水處理原理與工藝化學(xué)處理法

1、1會計學(xué)水處理原理與工藝化學(xué)處理法水處理原理與工藝化學(xué)處理法2第三章第三章 化學(xué)處理法工藝原理化學(xué)處理法工藝原理31、中和化學(xué)處理法 多用在廢水處理的預(yù)處理或深度處理中；在自來水的常規(guī)工藝中，主要涉及的是化學(xué)消毒工藝以及化學(xué)沉淀（石灰軟化）。3、氧化還原2、化學(xué)沉淀4、化學(xué)消毒41、中和中和的目的：中和廢水中過量的酸或堿以及調(diào)中和的目的：中和廢水中過量的酸或堿以及調(diào)整廢水的酸堿度，使中和后的廢水呈中性或接整廢水的酸堿度，使中和后的廢水呈中性或接近中性，以適宜下一步處理或外排的要求。近中性，以適宜下一步處理或外排的要求。5中和法是利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢中和法是利用堿性藥劑或酸性藥劑將廢水從酸

2、性或堿性調(diào)整到中性附近的一類水從酸性或堿性調(diào)整到中性附近的一類處理方法。處理方法。 中和處理發(fā)生的主要中和處理發(fā)生的主要反應(yīng)是酸與堿生成鹽和水反應(yīng)是酸與堿生成鹽和水的的中和反應(yīng)中和反應(yīng)。 酸性廢水中常見的酸性廢水中常見的酸性物質(zhì)酸性物質(zhì)有硫酸有硫酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等無機酸、硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等無機酸及醋酸、甲酸、檸檬酸等有機酸，并常及醋酸、甲酸、檸檬酸等有機酸，并常溶解有金屬鹽。溶解有金屬鹽。 堿性廢水中常見的堿性廢水中常見的堿性物質(zhì)堿性物質(zhì)有苛性有苛性鈉、碳酸鈉、硫化鈉及胺類等。鈉、碳酸鈉、硫化鈉及胺類等。67 酸性廢水 酸性污水和堿性污水互相中和 藥劑中和法 過濾中和堿性廢

3、水 酸性污水和堿性污水互相中和 藥劑中和 煙道氣中和8910酸類名稱酸類名稱 中和中和1g酸所需堿性物質(zhì)的量酸所需堿性物質(zhì)的量/gCaOCa(OH)2CaCO3MgCO3CaCO3- MgCO3硫酸硫酸/H2SO40.5710.7551.020.860.94鹽酸鹽酸/HCl0.771.011.371.151.29硝酸硝酸/HNO30.4450.590.7950.6680.732醋酸醋酸/HCH3COOH0.4660.6160.830.69511堿類名稱堿類名稱 中和中和1g堿所需酸性物質(zhì)的量堿所需酸性物質(zhì)的量/gH2SO4HClHNO3100%98%100%98%100%98%NaOH1.22

4、1.240.912.531.372.42KOH0.880.900.651.801.131.74Ca(OH)20.321.340.992.741.702.62NH32.882.932.125.903.715.701213常用：集水井、混合槽、連續(xù)流中和池、間歇常用：集水井、混合槽、連續(xù)流中和池、間歇式中和池等式中和池等14電石渣電石渣白云石白云石1 1、投加藥劑、投加藥劑 常用的堿性常用的堿性中和劑有中和劑有石灰、石灰、電石渣和石灰石電石渣和石灰石、白云石、白云石，有時，有時也可用也可用NaOH、Na2CO3。投藥投藥量按化學(xué)反應(yīng)計量按化學(xué)反應(yīng)計算或?qū)嶒灤_定。算或?qū)嶒灤_定。1516OHCaClO

5、HCaHClOHNOCaOHCaHNOOHCaSOOHCaSOH22222323242422)(22)(2)(以石灰為主要藥劑的反應(yīng)：采用石灰石中和硫酸時，會產(chǎn)生石膏。224342COOHCaSOCaCOSOH17()aKQ ccG中和藥劑的投加量，可按化學(xué)反應(yīng)式估算（P168，式11-1）。 式中 Ga總耗藥量， kg/d； Q 酸性廢水量, m3/d； c、c廢水中酸的濃度和酸性鹽的濃度， kg/m3； 、中和lkg酸和酸性鹽所需的堿量， kg/kg； K 不均勻系數(shù)； 中和劑的純度，。 18 中和過程中形成的沉渣體積龐大，約占處理水體積的中和過程中形成的沉渣體積龐大，約占處理水體積的2

6、2，脫水麻煩，應(yīng)及時清除，以防堵塞管道。一搬可采用，脫水麻煩，應(yīng)及時清除，以防堵塞管道。一搬可采用沉淀池或氣浮池進行分離。沉渣量（干基）可根據(jù)試驗確沉淀池或氣浮池進行分離。沉渣量（干基）可根據(jù)試驗確定，也可按下式計算（定，也可按下式計算（教材教材P169，式，式11-2）：GGa(Y十十b)十十Q(S-y-d) 式中 G沉渣量， kg/ d Y消耗單位藥劑產(chǎn)生的鹽量， kg/kg， b單位藥劑中雜質(zhì)含量， kg/kg； Q酸性廢水量，m3/d; S 廢水中懸浮物濃廢， kg/m3； y 中和后溶于廢水中的鹽量，kg/m3； d中和后出水懸浮物濃度， kg/m3。 19廢水的預(yù)處理廢水的預(yù)處理中

