水污染控制工程消毒课件

1、第七章 消毒1本章内容概述消毒原理机理，影响因素(哲克定律)氯消毒法其它消毒方法氨氯,二氧化氯,臭氧,紫外线23第一节、概述我国生活饮用水源水质标准（CJ3020-93）4项目标准限值一级二级色色度不超过15度，并不得呈现其他异色不应有明显的其他异色浑浊度(度)3嗅和味不得有异臭、异味不应有明显的异臭、异味PH值6.58.56.58.5总硬度(以碳酸钙计)(mg/L)350450溶解铁(mg/L)0.30.5锰(mg/L)0.10.1铜(mg/L)1.01.0锌(mg/L)1.01.0挥发酚(以苯酚计)(mg/L)0.0020.004阴离子合成洗涤剂(mg/L)0.30.3硫酸盐(mg/L)2

2、50250氯化物(mg/L)250250溶解性总固体(mg/L)10001： 浓度影响大; n1： 时间影响大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:在一般情况下，可以视n=1, Ct 值作为消毒剂消毒能力的判断指标。19C: 消毒剂浓度； tr: 杀灭一定百分数微生物所需的时间n: 稀释系数，与消毒种类、温度、pH有关消毒剂浓度 vs. 消毒效率：20T1: 288 K (15C)T2: 298 K (25C

3、) T1 t221第三节、氯消毒法氯的消毒原理投氯量氯消毒工艺22一、氯的消毒原理：Cl2, 漂白粉（Ca(ClO)2）23氯的消毒机理：HClO和OCl-都有氧化能力;细菌带负电；主要是通过HOCl的作用来消毒:中性的HClO分子扩散到细菌表面，穿透细胞壁到细菌内部，借助氯原子的氧化作用破坏菌体内的酶，从而使细菌死亡。24需氯量：杀灭细菌已达到指定的消毒指标及氧化有机物等所消耗的氯余氯量：抑制水中残留致病菌的再度繁殖所需要的氯。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。二、投氯量游离性氯/自由性氯：HClO ，ClO-，Cl2化合性氯：NH2Cl, NH

4、Cl2, NCl326水中无氨氮时加氯量与余氯关系：水中无任何微生物、有机物等: 加氯量余氯;水中有机物较少,不含游离氨和含氮有机物需氯量满足以后就是余氯 需氯量余氯(mg/L)加氯量(mg/L)OM1227氯消毒副产物 (DBPs)： 氯与水中有机物反应可产生许多致癌或有毒副产物，如三卤甲烷和卤乙酸等。293031新型含氮消毒副产物32Cl2瓶加氯机自来水混合池污水接触池出水液氯消毒的工艺流程三、液氯消毒工艺33工艺参数投氯量：城市污水沉淀后出水：6 24 mg/L二级生化处理出水： 3 9 mg/L二级生化 + 过滤处理出水：1 5 mg/L氯与废水接触时间：混合池：5 15 s接触池：

5、30 min余氯量：不小于0.5 mg/L34一般为钢瓶使用时要严防进水氯库要通风、防火加氯间和氯库位置除了靠近投氯点外，还应位于主导风向下游，且需与经常有人值班的车间隔开。需设置一系列的安全报警、事故处理等措施。Cl2瓶35加氯机1. 旋风分离器：分离氯气中可能有的悬浮杂质2. 弹簧膜阀：保证氯瓶内有一定剩余压力3&4. 控制阀和转子流量计：控制和测定加氯量5. 中转玻璃罩：观察加氯机工作情况，稳定加氯量、防止压力水倒流6. 平衡水箱：补充和稳定中转玻璃罩内的水量7. 水射器：抽取中转玻璃罩内的氯，使之与水混合溶解于水Cl2H2O36接触池37第四节、其它消毒方法氨氯消毒二氧化氯(ClO2)

6、消毒臭氧(O3)消毒紫外线(UV)消毒银离子杀菌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3：16：1，视水质不同而有所不同；采用氯氨消毒时，一般先加氨，再加氯。优点：水中含有机物和酚时，氯氨消毒不会产生氯臭和氯酚臭，大大减少了THMs的产生能水中余氯保持较久。缺点：作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱，单独使用的情况较少。39二、二氧化氯(ClO2)消毒物理性质常温常压下是黄绿色气体； 具刺激性气味(与氯相似)；易爆炸；必须以水溶液形式现场制取，即时使用易溶于水，溶解度约为氯的5倍。402. ClO2制备方法亚氯酸钠和氯制取：Cl2 + H2O HOCl + HClHOCl +

7、HCl +2NaClO2 2 ClO2 + 2NaCl +H2OCl2 + 2NaClO2 2ClO2 + 2NaCl酸与亚氯酸钠制取:5NaClO2 + 4HCl 4 ClO2 + 5NaCl + 2H2O41ClO2制备装置4243 ClO2消毒优缺点优点：具有广谱、高效的杀菌能力，其有效氯是Cl2的2.63倍，杀菌效果是Cl2的5倍。基本不受PH值影响，在碱性处理方案中使用ClO2杀菌更具优势。另外ClO2不与氨及氨基化合物反应，能保持杀生能力，这一特点使ClO2非常适用于合成氨厂和炼油厂等冷却水处理。ClO2不仅能杀死微生物，且能分解残留细胞结构，有效控制细菌、藻类和粘泥，具剥泥效果，

8、提高换热效能。ClO2杀菌效果持续时间长，长期使用不会对微生物产生抗药性。缺点： ClO2本身和副产物ClO2对人体血红细胞有损害，有报道认为还对人的神经系统及生殖系统有损害。EPA: ClO2 + ClO2 1.0 mg/LNaClO2价格昂贵。44O3 + OH- O2 + HO2 O3 + O2 O3 + O2 O3 + H+ HO3 OH + O2 非选择性强氧化剂三、臭氧 (O3)消毒O3物理性质常温常压下是淡蓝色具强烈刺激性气味的气体；密度是空气的1.7倍。易溶于水，在空气中或水中均易分解消失。454647一般认为，臭氧的消毒作用仍然是氧化作用The mechanisms of d

9、isinfection using ozone include: Direct oxidation/destruction 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国内外公认的臭氧灭菌消毒的实验数据 投放 浓度 投放时间

10、(min) 病毒、病原体种类 杀灭效率 10mg/m 20 乙型肝炎表面抗原（HbsAg) 99.99% 0.5ppm/L 5 甲型流感病毒99% 0.13mg/L 30 脊髓灰质炎病毒I型（PVI）100% 40g/L 20s 大肠杆菌噬菌体ms2 98% 0.25mg/L 1猿轮状病毒SA-H和人轮状病毒2型 99.60% 4mg/L 3 艾滋病毒（HIV）100% 8mg/m 10支原体（Mycoplasma)、衣原体（Chlamydia)等病原体 99.85%4950O3制备：5152Ozone: advantages and disadvantagesAdvantagesHighly

11、 effective against all type of microbesDisadvantagesUnstable (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波长在240-260nm的紫外线为最有效的杀菌波段(处于微生物吸收峰范围之内) , 最强点: 253.7nm;细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外光辐射后，其细胞中的DNA结构受到破坏，达到消毒和净化的目的。四、紫外线 (UV)消毒54封闭式UV消毒器55敞开式UV消毒敞开式UV消毒器构造图污水厂消毒工艺改造俯视图56UV disinfection: advantages and disadvantagesAdvantagesVery effective against bacteria, fungi, protozoaIndependent o