华北理工水质工程学Ⅰ课件18消毒-1氯消毒

1、第十八章 消毒目的：消除水中的致病微生物的致病作用。 细菌性病源微生物水中致病微生物 （病源性病菌） 病毒性病源微生物 （病源性病毒）源水中的微生物，大多附着在悬浮颗粒上， 水处理（沉淀，过滤）已将绝大多数的微生物去除了，但还没达到饮用水标准，要进一步消毒。1、目的：消除水中的致病微生物的致病作用。2、指标：细菌总数：不超过 100 个/mL 大肠菌群：不超过 3 个/L3、方法： 物理法：加热，紫外线照射 化学法：加药剂（主要是氯消毒） 问题：受到有机污染的水与氯反应会产生三氯甲烷CHCl3（氯仿）。氯仿是致癌物！其危害现有争议。已经有国家禁用氯消毒。18-1 氯消毒一、氯消毒原理：氯Cl2

2、是强氧化剂起氧化作用。1、原水中不含氨氮时： Cl2+H2O HOCl+HCl (歧化反应) Ki 为平衡常数 OCl+H+Cl2，HOCl；OCl称为自由性余氯。Ki与温度有关P360表18-1（不同温度平衡常数有变化） 称：HOCl、OCl （次氯酸和次氯酸根）为自由性氯或有效氯。 它可通过细菌细胞壁，在细胞内起氧化作用破坏细菌的酶系统，使细菌被杀死（失去生命能力）。细菌一般带负电，所以HOCl杀菌效果比OCl好。所以应控制PH值低一些。证明：PH高，OClHOCl 。 PH低, HOCl OCl t=20时，PH9,OCl接近100%。PH=7.54时, HOCl OCl。PH6时, H

3、OCl接近100% 2、水中实际存在氨氮：（有机污染使水含有氨氮） Cl2+H2O HOCl+HCl NH3+HOCl NH2Cl+H2O NH2Cl+HOCl NHCl2+H2O 有臭味 NHCl2+HOCl NCl3+H2O 有恶臭味 其平衡是与PH值及温度有关。 PH9 一氯胺占优势。 PH7.0 一氯胺、二氯胺同时存在， 近似等量。 PH6.5 二氯胺占优势。 PH4.5 三氯胺NCl3存在（挥发性）。 水中氯胺的作用：消减消毒强度，使HOCl浓度低，消毒作用渐缓。使接触消毒时间增长。 氯消毒： 5min 可杀99% 氯胺消毒： 5min 达60% 几小时后 达99%ii消毒作用时间长

4、：维护余氯持久。 管网末梢要求的游离性余氯不低于 0.05mg/L。 管网很大时：可采用氯胺消毒。后面会讲到iii消毒作用： （NHCl2NH2ClNCl3）化合性氯 有臭味 消毒作用最差有恶臭味二、加氯量： 需氯量：用于杀死细菌，氧化有机物，1、氯量 和还原性物质所消耗的部分。 余氯：为了抑制水中残存细菌的再度 繁殖，管网中所需少量的剩余氯。 自由性余氯：Cl2；HOCl；OCl 。 余氯 NH2Cl 化合性余氯： NHCl2 NCl3 （1）抑制细菌的再度繁殖2、余氯的作用： （杀菌作用） （2）预示再次污染的信号。 余氯量：出厂水：0.34mg/l 管网末梢：0.05mg/l3、加氯量与

5、余氯量的关系。水中无细菌；有机物。 加入水中的氯全为余氯。水中有细菌有机物，无氨氮： i OM需氯量,杀细菌氧 化有机物用量。 ii OM= OM量； AB余氯量。OMBA45 BM两部分：一部分与氯反应慢的在测余氯时仍在（氧化有机物；杀菌）与氯反应； 水中余氯受一些杂质和光线作用会分解 2HOCl 2HCl+O2 3、水中存在有机物、细 菌、氨氮时：1区：OA需氯量 余氯量为零，加氯量b1全部与有机物和杀菌作用耗尽。消毒效果不可靠。2区：AH有一定的余氯量a2 (化合性余氯) OA需氯量 b2 一部分分解： 2HOCl2HCl+O2 （ b2 OA） 一部分反应慢的有机物与氯反应。 （如：C

6、+2Cl2+2H2O4HCl+CO2） a2余氯量。加氯量 3区：HB余氯量a3(化合性余氯如NH2Cl，NHCl2) b2 OA+(b2-OA) b3 b3b2 2NH2Cl+HOClN2+3HCl+H2O 所耗氯量 加氯量越多，耗氯量越多，余氯a3越少。 4区：BC段过了折点B（称为加氯折点），称为折点氯化。完全没有消耗氯的杂质了，出现了自由性余氯。 自由性余氯：HOCl、OCl、Cl2余氯 化合性余氯（如：NH2Cl， NHCl2RNClx） NH2Cl 浓度低到一定程度不再消耗氯。 4、生产上消毒的加氯量： 原水游离氨0.3mg/l 时， 加氯点在4区折点加氯消毒。 原水游离氨0.5m

7、g/l 时， 加氯点可在3区，但要近折点（化合性余 氯量已足够消毒）。但要视管网的大小， 保证末梢余氯。 原水游离氨 0.30.5mg/l 时， 难控制，即要节省氯，又要杀菌可靠。可 在4区近折点。经验： 一般地表水，混凝、沉淀、过滤后 加氯量1.01.5mg/l 或清洁地下水 地表水，混凝、沉淀：1.52.5mg/l5、折点加氯消毒的其它效果：（氯的氧化作用） 降低色度（氧化）；去除恶臭（氧化）；降低有机物含量（氧化）；提高混凝效果（氧化了某些干扰物质）。三、加氯位置：（加氯点一般常指在加氯曲线中的位置是加氯量的意思）1、滤后加氯：常用的消毒方式，节省氯效果好，饮用水加氯的常规形式。 2、

8、混凝前加氯：称为滤前加氯， 可提高混凝效果。氧化了水中的有机物，去除色度。可氧化硫酸亚铁，将二价铁氧化成三价铁，提高混凝效果，防止混凝、沉淀、过滤设施长青苔。 对混凝又称为：滤前氧化或预氯化。 延长了接触消毒的时间，可省加氯量，加氯点在AH段。但不能保证管网末梢余氯。3、管网中途补充加氯： 出厂水：余氯量1mg/l 管网末梢： 余氯量0.05mg/l管网太大时这两项不能同时满足，要在中途加氯，在加压泵站或水池泵站中补充加氯。四、加氯设备和加氯间（一）、加氯机：1、种类：转子加氯机；真空加氯机。 （二）氯瓶、氯库和加氯间1、氯瓶的使用要求：（属于压力容器） 必须有一定的余压（0.1MPa） ，防止潮湿空气进入氯瓶。（氯遇水会有很强的腐蚀性） 2、氯库：与加氯间可分建也可合建，多为合建，氯气有腐蚀性（空气中有水）又有毒，比重大，易溶于水，常有泄漏现象发生，安全问题非常重要。常设计一个水池，当有泄漏氯瓶时，将其推入水池内。 现在常用碱吸收塔。 氯库要求存有一定