第十四章水中有害生物的控制

1、第十四章 水中有害生物的控制四川理工学院第一节 水中病原微生物的控制 消毒：去除对人体健康有害的病原微生物。 加氯消毒（Cl2） O3消毒 水厂常用消毒方法 紫外线消毒 漂白粉消毒（CaOCl2）氯化消毒的优点氯化消毒的优点 杀菌效果好杀菌效果好 有持续消毒功能有持续消毒功能 具有灭藻、除臭、除味和去色的功能，改善具有灭藻、除臭、除味和去色的功能，改善水的感官性状水的感官性状 投加设备简单，初期投资费用低，药剂来源投加设备简单，初期投资费用低，药剂来源广泛，价格低廉。广泛，价格低廉。 1、加氯消毒原理 Cl2+H2O-HOCl+HCl HOCl-H +OCl- HOCl：中性分子，可进入带负电

2、的细菌表面，并渗入菌体内氧化破坏酶系统，使细菌死亡。 OCl-：带负电荷，难靠近带负电的细菌，消毒作用差。 2、有效氯 凡是化合价高于-1的氯化物都有氧化能力，有效氯即表示氯化物的氧化能力。 3、漂白粉中为何有效氯最多为35%左右在漂白粉中：Ca2+ O-2 Cl-1 Cl+1价Cl到-1价可接受2个电子，在Cl中，2个Cl可接受2个电子。故以CaOClCl与Cl2比较，1摩尔的CaOClCl氧化能力相当于1摩尔的Cl2，所以漂白粉（CaOClCl分子量为127）中的有效氯为：2*35.5/127=56% 一般漂白粉中含CaOClCl最多为62.5%,则它所含有效氯最多为：0.56*0.625

3、=35%。4、PH值对氯消毒效果的影响由 HOCl=H+OCl- 知PH值越高，OCl成分多，消毒作用差.PH值较底，HOCl成分多，消毒作用好。5、饮用水卫生标准中对余氯的规定加氯接触30分钟后,游离性余氯不底于0.3mg/L管网末梢水的游离性余氯不低于0.05mg/L，以保证自来水出厂后仍有持续的杀菌能力。并可以作为水质受到再度污染的指示信号。加氯量=需氯量+余氯量 加氯量一般为1.02.5 mg/L6、液氯消毒，当水中有腐植酸时，易形成三氯甲烷致癌物.氯化消毒的安全问题氯化消毒的安全问题 挥发性的四种三卤甲烷类挥发性的四种三卤甲烷类(THMs)(THMs)有机物：即有机物：即氯仿氯仿,

4、,一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿，一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿，有致突变性和动物致癌性。有致突变性和动物致癌性。 非挥发性卤代有机物：卤乙腈、卤乙酸、卤非挥发性卤代有机物：卤乙腈、卤乙酸、卤代酚、卤代酮和卤代醛等，也具有一定的突代酚、卤代酮和卤代醛等，也具有一定的突变性和致癌性。变性和致癌性。 防治措施防治措施 在消毒前尽量减少水中的在消毒前尽量减少水中的THMsTHMs前体；前体； 如尽可能选择有机前体物含量低的水源如尽可能选择有机前体物含量低的水源 通过理化、生物等方法吸附或破坏饮水中已通过理化、生物等方法吸附或破坏饮水中已生成的生成的THMsTHMs； 如活性炭如活性炭 改用不产生

5、改用不产生THMsTHMs的消毒剂。的消毒剂。 如二氧化氯、臭氧、氯胺或紫外线等如二氧化氯、臭氧、氯胺或紫外线等二、二氧化氯消毒二、二氧化氯消毒 为黄红色气体，带有一种辛辣气味。为黄红色气体，带有一种辛辣气味。 是联合国世界卫生组织确认的一种安全、高效、广谱、强力是联合国世界卫生组织确认的一种安全、高效、广谱、强力杀菌剂；杀菌剂； 其消毒作用主要是氧化；其消毒作用主要是氧化； 其有效氯是氯气的其有效氯是氯气的2.632.63倍，杀菌能力是氯气的倍，杀菌能力是氯气的5 5倍，是次氯酸倍，是次氯酸钠的钠的5050倍以上；倍以上； 可以杀灭一切微生物，包括：可以杀灭一切微生物，包括： 细菌繁殖体、分

6、支杆菌，尤其对甲肝、乙肝、伤寒、脊髓灰细菌繁殖体、分支杆菌，尤其对甲肝、乙肝、伤寒、脊髓灰质及艾滋病毒等。质及艾滋病毒等。 二氧化氯消毒优点二氧化氯消毒优点 安全：不与有机物及腐殖质等产生安全：不与有机物及腐殖质等产生THMsTHMs，不与氨生成氯胺；，不与氨生成氯胺； 除臭：可以和水中的臭味物质硫醇、仲胺、氰化物、硫化物除臭：可以和水中的臭味物质硫醇、仲胺、氰化物、硫化物等反应去除臭味；等反应去除臭味； 杀菌能力较强：杀菌能力较强：O O3 3ClOClO2 2 ClCl2 2 氯胺氯胺 稳定性较好：氯胺稳定性较好：氯胺 ClOClO2 2 ClCl2 2 O O3 3 投资低易操作；投资低