7、和藥劑的制備與投配中和藥劑的制備與投配、混合與反應(yīng)混合與反應(yīng)中和產(chǎn)物的分離中和產(chǎn)物的分離泥渣的處理與利用泥渣的處理與利用20干法干法濕法濕法21干投法：廢水量小時，一般干投，間歇處理特點：設(shè)備簡單，但反應(yīng)速度慢、不徹底、投藥量大、石灰破碎、篩分等勞動強度大。22濕投法：廢水量中、大時，一般濕投，連續(xù)處理 特點：設(shè)備多，但反應(yīng)迅速、徹底、投藥量較小23240aVV消解槽的容積消解槽的容積（m3）計算（）計算（P170，式，式11-3）：）： 式中 V0 一次配制的藥劑量， m3； 容積系數(shù)，一般取25石灰乳貯槽的容積石灰乳貯槽的容積（m3）計算（）計算（P170，式，式11-4）：）： 100a

8、bGVnrw式中 Ga 石灰消耗量， t/d； n 每天攪拌的次數(shù)，人工攪拌按3次計算，機械攪拌按6次計算； r石灰的容重，一般取0.91.1t/m3; w石灰乳質(zhì)量分數(shù)，一般取510%。25管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器帶折流板的帶折流板的管式反應(yīng)器管式反應(yīng)器帶攪拌的混帶攪拌的混合反應(yīng)器合反應(yīng)器26儀器配置合理，實現(xiàn)了小型化。儀器配置合理，實現(xiàn)了小型化。 帶有多項功能的數(shù)字式帶有多項功能的數(shù)字式pHpH調(diào)節(jié)儀調(diào)節(jié)儀 電磁式定量泵電磁式定量泵 小型中和裝置小型中和裝置 27對于流量較大的廢液常采用連續(xù)式處理系統(tǒng)，欲使對于流量較大的廢液常采用連續(xù)式處理系統(tǒng)，欲使其獲得穩(wěn)定可靠的中和效果，對于連續(xù)式系統(tǒng)，應(yīng)

9、其獲得穩(wěn)定可靠的中和效果，對于連續(xù)式系統(tǒng)，應(yīng)采用多級式采用多級式pH值自動控制系統(tǒng)。值自動控制系統(tǒng)。28 藥劑中和法是一種應(yīng)用廣泛的中和方法，此法可中和任何性質(zhì)、任何濃度的酸性廢水，廢水中允許有較多的懸浮雜質(zhì)，對水質(zhì)水量波動適應(yīng)性強，且中和藥劑利用率高，中和過程易調(diào)節(jié)。 該法的缺點是勞動衛(wèi)生條件差，操作管理復(fù)雜，制備溶液、投配藥劑需要較多的機械設(shè)備。采用石灰質(zhì)藥劑時，其明顯的缺點是質(zhì)量難于保證，灰渣較多，沉渣體積大，且不易脫水。291、堿性濾料、堿性濾料石灰石石灰石（CaCO3）大理石（大理石（CaCO3）白云石白云石CaCO3MgCO3 優(yōu)點是操作管理簡單，優(yōu)點是操作管理簡單，不影響環(huán)境衛(wèi)生

10、，允許不影響環(huán)境衛(wèi)生，允許費用低，勞動條件好，費用低，勞動條件好，出水出水pHpH值較穩(wěn)定，沉渣值較穩(wěn)定，沉渣最少最少( (只有廢水體積的只有廢水體積的0.10.1) )，缺點是需要控，缺點是需要控制進水的硫酸濃度。制進水的硫酸濃度。 濾料的選擇與中和產(chǎn)物的溶解度有關(guān)。如果中和產(chǎn)物濾料的選擇與中和產(chǎn)物的溶解度有關(guān)。如果中和產(chǎn)物的溶解度很小，易在濾料表面形成不溶性的硬殼，阻止的溶解度很小，易在濾料表面形成不溶性的硬殼，阻止反應(yīng)的進行。反應(yīng)的進行。303、適用范圍、適用范圍各種酸在中和后形成的鹽具有各種酸在中和后形成的鹽具有不同的溶解度，其順序大致為不同的溶解度，其順序大致為：Ca(NO3)2 C

11、aCl2MgSO4 CaSO4 CaCO3 . MgCO3 由此可見：中和處理硝酸、鹽酸時，濾料選用石灰由此可見：中和處理硝酸、鹽酸時，濾料選用石灰石、大理石或白云石都行；中和處理石、大理石或白云石都行；中和處理碳酸時，不宜采用碳酸時，不宜采用過濾中和法過濾中和法；中和處理硫酸時，最好選用含鎂的中和濾；中和處理硫酸時，最好選用含鎂的中和濾料（白云石）。料（白云石）。 因此，過濾中和法因此，過濾中和法適用于處理不含其他雜質(zhì)的鹽酸適用于處理不含其他雜質(zhì)的鹽酸廢水、硝酸廢水和濃度不大于廢水、硝酸廢水和濃度不大于23g/L的硫酸廢水的硫酸廢水等生成等生成易溶鹽的各種酸性廢水。易溶鹽的各種酸性廢水。31

12、4、中和濾池、中和濾池普通中和濾池普通中和濾池升流式膨脹中和濾池升流式膨脹中和濾池滾筒式中和濾池滾筒式中和濾池 滾筒式中和濾池滾筒式中和濾池開流式膨脹中和濾池開流式膨脹中和濾池3233一般是固定床重力式，有平流式和豎流式（升流式和降流式）兩種。由于濾速低（小于5m/h），濾料粒徑大（35cm），當(dāng)進水硫酸濃度較大時，極易在濾料表面結(jié)垢且不易沖掉，從而阻礙中和反應(yīng)進程。這種濾池的中和效果較差。34廢水從濾池的底部進入，由池頂流出，使濾料處于膨脹狀態(tài)。35將石灰石濾料置于旋轉(zhuǎn)著的滾筒中，使酸性廢水流經(jīng)滾筒進行中和反應(yīng)。裝于滾筒中的濾料隨滾筒一起轉(zhuǎn)動，濾料之間產(chǎn)生激烈的摩擦碰撞，及時剝落由中和產(chǎn)物形

