[工学]7 消 毒.ppt

第7章 消 毒 在生活饮用水处理中，消毒是必不可少的，是生活饮用水安全、卫生的最后保障。 消毒是消除水中致病微生物的致病作用。 致病微生物包括病菌、病毒及原生动物胞囊等等。 消毒的方法：氯消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒等等。 7.1 氯消毒 7.1.1 氯消毒原理： Cl2 + H2O ? HOCl +HCl HOCl ? H+ + OCl- HOCl与OCl-的相对比例取决于温度和pH值。pH值高时， OCl-较多，当pH大于9时， OCl- 接近100%；pH值低时， HOCl较多，当pH小于6时， HOCl接近100%。当pH=7.54时， HOCl和OCl-大致相等。 水中没有氨氮成分时： 氯消毒作用的机理，一般认为主要通过次氯酸HOCl起作用。 HOCl为很小的中性分子，只有它才能扩散到达带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部。当HOCl分子到达细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。 水中含有氨氮时，氯加入水中产生如下反应： Cl2+H2O ?HOCl+HCl NH3+HOCl ?NH2Cl+H2O NH2Cl+ HOCl ? NHCl2+H2O NHCl2+HOCl ?NCl3+H2O HOCl、 NH2Cl、 NHCl2 、NCl3都存在，它们在平衡状态下的含量比例决定于氯、氨的相对浓度、pH值和温度。 当pH值大于9时，一氯氨占优势；当pH值为7.0时，一氯胺和二氯胺同时存在，近似相等，当pH值小于6.5时，主要是二氯胺；而三氯胺只有在pH值低于4.5时才存在。 从消毒效果来看，水中有氯胺时，仍然可理解为依靠次氯酸起消毒作用。 水中有氯胺时，消毒作用比较缓慢，需要较长的接触时间。 三种氯胺的消毒效果比较： 二氯胺要胜过一氯胺，但二氯胺有臭味。当pH值低时，二氯胺所占的比例大，消毒效果较好。三氯胺的消毒效果极差，有恶臭味。 化合性氯：水中所含的氯以氯胺存在。 自由性氯：以次氯酸存在。 7.1.2 氯消毒方法和投加点 需氯量：用于灭活水中微生物、氧化有机物和还原性物质等所消耗的部分。 余氯量：为了抑制水中残余病原微生物的再度繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯。 水质标准规定：出厂水游离性余氯在接触30min后，不应低于0.3mg/l，在管网末梢不应低于0.05mg/l。 加氯量与剩余氯量之间的关系 水中有机物与氯作用的速度有快有慢。测定余氯时，有一部分有机物尚在继续与氯作用中。 水中余氯有一部分会自行分解，如次氯酸由于受水中某些杂质或光线的作用，产生如下的催化分解： 2HOCl＝2HCl＋O2 当水中的有机物主要是氨和氮化合物时，情况比较复杂。 在第1区OA区，表示水中杂质把氯消耗光，余氯量为零，需氯量为b1，这是消毒效果不可靠。 在第2区，即曲线AH。加氯后，氯与氨发生反应，有余氯存在，所以有一定消毒效果，但余氯为化合性氯，其主要成分是一氯胺。 在第3区，即HB段，仍然产生化合性余氯，加氯量继续增加，开始以下化学反应： 2NH2Cl＋HOCl＝N2＋3HCl＋H2O 反应结果使氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物，余氯反而逐渐减少，最后到达折点B。 超过折点B后，进入第4区，即曲线BC。此后已经没有消耗氯的杂质了，出现自由性余氯。该区消毒效果最好。 折点氯化：加氯量超过折点需要量时称为折点氯化。 当原水游离氨 在0.3mg/l以下时，通常加氯量控制在折点后； 原水游离氨在0.5mg/l以上时，峰点以前的化合性余氯以够消毒，加氯量可控制在峰点以前以节约加氯量； 原水游离氨在0.3-0.5mg/l范围内，加氯量难以掌握。 滤后水的加氯量可采用1.0-1.5mg/l； 滤前水的加氯量可采用1.5-2.5mg/l。 加氯点 滤后加氯消毒是饮用水处理的最后一步。 滤前氯化或预氯化：在加混凝剂时同时加氯，可氧化水中有机物，提高混凝效果。预氯化还能防止水厂内各构筑物中滋生青苔和延长氯胺消毒的接触时间，以节省加氯量。对于受污染的水源，为避免氯消毒的副产物产生，滤前加氯或预加氯应尽可能取消。 管网中途补充加氯：当城市管网延伸很长，管网末梢的余氯难以保证时，需要在管网中途补充加氯。 管网中途补充加氯的位置一般都设在加压泵站或水库泵站内。 7.1.3 加氯设备、加氯间和氯库 人工操作的加氯设备主要包括加氯机（手动）、氯瓶和校核氯瓶重量（也即氯重）的磅秤等等。 自动加氯设备除了加氯机（自动）和氯瓶外，还相应设置了自动检测和自动加氯技术（如余氯自动连续检测）和自