水质工程学(1)--消毒.ppt

水质工程学（Ⅰ）—给水工程

WaterQualityEngineering第7章消毒和氧化还原讲授内容：消毒机理、常见消毒剂、氯消毒臭氧消毒、氧化法、还原法计划学时：4学时重点：氯消毒、折点加氯参考教材：给水处理理论——许保玖主编7.1消毒概述1854年JohnSnow在伦敦发现霍乱（cholera）与饮用水密切相关1881年Koch发现氯可以杀死细菌1902年比利时的Middleheike市首次在公共水处理中采用氯消毒二、消毒方法：化学药剂（氧化剂等）物理法（热和光）辐射（?射线、电子束）7.2氯消毒一、氯消毒原理氯易溶于水中，在清水中，发生下列反应：Cl2+H2O?HOCl+H++Cl-HOCl?H++OCl-HOCl和OCl-的比例与水中温度和pH有关。pH高时，OCl-较多。pH9，OCl-接近100%。pH6，HOCl接近100%。pH=7.54,[HOCl]=[OCl-]HOCl和OCl-都有氧化能力，但细菌是带负电的，所以一般认为主要是通过HOCl的作用来消毒的。只有它才能扩散到细菌表面，并穿透细胞壁到细菌内部，破坏细菌酶系统。实践也表明pH越低，消毒作用越强。如果有氨存在：NH3+HOCl?NH2Cl+H2ONH2Cl+HOCl?NHCl2+H2ONHCl2+HOCl?NCl3+H2O其比例与pH有关。pH9，一氯胺占优势pH为7时，一氯胺和二氯胺同时存在。pH6.5时，二氯胺pH4.5三氯胺氯氨的消毒也是依靠HOCl。只有HOCl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。如氯消毒5分钟，杀灭细菌99％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。自由性或游离性氯（freeavailablechlorine）：HOCl、OCl－Cl2化合性氯或结合性氯（combinedavailablechlorine）：氯胺二、加氯量加氯量＝需氯量＋余氯需氯量：灭活水中微生物、氧化有机物和还原性物质所消耗的部分。余氯：出厂水接触30分后余氯不低于0.3mg/L；在管网末梢不应低于0.05mg/L。加氯曲线：水中无任何微生物、有机物等，加氯量＝余氯，①水中有机物较少时，需氯量满足以后就是余氯。②当水中的污染物主要是氨和氮化合物时，情况复杂。H：峰点B：折点OA段：水中杂质把氯消耗光。AH段：氯与氨反应，有余氯存在，有一定消毒效果，但余氯为化合性氯，其主要成分是一氯氨。HB段：仍然是化合性余氯，加氯量继续增加，氯氨被氧化成不起消毒作用的化合物，余氯反而减少。BC段：B点以后，出现自由性余氯。加氯量超过折点需要量：折点氯化当原水游离氨0.3mg/L时→加氯量控制在折点后当原水游离氨0.5mg/L时→加氯量控制在峰点前三、加氯点：滤后加氯滤前加氯――混凝剂投加时加氯，提高混凝效果。管网中途加氯加氯尾气吸收五、氯化消毒副产物有机物与氯生成有机氯化物，三卤甲烷。我国新标准规定了三卤甲烷(THMs)浓度，包括：氯仿、溴仿、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷四种物质。1993年美国制订的消毒剂－消毒副产物方案中建议：THMs80?g/L，卤乙酸（HAAS）：一共五种（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸），五种之和在1997年低于60?g/L，2000年低于30?g/L。7.3其它消毒法一、氯氨消毒优点：水中含有有机物和酚时，氯氨消毒不会产生氯臭和氯酚臭，大大减少了THMs的产生，能保持水中余氯较久。但作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱。单独使用的情况较少。人工投加氨可以是液氨、硫酸氨或氯化氨。氯和氨的投加量视水质不同而有所不同。一般采用氯：氨＝3：1～6：1采用氯氨消毒时，一般先加氨，再加氯。二、二氧化氯消毒ClO2在常温下是一种黄绿色气体，具有刺激性。溶解度是氯的5倍。极不稳定，气态和液态ClO2均易爆炸。故必须以水溶液的形式现场制取。制取方法：1）亚氯酸钠和氯制取：Cl2