氯氧化教学教程

第3章化学处理法3.氯氧化disinfection

3.1氯消毒连3.2污水氯氧化连3.3加氯量连3.4加氯设备与工艺连3.5氯化消毒副产物连3.6其他消毒方法连3.7污水消毒连作业

简介：氯在常温下为黄绿色气体，具强烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很强。在6、7个大气压下，可变成液态氯，体积缩小457倍。液态氯灌入钢瓶，有利于贮存和运输。除氯外，漂白粉[Ca(OCl)Cl)和漂粉精[Ca(OCl)2]等也能用于消毒。含氯化合物中，氯的价数大于一l者，称为有效氯，

3.1

氯消毒

1）氯消毒原理（1）反应式氯易溶于水中，在清水中，发生下列反应：Cl2+H2O

HOCl+H++Cl-HOCl

H++OCl-（2）影响消毒因素（i）加氯量和接触时间：加氯量除需满足需氯量外，尚应有一定量的剩余氯。需氯量是指因灭菌、氧化有机物和还原性无机物以及某些氯化反应等所消耗的氯量。所需余氯量的多少，与余氯性质有关。就游离性余氯而言(指HOCl和OCl—)，则要求接触30分钟后，有0.3-0.5mg/L余氯；对于化合性余氯(指NH2Cl和NHCl2)，要求接触1-2小时后，有1-2mg／L。（ii）温度同PH值时温度越低，HOCl越多（iii）PH的影响pH高时，OCl-较多。pH>9，OCl-接近100%。pH<6，HOCl接近100%。pH=7.54,[HOCl]=[OCl-]HOCl和OCl-都有氧化能力，但细菌是带负电的，所以一般认为主要是通过HOCl的作用来消毒的。实践也表明pH越低，消毒作用越强。2）氯胺消毒：（1）生成反应式NH3+HOCl

NH2Cl+H2O（一氯胺）

NH2Cl+HOCl

NHCl2+H2O（二氯胺）

NHCl2+HOCl

NCl3+H2O（三氯胺）其比例与pH有关。

pH>9，一氯胺占优势

pH为7时，一氯胺和二氯胺同时存在。

pH<6.5时，二氯胺

pH<4.5三氯胺

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，有氯胺存在时，消毒作用比较缓慢，如氯消毒5分钟，杀灭细菌99％以上，而用氯胺消毒，相同条件下仅杀灭50％。二氯胺的杀菌效果较一氯胺高，三氯胺则几乎无杀菌作用。它们之间的生成量比例，取决于氨和氯的相对浓度、pH值和温度等因素。一般而言，pH＞7时，一氯胺的生成量较多；pH＝7．0时，一氯胺和二氯胺近似相等；pH＜6．5时，主要为二氯胺；三氯胺只有当pH＜4.4时才存在。因二氯胺很臭，故主要应以一氯胺消毒。（2）特点优点：水中含有有机物和酚时，氯氨消毒不会产生氯臭和氯酚臭，大大减少了THMs的产生，能保持水中余氯较久。缺点：作用缓慢，杀菌能力比自由氯弱。单独使用的情况较少。（3）常用药剂：液氨、硫酸氨或氯化氨。（4）投加量：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，（5）投加顺序：先加氨，再加氯，为防止生成三氯胺返回目录3.2污水氯氧化氯氧化广泛应用于污水处理中，如医院污水处理、除臭、消毒等。

1）含氰污水处理含氰污水氧化反应分为两阶段进行第一阶段，CN-CNO-，

PH维持在10~11，时间：5min。若用Cl2作氧化剂要不断加碱，以维持一定的碱度，若用NaOCl，由于水解呈碱性，所以不用加碱第二阶段，CNO-NH3（酸性条件）或N2（PH：8~8.5），反应时间1h，

反应设备：反应池（压缩空气搅拌或水泵循环搅拌），沉淀池（二池交替作反应与沉淀）2）含酚污水处理用氯氧化除酚。理论投氯量与酚量之比为6：1，即可将酚完全破坏，但实际中投氯量为理论投氯量的10倍左右，原因是（i）污水中存在其他化合物与氯作用，消耗氯量；

（ii）投氯量不足，酚氧化不充分，而且生成具有强烈臭味的氯酚。3）污水脱色氯有较好的脱色效果，对印染废水脱色，脱色效果与PH和投氯方式有关，碱性条件下效果好。返回目录3.3加氯量

加氯量＝需氯量＋余氯需氯量：灭活水中微生物、氧化有机物和还原性物质所消耗的部分。余氯：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。返回目录3.4加氯设备与工艺1）加氯设备大中型水厂一般均用液氯。氯的投加设备种类很多，常用的有真空加氯机和转子加氯机。来自氯瓶的氯气首先进入旋风分离器，以分离悬浮杂质；再通过弹簧膜阀、控制阀、转子流量计和中转玻璃罩，以调控和测定加氯量；然后氯气经水射器与压力水混合、溶解，并被输送至加氯点。2）加氯工艺返回目录3.5氯化消毒副产物有机物与氯生成有机氯化物，三卤甲烷。我国新标准规定了三卤甲烷(THMs)浓度，包括：氯仿、溴仿、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷四种物质。

1993年美国制订的消毒剂－消毒副产物方案中建议：

THMs80

g/L，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），五种之和在1997年低于60

g/L，2000年低于30

g/L。返回目录（1）二氧化氯性质ClO2在常温下是一种黄绿色气体，具有刺激性。溶解度是氯的5倍。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：

（i）亚氯酸钠和氯制取：Cl2+H2O→HOCl+HClHOCl+HCl+2NaClO2

→2ClO2+2NaCl+H2O（ii）用酸与亚氯酸钠制取:5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O1）二氧化氯消毒3.6

其它消毒法（3）二氧化氯氧化特点（i）ClO2消毒能力比氯强。（ii）ClO2不水解，消毒受pH影响较小。（iii）ClO2余量能在管网中保持很长的时间。（iv）作为氧化剂，能去除或降低水的色度等。

（v）

但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。

2）臭氧消毒（1）作用：既是氧化剂，又是消毒剂，渗入细胞壁。（2）特点：作为消毒剂，不会产生三卤甲烷副产物，杀菌和氧化能力比氯强。但由于臭氧在水中不稳定，易散失，因此在O3之后，往往需要投加少量的氯等。（3）应用：欧洲普遍用臭氧处理饮用水，在美国也逐渐流行。（4）关注：但近年来臭氧化的副作用也开始引起人们的关注。水中大分子物质变成分子较小的中间产物，可能有毒性。或者中间产物和氯作用后致突变反而增强。返回目录必要性：污水经一级或二级处理以后，水质大大改善，细菌含量也幅度降低，但细菌的绝对值仍很高，并存在有病原菌的可能。因此在排放之前或回用之前，应进行消毒。工艺：一般采用氯消毒：Cl2污水→混合池→接触池→排放加氯量：

一般城市污水二级处理出水：加5－10mg/L接触时间：30分，余氯量：>0.5mg/L3.7污水消毒返回目录作业：（1）电解（各班1~5号）（2）焚烧（各班6~10号）（3