13、成的覆蓋層，從而加快反應(yīng)速度。該法能處理較高濃度的酸性廢水（硫酸濃度可達33.5g/L），且濾料不必破碎到很小的粒徑，但構(gòu)造復(fù)雜，動力費用高，設(shè)備噪聲大，同時對耐腐蝕性能要求較高，故很少采用。36 滾筒式中和濾池滾筒用鋼板制成，內(nèi)襯防腐層。筒為臥滾筒式中和濾池滾筒用鋼板制成，內(nèi)襯防腐層。筒為臥式，長度為直徑的式，長度為直徑的6 67 7倍。裝料體積占筒體體積的一半，筒倍。裝料體積占筒體體積的一半，筒內(nèi)壁設(shè)有擋板，帶動濾料一起翻滾，使沉淀物外殼難以形成內(nèi)壁設(shè)有擋板，帶動濾料一起翻滾，使沉淀物外殼難以形成，并加快反應(yīng)速度。為避免濾料流失，在滾簡出水處設(shè)有穿，并加快反應(yīng)速度。為避免濾料流失，在滾簡出

14、水處設(shè)有穿孔板?？装濉?75、過濾中和法產(chǎn)物的處理、過濾中和法產(chǎn)物的處理中和反應(yīng)均產(chǎn)生CO2，CO2溶解于水即為碳酸，使得出水pH在5左右，通常采用空氣曝氣和出水跌落自然曝氣等方法脫掉CO2，以提高pH.38在同時存在酸性廢水和堿性廢水在同時存在酸性廢水和堿性廢水（廢渣）的情況下，可以（廢渣）的情況下，可以以廢治以廢治廢廢，互相中和。此法在可能的情，互相中和。此法在可能的情況下況下應(yīng)優(yōu)先考慮應(yīng)優(yōu)先考慮，以節(jié)省處理費，以節(jié)省處理費用與藥劑消耗。用與藥劑消耗。堿渣包括電石渣（含堿渣包括電石渣（含Ca(OH)Ca(OH)2 2）、碳酸鈣渣等。、碳酸鈣渣等。39天然水體及土壤中的重碳酸鹽可用來中和酸性

15、廢水，但必須持慎重態(tài)度，對其長遠影響進行觀察。401.1.藥劑中和法藥劑中和法（投酸：硫酸（投酸：硫酸、鹽酸鹽酸、硝酸、硝酸）2.2.利用酸性廢水及廢利用酸性廢水及廢氣中和法氣中和法 采用煙道氣中和采用煙道氣中和堿性廢水，一般在噴堿性廢水，一般在噴淋塔等裝置中進行，淋塔等裝置中進行，使廢水處理與消煙除使廢水處理與消煙除塵、氣體的凈化結(jié)合塵、氣體的凈化結(jié)合起來。起來。處理方法處理方法堿性廢水主要來源堿性廢水主要來源 ：粘膠廠、：粘膠廠、印染廠、煉油廠、造紙廠、金印染廠、煉油廠、造紙廠、金屬加工廠等。屬加工廠等。 4142434445思考題與習(xí)題：46概念：向廢水中投入某種化學(xué)藥劑，使之與廢水中溶

16、解態(tài)的污染物直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成難溶鹽沉淀下來，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。2、化學(xué)沉淀適用范圍：去除廢水中的重金屬離子（如汞、鎘、鉛、鋅、鎳、鉻等）去除廢水中的堿土金屬離子（如鈣、鎂）去除某些非金屬（如砷、氟、硫、氰、硼等）沉淀除磷（正磷酸鹽）工業(yè)給水處理中的石灰軟化法分類：根據(jù)使用的沉淀劑的不同，常用的化學(xué)沉淀法主要有氫氧化物沉淀法、硫化物沉淀法、碳酸鹽沉淀法和鋇鹽沉淀法等。474849505152535455565758 化學(xué)沉淀除磷只適用于去除正磷酸鹽，對于以聚磷酸鹽和有機磷形式存在的磷，需先轉(zhuǎn)化為正磷酸鹽后才能用化學(xué)沉淀法去除。59思考題：60 利用廢水中利用廢水中的污染物

17、在化學(xué)的污染物在化學(xué)反應(yīng)過程中能被反應(yīng)過程中能被氧化或還原的性氧化或還原的性質(zhì)，將它轉(zhuǎn)變成質(zhì)，將它轉(zhuǎn)變成無毒或微毒的，無毒或微毒的，或易于從水中分或易于從水中分離出來的新物質(zhì)離出來的新物質(zhì)，從而將其從廢，從而將其從廢水中除去的方法水中除去的方法。3、氧化還原61626364656667682 2）反應(yīng)物的濃度）反應(yīng)物的濃度3 3）溫度）溫度1 1）反應(yīng)劑和還原）反應(yīng)劑和還原劑的本性；劑的本性；5 5）溶液的）溶液的PHPH值值4 4）催化劑及某些）催化劑及某些不純物的存在不純物的存在影響處理能力影響處理能力的動力學(xué)因素的動力學(xué)因素69常用氧化劑常用氧化劑空氣、臭氧、氯氣空氣、臭氧、氯氣、次氯酸

18、鈉及漂白、次氯酸鈉及漂白粉粉常用還原劑常用還原劑硫酸亞鐵、亞硫酸硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、硼氫化鈉、氫鈉、硼氫化鈉、水合肼及鐵屑等水合肼及鐵屑等70（1 1）應(yīng)用條件）應(yīng)用條件（2 2）適用范圍）適用范圍（3 3）反應(yīng)設(shè)備）反應(yīng)設(shè)備用用O2進行氧化反應(yīng)，進行氧化反應(yīng)，在常溫、常壓、無在常溫、常壓、無催化劑時，空氣氧催化劑時，空氣氧化法（曝氣法）所化法（曝氣法）所需反應(yīng)時間很長，需反應(yīng)時間很長，使其使其應(yīng)用受到限制，應(yīng)用受到限制，如加高溫、高壓、如加高溫、高壓、r r射線輻照等，氧化射線輻照等，氧化反應(yīng)速度將大大加反應(yīng)速度將大大加快。快。主要用于主要用于含硫含硫()（S2-、HS-、H2S）廢水處理