7、易操作； 易监测和控制。易监测和控制。三、臭氧消毒三、臭氧消毒 臭氧又名三原子氧，氧在高压电流作用下制取，因臭氧又名三原子氧，氧在高压电流作用下制取，因类似鱼腥味的臭味而得名，在自然条件下，是淡蓝类似鱼腥味的臭味而得名，在自然条件下，是淡蓝色的气体。色的气体。 不稳定，在水中比在空气中更容易分解。不稳定，在水中比在空气中更容易分解。 边制备便利用，在水中放出新生氧边制备便利用，在水中放出新生氧(O)(O)，氧化能力很，氧化能力很强，较氯气、二氧化氯氧化能力强，能氧化杀死水强，较氯气、二氧化氯氧化能力强，能氧化杀死水中的有机物并杀死细菌及其芽孢。中的有机物并杀死细菌及其芽孢。 臭氧消毒饮用水臭氧

8、消毒饮用水 用量约为用量约为1-3mg/L 1-3mg/L 接触时间需接触时间需10-15min 10-15min 杀灭微生物敏感顺序为：杀灭微生物敏感顺序为： 大肠埃希氏菌、粪链球菌、结核杆菌、脊髓灰质大肠埃希氏菌、粪链球菌、结核杆菌、脊髓灰质炎病毒、巨大芽孢杆菌、阿米巴包囊炎病毒、巨大芽孢杆菌、阿米巴包囊臭氧消毒的优点臭氧消毒的优点 高效性高效性 较较ClO2ClO2和和Cl2Cl2高，且接触时间短，同时是一种广谱高，且接触时间短，同时是一种广谱杀菌剂杀菌剂 高洁性高洁性 臭氧在环境中可自然分解为氧气，兼有脱色，除臭氧在环境中可自然分解为氧气，兼有脱色，除味，去除铁、锰、氧化分解有机物等作

9、用味，去除铁、锰、氧化分解有机物等作用 安全性安全性 无二次污染，不产生无二次污染，不产生THMsTHMs等等臭氧消毒的缺点臭氧消毒的缺点 半衰期短半衰期短( (二十多分钟二十多分钟) )，无持续消毒功能；，无持续消毒功能； 对水管有强腐蚀性；对水管有强腐蚀性； 测定臭氧的含量较困难，控制臭氧浓度需要经验；测定臭氧的含量较困难，控制臭氧浓度需要经验； 臭氧发生器投资较高，耗电较大，运行费用较高；臭氧发生器投资较高，耗电较大，运行费用较高； 有毒性，池水中不允许超过有毒性，池水中不允许超过0.01mg/L0.01mg/L，空气中不允，空气中不允许超过许超过0.001mg/L0.001mg/L，管

10、理要求较高。，管理要求较高。四、紫外线消毒四、紫外线消毒 常用物理消毒方法之一，用于饮水、饮料、物体表常用物理消毒方法之一，用于饮水、饮料、物体表面和空气消毒。面和空气消毒。 通过破坏病毒、细菌和其它微生物的遗传物质通过破坏病毒、细菌和其它微生物的遗传物质DNADNA，使其失去活性无法复制再生从而达到消毒的目的。使其失去活性无法复制再生从而达到消毒的目的。 对饮用水消毒特别有效，对地下水中的病原体尤其对饮用水消毒特别有效，对地下水中的病原体尤其是病毒特别有效。是病毒特别有效。紫外线消毒的优点紫外线消毒的优点 可以有效地使饮水中的细菌和病毒失活；可以有效地使饮水中的细菌和病毒失活； 不产生已知的

11、有毒的或致癌的副产物；不产生已知的有毒的或致癌的副产物； 无臭、无味、无毒，设备占地少，使用安全；无臭、无味、无毒，设备占地少，使用安全； 消毒效果稳定，不受环境条件如温度和水中酸碱度消毒效果稳定，不受环境条件如温度和水中酸碱度变化的影响。变化的影响。 紫外线消毒的缺点紫外线消毒的缺点 处理水中没有消毒剂的残留，因此处理后还要加氯；处理水中没有消毒剂的残留，因此处理后还要加氯； 测定紫外线剂量较困难；测定紫外线剂量较困难； 紫外线灯需要清洗维修，费用较高；紫外线灯需要清洗维修，费用较高； 经紫外线处理的微生物病原菌可能会有光复活的问经紫外线处理的微生物病原菌可能会有光复活的问题。题。 五、其他

12、消毒方法 （一）碘消毒 （二）重金属消毒 （三）KDF过滤消毒 （四）超声波消毒 六、消毒组合工艺一、水体富营养化及其危害一、水体富营养化及其危害(eutrophication)(eutrophication) 在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。大量死亡的现象。 水体出现富营养化时，依据其生长的优势藻所含

