给水中的消毒处理方法

发布时间: 2007-09-28 00:00:00   编辑:刘敏   来源: sbf胜博发手机版官网原创   浏览次数:

  给水中的消毒处理方法

   

   

  

  为了使水质符合细菌学标准,水经过滤后还必须消毒。某些地下水可不经净化处理,但通常仍需消毒。

  饮水消毒剂的选择,应考虑以下因素:①杀灭病原体的效果;②控制和监测的难易;③剩余消毒剂的有无;④对水的感官性状的影响;⑤副产物对健康的影响,以及预防或消除的可能性;⑥经济技术上的可行性。

  美国安全饮水委员会通过对12种消毒剂的评价后指出:氯、臭氧、二氧化氯和氯胺,是可供公共给水选择的消毒剂;紫外线只适用于单位供水。

  为了方便叙述,以下将氯胺消毒放在氯消毒项下一并先容。

  1、氯化消毒(氯消毒) 

  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,漂白粉和漂粉精等也能用于消毒。含氯化合物中,氯的价数大于负一者,称为有效氯,具有杀菌作用。漂白粉含有效氯约为30%,漂粉精约含60~70%。

  (1)   氯消毒原理:

  氯溶于水后起下列反应:

        C12十H20——HOCl十H+十Cl-

        HOCl=====H+十OCl-

  漂白粉在水中也能水解成次氯酸,氯的杀菌作用,主要是次氯酸体积小,易穿过细胞壁;同时,它又是一种强氧化剂,能损害细胞膜,使蛋白质、RNA和DNA等物质释出,并影响多种酶系统(主要是磷酸葡萄糖脱氢酶的巯基被氧化破坏),从而使细菌死亡。氯对病毒的作用,在于对核酸的致死性损害。上述反应是可逆反应,因而一氯胺和二氯胺的杀菌原理仍是次氯酸的作用,只是在次氯酸被消耗后,反应才向左进行;氯胺本身也有杀菌作用,但需较高的浓度和接触时间。

  (2)影响氯消毒的因素:

  ①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,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。

  ②水的pH值:次氯酸是弱电解质,其离解程度取决于水温和水的pH值。消毒时水的pH值不宜太高。

  用漂白粉消毒时,因同时产生Ca(OH)2,可使pH值升高。故当漂白粉因保存不当或放置过久而使有效氯含量降低时,消毒效果会受影响。

  ③水温:水温高,杀菌效果好。水温每提高10℃,病菌杀灭率约提高2~3倍。

  ④水的浑浊度:悬游颗粒对消毒的影响,因颗粒性质、微生物种类而不同。如粘土颗粒吸附微生物后,对消毒效果影响甚小,而粪尿中的细胞碎片、或污水中的有机颗粒与微生物结合后,会使后者获得明显的保护作用。病毒因体积小,表面积大,易被吸附成团,因而颗粒对病毒的保护作用较细菌大。

  ⑤水中微生物的种类和数量:不同微生物对氯的耐受性不尽相同。但概括地说,除腺病毒外,肠道病毒对氯的耐受性较肠道病原菌强。

  消毒往往不易达到100%的杀灭效果,故常以99%、99.9%或99.99%的效果为参数.由此可见,如消毒前水中细菌过多,则消毒后水中细菌数就不易达到卫生标准的要求。

  (3)氯消毒方法:

  ①普通氯化消毒:是指水的需氯量较低,且基本无氨,用少量氯即可达到消毒目的的一种消毒法。此法产生的主要是游离性余氯,所需接触时间短,效果可靠。但要求原水污染较轻,且基本无酚类物质(否则会产生氯酚臭)。原水为地面水时,往往会使饮用水具有致突变性,以及含有三卤甲烷。

  ②氯胺消毒法:与普通氯化消毒法相比,本法产生的三卤甲烷明显较低。消毒后的饮水,在Ames试验中其致突变性亦较弱。如先加氨后加氯,则可防止氯酚臭。如先加氯,消毒后再加氨,则可使管网末梢余氯得到保证。但本法的消毒作用较弱,故要求的接触时间较长,余氯浓度较高,费用较贵。一氯胺在大肠杆菌回变试验中呈阳性反应。