19、廢水處理，來自，來自于石油煉制廠、于石油煉制廠、石油化工廠、皮石油化工廠、皮革廠、制藥廠等；革廠、制藥廠等；此外，也用于此外，也用于地地下水氧化除下水氧化除Fe2+、Mn2+?？稍诟髅芊馑w可在各密封塔體（空塔、板式塔、（空塔、板式塔、填料塔等）中進填料塔等）中進行。行?！捌貧馄貧? -過濾除過濾除鐵除錳鐵除錳”可在曝可在曝氣塔、濾池中進氣塔、濾池中進行。行。71含硫()（S2-、HS-、H2S）廢水處理72反應(yīng)設(shè)備（圖13-1）73空氣氧化除鐵和錳74OOO75臭氧的特性76臭氧的特性77臭氧的特性7879臭氧的特性80 （1 1）制備臭氧的方法）制備臭氧的方法 產(chǎn)生臭氧的方法很多，有產(chǎn)生臭

20、氧的方法很多，有電解法、電解法、化學(xué)法、高能射線輻射法、無聲放電化學(xué)法、高能射線輻射法、無聲放電法法等。目前在工業(yè)上常用干燥空氣或等。目前在工業(yè)上常用干燥空氣或氧氣經(jīng)氧氣經(jīng)無聲放電無聲放電制取。制取。 臭氧的制備8182（2 2）常用的臭氧發(fā)生器）常用的臭氧發(fā)生器1 1）管式臭氧發(fā)生器）管式臭氧發(fā)生器2 2）板式臭氧發(fā)生器（微孔擴散板式）板式臭氧發(fā)生器（微孔擴散板式反應(yīng)器）反應(yīng)器）3 3）金屬格網(wǎng)式臭氧發(fā)生器）金屬格網(wǎng)式臭氧發(fā)生器83管式臭氧發(fā)生器管式臭氧發(fā)生器84管式臭氧發(fā)生器管式臭氧發(fā)生器85板式臭氧發(fā)生器板式臭氧發(fā)生器86 （1 1）接觸反應(yīng)器的選擇）接觸反應(yīng)器的選擇 水的臭氧處理在水的

21、臭氧處理在接觸反應(yīng)器接觸反應(yīng)器內(nèi)進行。臭內(nèi)進行。臭氧加入水中，水為吸收劑，臭氧為吸收質(zhì)，氧加入水中，水為吸收劑，臭氧為吸收質(zhì)，在氣液兩相進行傳質(zhì)，同時發(fā)生臭氧氧化反在氣液兩相進行傳質(zhì)，同時發(fā)生臭氧氧化反應(yīng)。應(yīng)。 接觸反應(yīng)器的作用有兩個：接觸反應(yīng)器的作用有兩個：促進氣、水促進氣、水?dāng)U散混合擴散混合；使氣、水充分接觸，迅速反應(yīng)使氣、水充分接觸，迅速反應(yīng)。臭氧接觸反應(yīng)器87 （1 1）接觸反應(yīng)器的選擇）接觸反應(yīng)器的選擇 因此，應(yīng)根據(jù)臭氧分子因此，應(yīng)根據(jù)臭氧分子在水中的擴散速率和在水中的擴散速率和與污染物的反應(yīng)速率與污染物的反應(yīng)速率來選擇接觸反應(yīng)器的型式。來選擇接觸反應(yīng)器的型式。 1）當(dāng)擴散速率較大，

22、反應(yīng)速率為速率控制步驟時，臭氧接觸反應(yīng)器應(yīng)有利于反應(yīng)的充分進行多孔擴散板反應(yīng)器、塔板式反應(yīng)器（污染物有表面活性劑、焦油、氨氮等）； 2）當(dāng)反應(yīng)速率較大，擴散速率為控速步驟時，臭氧接觸反應(yīng)器應(yīng)有利于臭氧的加速擴散靜態(tài)混合器（污染物有酚、氰、親水性染料、鐵、錳、細菌等）88 （2 2）多孔擴散式反應(yīng)器）多孔擴散式反應(yīng)器 有穿孔管、穿孔板、微孔濾板等89 （3 3）靜態(tài)混合器）靜態(tài)混合器 又稱管式混合器，是在一根管子內(nèi)安裝許多螺旋槳葉片，相鄰兩片螺旋槳葉片有著相反的方向，水流在旋轉(zhuǎn)分割運行中與臭氧接觸而產(chǎn)生許多微小漩渦，使氣水充分混合。90 （4 4）尾氣處理）尾氣處理 從臭氧接觸反應(yīng)器排出的尾氣中

23、殘存臭氧體積分數(shù)一般為（5003000）10-6，應(yīng)對這部分尾氣進行妥善處理，以防止對大氣環(huán)境的污染。常用的處理方法有：活性炭吸附法：活性炭固定床，適用于低濃度臭氧藥劑法：采用亞鐵鹽、亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉等還原，或者采用氫氧化鈉分解；燃燒法：加熱溫度大于27091 由于臭氧具有很強的氧化性，可分解一由于臭氧具有很強的氧化性，可分解一般氧化劑難于破壞的有機物，而且般氧化劑難于破壞的有機物，而且反應(yīng)速度反應(yīng)速度快；出水無嗅無味，不產(chǎn)生污泥；原料快；出水無嗅無味，不產(chǎn)生污泥；原料( (空空氣氣) )來源廣來源廣，制備臭氧的電和空氣不需儲存，制備臭氧的電和空氣不需儲存和運輸，因此臭氧氧化法在水處理中是