13、色素的不同，水体出现富营养化时，依据其生长的优势藻所含色素的不同，使得水体呈现不同颜色，在内陆湖泊中此称为水华，在海湾使得水体呈现不同颜色，在内陆湖泊中此称为水华，在海湾中则称之为赤潮。中则称之为赤潮。 富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。第二节第二节 水体富营养化及水华控制水体富营养化及水华控制（一）水体富营养化与水华（一）水体富营养化与水华典型温带的湖泊由贫营养到富营养的过程典型温带的湖泊由贫营养到富营养的过程 任何一个湖泊都有任何一个湖泊都有形成、发展和衰亡形成、发展和衰亡的过程。的过程。 人为富营养化是由人为富营养化是由于氮磷等营养物质于

14、氮磷等营养物质的过剩而造成的次的过剩而造成的次生污染。生污染。水华水华赤潮赤潮（三）水体富营养化评价指标与标准（三）水体富营养化评价指标与标准 N含量超过含量超过0.2-0.3mg/L P含量超过含量超过0.01-0.02mg/L BOD超过超过10mg/L 细菌总数超过细菌总数超过10万个万个/ml 叶绿素超过叶绿素超过10微克微克/L 富营养化水体微生物的动态变化富营养化水体微生物的动态变化 最多的是蓝细菌和微小藻类。最多的是蓝细菌和微小藻类。 湖泊水华常以蓝藻纲为主，有微囊藻、鱼腥湖泊水华常以蓝藻纲为主，有微囊藻、鱼腥藻、颤藻等蓝细菌，还有某些甲藻、鞭毛藻、藻、颤藻等蓝细菌，还有某些甲藻

15、、鞭毛藻、硅藻、栅藻等。硅藻、栅藻等。 海洋赤潮主要藻种多属甲藻纲，常见裸甲藻海洋赤潮主要藻种多属甲藻纲，常见裸甲藻属、膝沟藻属、多甲藻属等，主要有属、膝沟藻属、多甲藻属等，主要有5纲纲15科科30种。种。（四）富营养化的危害（四）富营养化的危害 危害水域生态环境，影响栖息生物的生存，造成水危害水域生态环境，影响栖息生物的生存，造成水产养殖业损失。产养殖业损失。 导致水生生态系统失衡。导致水生生态系统失衡。 破坏水域生态景观，影响旅游观光。破坏水域生态景观，影响旅游观光。 产生毒素危害人畜产生毒素危害人畜 产生不良气味和颜色产生不良气味和颜色 影响水厂正常运行影响水厂正常运行二、水华与赤潮的形

16、成原因二、水华与赤潮的形成原因 人为因素：人为因素： 超过水体自净能力的大量氮磷及其它营养成分超过水体自净能力的大量氮磷及其它营养成分 环境因素：环境因素： 季节和气温季节和气温 静止水层等水文条件静止水层等水文条件 低溶解氧和低溶解氧和pH 光线光线 盐度盐度三、水体中藻类的生长控制 （一）水体营养水平的控制 外污染源控制：点源、面源 内污染源控制：底泥及腐烂的水生植物 水体中营养物质的去除：污水处理、稀释冲刷 （二）藻类生长的控制 藻类一般是无机营养的，即为自养型植物，尤其是在水库、湖泊中藻类较多，使水产生色、臭、味，加重了水处理单元负荷。 1.物理抑藻技术 过滤法、遮光法、沉淀法、超声波

17、法、紫外线法 2、化学抑藻技术 常用硫酸铜和漂白粉 对水库、湖泊投加时，将药装在布袋中，系在船尾上，侵泡在水里航行。投药量随藻类的种类和数量而定。计算投药量时一般以上层水(距水面1.5-3.0米的深度)容积来计算，而非总容积。 3.生物抑藻技术 微生物抑藻技术：利用微生物溶解藻类。 生物滤食技术：生物操纵理论，在水体中引入合适的其他生物，直接或间接以藻类为食，抑制藻类过渡生长。 植物化感抑藻技术：利用植物对藻类的化感作用控制水中藻类生长。入侵植物 因人为或自然原因，从原来的生长地进入另一个环境，并对该环境的生物、农林牧渔业造成损失，给人类健康带来危害，破坏生态平衡的生物。生物入侵 生物入侵是指

18、某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。 第三节第三节 外来生物入侵及其危害外来生物入侵及其危害入侵植物的来源 1 植物自身扩散或借助自然力量传入 2 贸易、运输等方式将有害植物带入 3 某些机构、个人在不知情下带入 外来入侵物种具有生态适应能力强，繁殖能力强，传播能力强等特点；被入侵生态系统具有足够的可利用资源，缺乏自然控制机制，人类进入的频率高等特点。外来物种的“外来”是以生态系统来定义的。入侵植物造成的危害 1 争占生存空间，破坏原有生态系统 2 影响正常生产活动，造成严重经济损失 3 影响水环境质量 在英国，为了控制12种最具危险性的外来入侵物种，在19891992年，光除草剂就花费了3.44亿美元，而美国每年为控制“凤眼莲”的繁殖