水物化处理之消毒

第十一章消毒11.1氯消毒原理与方法11.1.1概述消毒方法有氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、高锰酸钾消毒及某些重金属离子等。11.1.2氯消毒的作用原理氯易溶于水中，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，见图11－1HOCl和OCl-都有氧化能力，但细菌带负电，故主要通过HOCl消毒。当水中有氨存在时，会发生如下反应：NH3+HOClNH2Cl+H2ONH2Cl+HOClNHCl2+H2ONHCl2+HOClNCl3+H2O反应后，一氯胺、二氯胺、三氯胺的含量与pH有关：PH9，一氯氨占优势PH=7时，一氯氨和二氯氨同时存在PH6.5时，二氯氨PH4.5三氯氨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，采用氯氨消毒需要较长的接触时间。在三种氯氨中，二氯氨消毒效果最好。但有嗅味。三氯氨消毒作用极差，且有恶嗅味。11.1.2加氯量11.1.3加氯设备、加氯间和氯库加氯机：转子加氯机，自动加氯机需配以相应的自动检测与控制设备。加氯间：可以和氯库合建，是安置加氯设备的操作间氯库：是储备氯瓶的仓库。加氯间与氯库应有通风、照明、防火、保温、报警、事故处理等措施。11.1.4氯化消毒副产物氯消毒的副产物主要有三卤甲烷（THMS）,即一氯二溴甲烷、三氯甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷等。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）。11.2氯铵消毒•11.2.1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，同时可大大减小THMS的可能性；能保持水中余氯较久，适用于供水管网较长的情况。•11.2.2缺点作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱。单独使用的情况较少。•11.2.3操作方法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。这样就可以减小氯臭，但有资料认为，氯和氨同时投加比先加氨后加氯，可减少有毒副产物（如三卤甲烷、卤乙酸等）的生成。11.3臭氧消毒•11.3.1臭氧特性常温常压下呈淡蓝色、强烈的刺激性气体密度为空气的1.7倍，易溶于水。臭氧对人体健康有影响。•11.3.2臭氧的产生臭氧发生器，在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器高压放电产生。11.3.3消毒特点•1.作用既是氧化剂，又是消毒剂，在水中投入臭氧进行消毒或氧化通称臭氧化。•2.臭氧消毒的特点主要靠·OH的作用，它的氧化作用极强（E0＝3.06V）。但作为消毒剂，由于臭氧在水中不稳定，易散失，因此在O3消毒之后，往往需要投加少量的氯等以维持水中剩余消毒剂。臭氧消毒的副产物比氯消毒时少，但也有可能产生三卤甲烷，溴酸盐等副产物，此外臭氧消毒的生产设备复杂，投资较大，电耗也较高，目前我国很少应用。11.4其它消毒方法•11.4.1二氧化氯消毒1.特性•二氧化氯（ClO2）在常温下是一种黄绿色气体，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。2.制取方法•（1）亚氯酸钠和氯制取•（2）酸与亚氯酸钠制取3.作用机理•ClO2既是消毒剂又是氧化能力很强的氧化剂，对细菌的细胞具有较强的吸附和穿透能力，能有效地破坏细菌内含巯基地酶；消毒能力比氯强。•ClO2的投加量约为1.0～2.0mg/L。•4.特点（1）不会与水中有机物作用生成三卤甲烷,不会生成氯酚。（2）ClO2余量能在管网中保持很长的时间，即衰减速度比氯慢。（3）ClO2不水解，消毒受PH影响较小。（4）作为氧化剂，能去除或降低水的色、嗅及铁、锰、酚等物质。（5）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。因此，美国对水的剩余ClO2和ClO2－的总量规定不超过1.0mg/L。欧洲一些国家有自己的一些规定，但目前我国还没有规定。•11.4.2次氯酸钠消毒•次氯酸钠消毒通常用于小型水厂，因其易分解，常用次氯酸钠发生器现场制取，反应如下：NaCl+H2O-------NaOCl+H2•次氯酸钠也是强氧化剂和消毒剂，但消毒效果不如氯。•次氯酸钠的消毒仍靠HOCl。反应如下：NaOCl+H2O-------HOCl+NaOH•思考题•1、目前水的消毒方法主要有哪几种？简要评述各种消毒方法的优缺点。•2、什么叫自由性氯？什么叫化合性氯？两者消毒效果有何区别？简述两者消毒原理。•3、水的pH值对氯消毒作用有何影响？为什么？•习题•1、什么叫折点加氯？出现折点的原因是什么？折点加氯有何影响？•2、什么叫余氯？余氯的作用是什么？•3、制取ClO2有哪几种方法？写出它们的化学反应式并简述ClO2消毒原理和主要特点。•4、用什么方法制取O3和NaClO？简述其消毒原理和优缺点。