24、很有和運輸，因此臭氧氧化法在水處理中是很有前途的。前途的。 目前，主要目前，主要用于消毒殺菌、飲用水凈化用于消毒殺菌、飲用水凈化和工業(yè)廢水的氧化處理和工業(yè)廢水的氧化處理。臭氧在水處理中的應(yīng)用929394 （1 1）氯系氧化劑）氯系氧化劑（2 2）氯氧化法的應(yīng)用）氯氧化法的應(yīng)用氯類氧化劑包括氯類氧化劑包括氣態(tài)氯、氣態(tài)氯、液態(tài)氯、次氯酸鈉、次氯液態(tài)氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、二氧化氯酸鈣、二氧化氯等。氯氣等。氯氣既可用作既可用作消毒劑消毒劑，能殺滅，能殺滅細菌、有害生物、消除有細菌、有害生物、消除有毒物質(zhì)的毒性。同時也可毒物質(zhì)的毒性。同時也可以以氧化污染物氧化污染物，廣泛用于，廣泛用于廢水處理。廢水處

25、理。1）堿性氯化法處理含氰）堿性氯化法處理含氰廢水廢水2）氯化法除酚，最后被）氯化法除酚，最后被氧化為氧化為CO2和和H2O3）氯化法脫色、除臭殺）氯化法脫色、除臭殺藻藻9596979899 （1 1）概述）概述 廢水處理的新技術(shù)，可以解決有毒害但無廢水處理的新技術(shù)，可以解決有毒害但無法生物降解的物質(zhì)。法生物降解的物質(zhì)。 光化學(xué)反應(yīng)光化學(xué)反應(yīng)是指在光的作用進行的化學(xué)反應(yīng)，是指在光的作用進行的化學(xué)反應(yīng)，利用光化學(xué)反應(yīng)降解污染物，又稱之為利用光化學(xué)反應(yīng)降解污染物，又稱之為光降解光降解。光降解反應(yīng)包括光降解反應(yīng)包括無催化劑無催化劑和和有催化劑有催化劑的兩種，前的兩種，前者稱為者稱為光化學(xué)氧化光化學(xué)氧

26、化，后者稱為，后者稱為光催化氧化光催化氧化。100 （2 2）光化學(xué)氧化）光化學(xué)氧化 通過氧化劑（如O3、H2O2等）在光輻射下產(chǎn)生強氧化能力的羥基自由基HO.而進行的。羥基自由基的氧化性很強，其標(biāo)準氧化還原電位為2.85V，在常見的氧化劑中僅次于氟（3.06V）。羥基自由基具有較高的電負性，因此能夠有選擇地與廢水中的污染物發(fā)生反應(yīng)；羥基自由基是高級氧化過程的中間產(chǎn)物，作為引發(fā)劑誘發(fā)后面的鏈反應(yīng)，對難降解有機物質(zhì)特別適用；羥基自由基氧化反應(yīng)條件溫和，容易得到應(yīng)用。101 （2 2）光化學(xué)氧化）光化學(xué)氧化光化學(xué)氧化技術(shù)與其他氧化方法相比，反應(yīng)過程產(chǎn)生大量的羥基自由基，對有機物的降解速率快，而且對

27、許多難降解有機物的礦化效果好；光氧化的反應(yīng)條件對溫度、壓力沒有特別要求；作為生物處理技術(shù)的前處理，可以大大提高難生物降解廢水的可生化性。UV-H2O2反應(yīng)：UV-O3反應(yīng)；UV-O3-H2O2反應(yīng)UV-US（超聲）反應(yīng)；光化學(xué)氧化系統(tǒng)：重點集中在光源的選取、光學(xué)材料的應(yīng)用以及光化學(xué)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的改進三個方面。102 （3 3）均相光催化氧化）均相光催化氧化均相光催化氧化主要指UV-Fenton氧化，以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì)，通過光-Fenton反應(yīng)產(chǎn)生HO.對污染物進行氧化。優(yōu)點：可降低Fe2+的用量，保持H2O2較高的利用率，紫外光和Fe2+對H2O2催化分解存在著協(xié)同效應(yīng)；可以使

28、有機物礦化程度更充分，因為Fe3+與有機物降解過程的中間產(chǎn)物形成的絡(luò)合物是光活性物質(zhì)，可在紫外光作用下迅速還原為Fe2+。103 （4 4）非均相光催化氧化）非均相光催化氧化非均相光催化氧化主要指在體系中投加光敏半導(dǎo)體材料如TiO2、ZnO等作為催化劑，使其在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對，吸附在催化劑上的溶解氧/水分子與電子-空穴對作用，產(chǎn)生HO.等氧化性強的自由基對污染物進行氧化。與均相系統(tǒng)相比，非均相的優(yōu)點：不需要消耗如H2O2和O3這樣的氧化劑；光催化劑在反應(yīng)過程中不被消耗；自然光，即太陽能直接被加以利用。104 濕式氧化法濕式氧化法（WAO）是在高溫高壓下，利）是在高溫高壓下，利用空

29、氣將廢水中的有機物氧化成用空氣將廢水中的有機物氧化成CO2和水和水，從而，從而達到去除污染物的目的。達到去除污染物的目的。 與常規(guī)氧化方法相比，濕式氧化法具有適用與常規(guī)氧化方法相比，濕式氧化法具有適用范圍廣、處理效率高、二次污染低、氧化速率快、范圍廣、處理效率高、二次污染低、氧化速率快、裝置占地小、可回收能量等優(yōu)點。裝置占地小、可回收能量等優(yōu)點。105 濕式氧化主要用于各類高濃度廢水及污泥處理，尤其是毒性大、難以用生化方法處理的農(nóng)藥廢水、染料廢水、制藥廢水、造紙黑液以及城市污泥及垃圾滲濾液等，也用于還原性無機物如CN-、SCN-、S2-和放射性廢物的處理。濕式氧化的局限性：要求在高溫高壓下進行

