16消毒副产物的污染与控制

一级二级沉砂、除油、化学絮凝曝气澄清消毒生活污泥污泥处理消毒副产物：余氯和三卤甲烷•当氯或次氯酸加入到水中时会先水解，解离，主要开成HClO,OCl-等物质，是一种快速氧化剂，由于HClO为分子量很小的电中性分子，比较容易渗透到带负电的细菌表面，并通过细胞壁穿透到细胞内部，通过氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。•氯易溶于水中，在清水中，发生下列反应：•Cl2+H2OHOCl+H++Cl-•HOClOCl-+H+•HOCl和OCl-的比例与水中温度和pH有关。PH高时，OCl-较多。•HOCl和OCl-都有氧化能力，但细菌带负电，故主要通过HOCl消毒。氯消毒的优点•历史悠久，工艺纯熟；•价格较低，操作简便，不需庞大的设备；•低浓度时药效极高，且对人类健康危害不大；•氯卓越的缓释特性具有特殊的好处，使其可在相对较长的时间内持续对管网系统进行消毒。氯消毒的缺点•氯气本身有毒，使用时必须注意安全，防止泄漏；•水经氯消毒后往往会产生多种有害物质，尤其是“三致”作用的消毒副产物，如三氯甲烷、氯乙酸等。许多氯化消毒副产物在实验中证明具有致畸性、致突变性、致癌性、神经毒性作用等；•长期饮用氯化水对生殖也有影响，可能引起自然流产、早产和死胎以及出生缺陷，也可能造成新生儿体重太轻，早熟或胎儿生长延迟等；•液氯不能有效杀灭隐孢子虫及其孢囊。三溴甲烷（Bronoform）结构式CHBr3，分子量252.77。无色重质液体，有似氯仿味。相对密度(20℃/4℃):2.89，熔点:6-7℃;沸点149.5℃。微溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯。二溴一氯甲烷（Dibronochloromethane）。结构式CHBr2Cl，分子量208.3。无色液体。相对密度(20℃/4℃):2.445，沸点116-122℃。难溶于水，溶于醇、苯醚等有机溶剂。一溴二氯甲烷（Bromodicloromethane）结构式CHBrCl2，分子量163.8。无色液体。相对密度(20℃/4℃):2.006，沸点:90.1℃，熔点-56.9℃。难溶于水，易溶于醇、苯、醚等有机溶剂。二氯甲烷•二氯甲烷的分式：CH2Cl2，是不可燃低沸点溶剂，常用来代替易燃的石油醚、乙醚等，并可用作牙科局部麻醉剂、制冷剂和灭火剂等。相对分子质量84.93，性状为无色液体。有醚样气味。易挥发。其气体不燃烧，与空气混合也不爆炸。能与乙醇、乙醚和N,F-二甲基甲酰胺混溶，溶于约50份水中。相对密度(d20/4)1.3255。凝固点-95℃。沸点39.75℃。高浓度蒸气有麻醉性。有刺激性。三氯酚分子式C6H3C3O，分子量197.44。无色针状结晶或黄色固体，有强烈的苯酚气味;;熔点68℃;沸点246℃;溶于水，易溶于醇、醚、氯仿、甘油、石油醚、二硫化碳;密度:相对密度水=1)1.4901(75/4℃);主要用途:用作染料中间体、杀菌剂、防腐剂，也用作聚酯纤维的溶剂•三溴甲烷：具有麻醉和刺激作用，对肝脏有一定损害。轻度中毒有流泪、咽痒、头晕、头痛、无力。严重者有恶心、呕吐、昏迷、抽搐等，可致死。•一氯二溴甲烷：一溴二氯甲烷的毒性比三氯甲烷稍大，具有卤代烃化合物的共性，即对皮肤及粘膜有强烈的刺激性。能够经皮肤吸收后，侵蚀中枢神经，也作用于肺、心、肝、肾上腺和胃肠等内脏器管而引起中毒。