  ③折点消毒法:本法的优点是:消毒效果可靠;能明显降低锰、铁、酚和有机物含量;并具有降低臭味和色度的作用。缺点是耗氯多,并因而有可能产生较多的氯化副产物。需事先求出折点加氯量,且有时折点不明显。会使水的pH过低,故必要时尚需加碱调整。

  ④过量氯消毒法:当有机污染严重,或需在短时间内达到消毒目的时,可加过量氯于水中,使余氯达到1~5mg/L。消毒后的水,需用S02、亚硫酸钠或活性炭脱氯。

  氯消毒法还可根据加氯点不同而分为预氯化法,后氯化法和中途加氯法。预氯化法是指在混凝沉淀前加氯,其主要目的在于改良混凝沉淀和防止藻类生长。但易生成大量氯化副产物。后氯化法即在滤后水中加氯,它是最常用的氯消毒法。中途加氯又称二次加氯,是在管网中途的加压泵站或贮水池泵站的补充加氯。管道很长时,采用此法既能保证末梢余氯,又不致使水厂附近的管网水含余氯过高。

  (4)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。

  小水厂也可用漂白粉消毒。

  (5)氯化副产物的防治

  概括地说,可采用以下措施:尽可能选择有机前体物含量低的水源;加强混凝沉淀和过滤等净化措施,并防止藻类在此等构筑物内的生长,以降低有机前体物的含量;改善氯化方法,如避免预氯化,采用中途加氯等,以减少氯化副产物的形成;采用颗粒活性炭滤池过滤,以去除氯化副产物。此外,尚可考虑采用其他消毒剂的可能性。

   

  2、二氧化氯消毒

  C1O2是橙黄色气体,在大气压下,液化温度为9.7℃。C1O2易挥发,遇光又易分解成C1O和[O],故需在临用时就地制备。

  C1O2的消毒效果及余氯的稳定性均较氯高,且不受pH值的影响,不与氨反应,不产生三卤甲烷(有溴离子时除外)和致突变性。C1O2的氧化能力为氯的2倍,因而对铁、锰、嗅味和色度的去除效果均较氯优。同时C1O2系统和氯化系统在运转上十分类似,因而国外已有不少水厂改用C1O2消毒或用于前处理。但C1O2消毒的成本较氯和臭氧高。此外,动物实验还揭示:C1O2及其歧化产物ClO2-和C103-均能引起溶血性贫血和变性血红蛋白血症。C1O2尚具有降低血清甲状腺素的作用。因此,美国规定,水中C1O2的最高污染水平为1mg/L;美国水厂协会建议,管网中C1O2和C1O2-的总浓度不应大于0.5mg/L。

  3、臭氧消毒 

  O3是极强的氧化剂。它在水中的溶解度约较O2大13倍。O3极不稳定,需在临用时制备,并马上通入水中。

  O3用于消毒的投加量一般不大于1mg/L,要求接触时间为10~15分钟,剩余O3为0.4mg/I。

  O3消毒的优点是:效果较C1O2和C12好;用量少;接触时间短,pH值在6~8.5范围内均有效;不影响水的感官性状;除水中有溴离子外,不产生三卤甲烷;用于前处理时尚能促进絮凝和澄清,降低混凝剂用量,并因而能减少化学污泥量。缺点是:投资大,消毒费用也较氯和氯胺高;水中O3不稳定,控制和检测O3均需要一定技术;出厂水无剩余O3(O3对水管腐蚀作用强,也不允许有剩余O3),故需使用第二消毒剂,以防止细菌后生长;与有机物、铁和锰反应,可产生微絮凝,使水浊度提高。

  4、紫外线消毒

  波长200-295nm的紫外线具有杀菌作用,其中以波长254nm的紫外线杀菌作用最强。紫外线光源为高压石英水银灯。用于饮水消毒的设备有两种,即浸入式和水面式,前者消毒效率较高,后者构造简单。利用紫外线消毒时,水的色度和浊度要低,水深最好不超过12cm。

  紫外线消毒的接触时间短,效率高,不影响水的嗅味,管理简单;但无持续杀菌作用,成本也较贵。故除单位供水外,未获广泛应用。

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