30、，其中間產(chǎn)物往往為無機酸，故要求設(shè)備能耐高溫、高壓，并耐腐蝕，因此費用較高；適用于高濃度小流量的廢水處理，對低濃度大流量的廢水則很不經(jīng)濟；即使在高溫高壓條件下，對某些有機物如多氯聯(lián)苯等仍難以做到完全氧化。106 （1 1）催化濕式氧）催化濕式氧化（化（CWAO）在傳統(tǒng)的濕式氧化處理工藝中加入適宜的催化劑以降低反應(yīng)所需的溫度和壓力，并提高氧化分解能力，縮短時間，防止設(shè)備的腐蝕并降低成本。目前應(yīng)用于濕式氧化的催化劑主要包括過渡金屬及其氧化物、復(fù)合氧化物和鹽類，催化劑也分為均相催化劑和非均相催化劑兩類。107 （2 2）超臨界水氧化）超臨界水氧化（SCWO）為徹底去除一些濕式氧化難以去除的有機物，將

31、反應(yīng)溫度和壓力進一步提高至水的臨界點以上，利用超臨界水的良好特性來加速反應(yīng)進程。超臨界水是一種超臨界流體。108109110 （1 1）概述）概述通過投加還原劑，將廢水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒或毒性較小的物質(zhì)的方法稱為還原法。常用的還原劑有：鐵屑、鋅粉、硼氫化鈉、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、水合肼（N2H4.H2O）、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、硫化氫、二氧化硫等；還原法主要用于處理一些特殊的廢水，如含汞、含鉻、含銅和含硝基苯廢水。111 （2 2）還原法除鉻）還原法除鉻電鍍、制革、冶煉、化工等工業(yè)廢水中常含有劇毒的Cr(VI)，在酸性條件下(pH7.6)，主要以CrO42-形式存在。六價鉻的毒性比三價鉻大1

32、00倍左右。還原法除鉻一般分兩步：第一步是用還原劑將六價鉻還原為毒性較低的三價鉻（酸性條件下）；第二步是在堿性條件下將三價鉻生成氫氧化鉻沉淀去除。鐵屑（或鋅粉）過濾硫酸亞鐵-石灰還原法（硫酸亞鐵-粉煤灰法）亞硫酸鹽還原法水合肼還原法112 （2 2）還原法除鉻）還原法除鉻如廠區(qū)同時有含鉻廢水和含氰廢水時，可互相進行氧化還原反應(yīng)，以廢治廢，其反應(yīng)為：近年來試驗研究了用活性炭吸附處理含鉻()廢水的方法。當(dāng)pH值很低時，本質(zhì)上仍是一種還原法：113 （3 3）還原法除汞）還原法除汞氯堿、炸藥、制藥、儀表等工業(yè)廢水中常含有劇毒的Hg2+，處理方法是將Hg2+還原為Hg加以分離和回收。常用的還原劑為比汞

33、活潑的金屬（鐵屑、鋅粒、鋁粉、銅屑等）、硼氫化鈉、醛類、聯(lián)胺等。廢水中的有機汞通常先用氧化劑（如氯）將其破壞，使之轉(zhuǎn)化為無機汞后，再用金屬置換。硼氫化鈉還原法（NaBH4）：堿性條件金屬還原法：鐵屑過濾，pH=69 據(jù)某廠試驗，用工業(yè)鐵粉去除酸性廢水中的汞()，在5060，混合反應(yīng)11.5h，經(jīng)過濾分離，廢水中所含汞量可去除90以上114 就是就是利用電解的基本利用電解的基本原理，使廢水中原理，使廢水中有害物質(zhì)通過電有害物質(zhì)通過電解過程，在解過程，在陰陽陰陽兩極分別發(fā)生氧兩極分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)化和還原反應(yīng)，以轉(zhuǎn)化成無害物以轉(zhuǎn)化成無害物，達到凈化水質(zhì)，達到凈化水質(zhì)的目的。的目的。 115 （

34、1 1）電解之陽極氧化作用）電解之陽極氧化作用陽極氧化作用：電解槽中陽極與電源的正極相連，陽極既可通過直接的電極反應(yīng)過程，使污染物氧化破壞（如CN-的陽極氧化），也可通過某些陽極反應(yīng)產(chǎn)物（如Cl-、ClO-、O2、H2O2等）間接的破壞污染物（如陽極產(chǎn)物Cl2除氰、脫色） 應(yīng)用：去除水中氰、酚以及COD、S2-、有機農(nóng)藥等，也有利用陽極產(chǎn)物Ag+離子進行消毒處理。其中電解除氰屬于直接氧化作用；電解除酚屬于間接氧化作用，因需要投加食鹽，利用食鹽電解產(chǎn)生的氯離子陽極產(chǎn)物分子氯，然后水解生成次氯酸，進行氧化分解酚。116 （2 2）電解之陰極還原作用）電解之陰極還原作用陰極還原作用：電解槽中陰極與電

35、源的負極相連，能使廢水中的離子直接得到電子被還原，發(fā)生直接還原作用，此外，在陰極還有H+接收電子還原成氫氣，也具有很強的還原作用，使廢水中的某些物質(zhì)被還原。 應(yīng)用：電解除鉻，及電沉積法去除與回收廢水中的重金屬離子。一般認為，電解除鉻時陽極溶解產(chǎn)生的亞鐵離子的間接還原反應(yīng)是主要因素，而在陰極上直接將六價鉻還原為三價鉻是很次要的。因此，必須采用鐵做陽極材料。117 （3 3）電解凝聚作用與電解氣浮作用）電解凝聚作用與電解氣浮作用電解凝聚作用：電解槽用鐵或鋁板做陽極，通電后受到電化學(xué)腐蝕，具有可溶性。Al或Fe以離子狀態(tài)融入溶液中，經(jīng)過水解反應(yīng)而生成羥基絡(luò)合物，這類絡(luò)合物可起混凝劑作用，將廢水中的懸

