制和测定加氯量 4. 中转玻璃罩：中转玻璃罩：起观察加氯机工作情况的作用，此外还有以下几种作用： ①稳定加氯量； ②防止压力水。