•二氯一溴甲烷：二溴一氯甲烷的毒性比三氯甲烷稍大，具有卤代烃化合物的共性，即对皮肤及粘膜有强烈的刺激性。能够经皮肤吸收后，侵蚀中枢神经，也作用于肺、心、肝、肾上腺和胃肠等内脏器管而引起中毒。二溴一氯甲烷还被发现具有致突变性。•二氯甲烷：二氯甲烷是甲烷氯化物中毒性最小的，其毒性仅为四氯化碳毒性的0.11%。二氯甲烷直接溅入眼中，有疼痛感并有腐蚀作用。二氯甲烷的蒸汽有麻醉作用。当发生严重的中毒危险时应立即脱离接触并移至新鲜空气处，一些中毒症状就会得到缓解或消失，不会引起持久性的损害。二氯甲烷对环境可能有危害，在地下水中有蓄积作用。对水生生物应该特别注意。还应注意对大气的污染。二氯甲烷有麻醉作用，主要损害中枢神经和呼吸系统。•三氯酚：吸入、摄入或经皮肤吸收后对身体有害。对眼睛、皮肤、粘膜和上呼吸道有刺激作用。日本大阪市水道局三卤甲烷浓度与水温及煮沸时间关系表食水中残余的氯气，如与水中有机化合物，会产生哥罗芳及三卤甲烷(Trihalomethane)三卤甲烷是至癌物，要连续煮沸60分钟才能全部清除实验证明，刚煮沸的食水，三卤甲烷正达最高峰•源头控制•尾部控制源头控制•采用新型消毒方式•一、二氧化氯消毒•作为一种氧化型消毒剂，二氧化氯具有较强的杀灭病原体的能力，使用时不易水解，不与氨氮反应，杀菌效果不受水pH值影响，能够有效去除水中的铁、锰、臭味和色度、藻类、酚类及硫化物等，在自来水消毒中产生的三卤甲烷要比氯化消毒低得多。•二氧化氯可快速杀灭水中各种微生物，如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌和枯草杆菌黑色变种芽孢等。与氯消毒剂相比，二氧化氯具有更好的灭菌、除藻、除味和助凝效果。典型的二氧化氯发生器电解法二氧化氯消毒发生器二、臭氧消毒•随着我国经济的发展和环境污染的日趋加剧，许多新技术新工艺新药剂在水处理中得以应用。消毒剂的选择一直是广大水处理工作者讨论的焦点。•人们普遍认为，臭氧对细菌、病毒、芽孢与传统的消毒剂相比，具有除色、除臭、除味效果好和无毒等优点，但是消毒后的水无后续作用，且价格昂贵。•臭氧几乎对所有病毒，病菌，霉菌，真菌及原虫，卵囊都具有明显的灭活效果，且就灭活时间来说，速度无比，是氯的300-600倍，紫外线的3000倍。臭氧的灭菌速度和效果是无与伦比的，他的高氧化还原电位决定了对氧化、脱色、除味方面的广泛应用，臭氧溶解于水，几乎能消杀水中一切对人体有害的物质，比如铁、锰、铬、硫酸盐、酚、苯、氧化物等，还可以分解有机物及灭藻等。主要包括放电体部分、电源/控制系统和冷却水系统。也有些生产规模较大城市自来水厂选用了进口的大容量臭氧发生器。•属于物理消毒方法,在确保消毒效果的同时,不伴生有毒有害的消毒副产物;•对于一些化学消毒方法处理无效的微生物,紫外线有高效的杀菌效率;•占地面积小,系统结构紧凑,潜在风险小,确保操作人员安全。•紫外线消毒工艺瞬间灭菌能力非常强，但细菌光复活现象明显，灭菌持续时间非常短。三、紫外线消毒紫外线消毒案例位于德国中部的Essen自来水厂,日处理量20万m3。系统采用单一紫外线消毒工艺,整套系统由四台大管径反应器并联组合而成,由于水源水质较高,整套设备没有配套石英套管的清洗系统。尾部控制•采用新型净水器•开发新型净水技术•将自来水充分煮沸。•采用联合消毒法：自来水消毒的方法有许多，每种方法有其特有的优缺点，自来水厂选用的时候均为结合各方面因素的综合考虑结果。目前已有许多学者开始研究两种甚至几种方法联合消毒。常见的有紫外线与氯联合消毒、生物氧化结合臭氧消毒的技术等。