36、浮物與膠體雜質(zhì)通過混凝加以去除。電解氣浮作用：電解時，在陰極和陽極表面產(chǎn)生H2和O2等氣體，這些氣體以微氣泡形式逸出，比表面積很大，在上升過程中可以粘附水中的雜質(zhì)及油類浮至水面，產(chǎn)生氣浮作用。118電解法處理廢水所用電解槽，按水流方向可分為翻騰式、回流式及豎流式三種。 （4 4）電解槽）電解槽119 （5 5）電解法的應(yīng)用）電解法的應(yīng)用電解法的優(yōu)缺點：裝置緊湊，占地面積小，節(jié)省一次投資；自動控制水平高，易于實現(xiàn)自動化；藥劑用量少，廢液量少；通過調(diào)節(jié)槽電壓和電流，可以適應(yīng)較大幅度的水量與水質(zhì)變化沖擊。但電耗和可溶性陽極材料消耗較大，副反應(yīng)多，電極易鈍化。電極法可以處理：1）各種離子狀態(tài)的污染物，

37、如CN-、AsO2-、Cr6+、Cd2+、Pb2+、Hg2+等；2）各種有機和無機的耗氧物質(zhì)，如硫化物、氨、酚、油、有色物質(zhì)等；3）致病微生物。120 （5 5）電解法的應(yīng)用）電解法的應(yīng)用處理無機污染物：含鉻廢水、含氰廢水等處理有機污染物：染料廢水、印染廢水等，主要在生物毒性和難降解有機物的去除方面；電解消毒：間接電解消毒（利用電解原理制造次氯酸鈉或者氯氣等消毒劑）；直接電解消毒（次氯酸殺菌、電場作用、高效氧化劑消毒，如羥基自由基）121思考題：122消毒的目的是殺滅水中對人體健康有害的絕大部分病源微生物，包括病菌、病毒、原生動物的包囊等，以防止通過水傳播疾病。4、化學(xué)消毒消毒是飲用水處理中必

38、不可少的工藝：目的是使處理后飲用水的微生物學(xué)指標(biāo)達到飲用水水質(zhì)標(biāo)準，把飲水導(dǎo)致的水致疾病的風(fēng)險降到可以接受的安全范圍。（總大腸菌群、耐熱大腸菌群、細菌總數(shù)、隱孢子蟲、賈地鞭毛蟲、剩余消毒劑濃度）廢水處理中，消毒雖非必須，但通常是廢水排入水體前或進行再利用前的最后一個處理步驟，目的是安全排放或回用。消毒不同于滅菌，消毒僅要求殺滅致病微生物，而滅菌要求殺滅所有微生物。123 消毒的種類（表消毒的種類（表7-17-1）物理法： 加熱、光照射、超聲波，廢水處理中很少用?；瘜W(xué)法： 采用消毒劑進行消毒，常用的消毒劑有（表7-1）：多種氧化劑（氯、臭氧、溴、碘、高錳酸鉀等）；某些重金屬離子（銀、銅等）；陽離

39、子型表面活性劑、酚類124 消毒劑對水進行消毒的過程：消毒劑達到微生物體表；滲入細胞壁；與特定的酶發(fā)生反應(yīng)，中斷細胞的代謝過程。 4.1 化學(xué)消毒原理 消毒機理：破壞細胞壁，使其通透性增加，導(dǎo)致細胞內(nèi)物質(zhì)漏出；損害細胞膜的生化活性，影響其吸收與保留作用；對細胞的重要代謝功能造成損害，破壞酶的活性；損壞核酸組分；改變有機體的RNA、DNA；改變原生質(zhì)的膠體性質(zhì)等。 125 氧化型消毒劑可以通過氧化以多種途徑產(chǎn)生滅活作用； 紫外照射能使RNA中相鄰的胸腺嘧啶或DNA中相鄰的尿嘧啶形成共價的二聚體，破壞復(fù)制過程，從而使生物體不能再繁殖，以致滅活； 加熱可以使細胞蛋白變性，失去原生質(zhì)的膠體性質(zhì)，產(chǎn)生致

40、死效應(yīng)。126影響消毒效率的因素：1）致病微生物的種類及存在狀態(tài) 不同微生物對消毒劑的耐受能力不同。一般而言，病毒比細菌較難殺滅，有芽孢的細菌比無芽孢的細菌教難殺滅（廢水中的致病菌多無芽孢）。單個細菌易受消毒劑的致毒作用，而成團細菌的內(nèi)部菌體因受保護而難以被殺死。2）消毒劑的種類和濃度 一般來說，濃度愈高，殺菌效果愈好。3）接觸時間 接觸時間越長，致病微生物的殺滅率越高。 127影響消毒效率的因素：4）水質(zhì)特征 溫度越高，殺菌越好；pH值對氯的殺菌作用影響大，而對臭氧的影響不大；懸浮物能掩蔽菌體，使之不受消毒劑的影響；有機物的存在，消耗氧化性的消毒劑；氨能降低氯的殺菌強度，但卻能維持其持久性。

41、 128 氯消毒以液氯、漂白粉或次氯酸鈉為消毒劑。水廠氯消毒一般采用液氯；小型消毒如游泳池水消毒，多采用次氯酸鈉發(fā)生器；臨時性消毒多采用漂白粉。氯消毒的化學(xué)反應(yīng) 在不含氨的水中加入氯后，即產(chǎn)生下列反應(yīng)： Cl2+H2O ClO-+H+Cl- HOCl H+ClO- 水中HOCl和ClO-的比例與水的pH值和溫度有關(guān)（圖7-1），可以根據(jù)式7-10進行計算。水的pH值提高，則ClO-所占比例增大，在pH6的條件下，水中的氯基本上以HOCl形式存在。4.2 氯消毒法129 氯的消毒是通過氧化作用實現(xiàn)的，HClO和OCl-都有氧化能力，但HClO是中性分子，可以擴散到帶負電的細菌表面，并滲入細菌體內(nèi)

42、，借氯原子的氧化作用破壞菌體內(nèi)的酶，從而使細菌死亡，而ClO-帶負電，難于靠近帶負電的細菌，所以雖有氧化能力，也很難起消毒作用。因此，水中的pH值越低，消毒效果越好。 盡管ClO-消毒效果低于HOCl，但是由于水中存在HOCl與ClO-的平衡關(guān)系，當(dāng)HOCl被消耗后，ClO-就會轉(zhuǎn)化為HOCl，繼續(xù)進行消毒反應(yīng)，因此，在計算時，HOCl與ClO-都被計入，并通稱為游離性氯或自由性氯（游離氯） 130 當(dāng)水中有氨時，會生成氯胺： NH3+HClO NH2Cl+H2O NH3+2HClO NHCl2+2H2O NH3+3HClO NCl3+3H2O NH2Cl、NHCl2和NCl3分別是一氯胺、二

43、氯胺和三氯胺（三氯化氮），統(tǒng)稱為氯胺。氯胺所含的氯總量稱為化合性氯。 氯胺的存在形式同氯和氨的比例以及水的pH值有關(guān)。 氯胺也具有氧化性，有對微生物的消毒效果，但其氧化能力較弱，因此需要較長的接觸時間和較大的投藥量。131氯胺消毒的優(yōu)點：氯胺較穩(wěn)定，在水中的存留時間長；能減少三鹵甲烷和氯酚的產(chǎn)生，可使氯酚臭味減輕；防止管網(wǎng)中鐵細菌的繁殖。 游離氯和化合氯都具有消毒能力，兩者之和稱為有效氯，簡稱總氯； 經(jīng)一定接觸時間后水中剩余的有效氯稱為余氯，保留一定余氯的目的是為了保證自來水出廠后還具有持續(xù)的殺菌力，氯胺的殺菌能力不及HClO強，而且也較緩慢，所以對于余氯量的要求要高一些，與水的接觸時間也要長

44、一些。一般來說，游離性氯與水的接觸時間應(yīng)為1530min，化合性氯與水的接觸時間應(yīng)不少于12h。132 新版生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準和建設(shè)部行業(yè)標(biāo)準城市供水水質(zhì)標(biāo)準對此作出了明確規(guī)定：采用游離氯消毒的，與水接觸至少30min后出廠，出廠水中游離性余氯不低于0.3mg/L，管網(wǎng)末梢水不低于0.05mg/L；對于采用氯胺消毒的，與水接觸至少2h后出廠，出廠水中總余氯不低于0.5mg/L，管網(wǎng)末梢水不低于0.05mg/L。 另外，從感官形狀和衛(wèi)生學(xué)安全考慮，出廠水的余氯也不能過高，新版生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準規(guī)定出廠水中游離性余氯最高限值4mg/L。133加氯量與加氯點 消毒時向水中加入氯的量可以分為兩部分，即

45、需氯量和余氯量。需氯量指在接觸時間內(nèi)因殺滅微生物、氧化水中的有機物和還原性無機物所消耗的氯的量。 加氯量由加氯試驗或根據(jù)相似水廠運行經(jīng)驗確定。加氯試驗得到的結(jié)果稱為加氯曲線（加氯量為橫坐標(biāo)，余氯量為縱坐標(biāo)）（圖7-2、圖7-3），加氯曲線中的450虛線代表的是需氯量為零的假設(shè)情況（即水中無任何消耗氯的物質(zhì)，包括細菌、有機物或還原性物質(zhì)等）。 當(dāng)水中含氨氮和不含氨氮時得到的加氯曲線是不同的，分別為圖7-2和圖7-3所示。134當(dāng)水中不含氨氮時，加氯量等于需氯量和余氯量之和。所有余氯均以游離性余氯的形式存在，根據(jù)預(yù)定出廠水余氯濃度要求，就可以從該接觸時間測定的加氯曲線上查處所需加氯量。135對于含

46、有氨氮的水樣，加氯曲線的形式較為復(fù)雜，可以分為四個區(qū)：第一區(qū)：無余氯區(qū)，加氯量過小，加入的氯全部被其他雜質(zhì)所消耗，余氯量為零，此時消毒效果不可靠；136第二區(qū)：化合性余氯區(qū)，所加入的氯與水中的氨氮反應(yīng)形成了氯胺，有一定消毒效果，達到峰值時水中的氨全部轉(zhuǎn)化為氯胺；137第三區(qū)：化合性余氯分解區(qū)，部分氯胺被投入的氯氧化分解為不起消毒作用的N2、NO、N2O等，化合性余氯減少，最后達到最低點，稱為折點；138第四區(qū)：折點后區(qū)，表示此時已經(jīng)沒有消耗氯的雜質(zhì)了，所增加的投氯量都是以游離性余氯存在，消毒效果最好。根據(jù)預(yù)定的出廠水游離性余氯的濃度要求，就可以從該區(qū)查出所需加氯量。此種消毒方法稱為折點氯化法。

47、139折點氯化法：給水處理中，對于氨氮濃度較低（小于0.3mg/L）的原水，通常投氯量超過折點B，維持一定游離余氯量；對于氨氮濃度較高（大于0.5mg/L）的原水，投氯量控制在第二區(qū)峰值前即可，此時的化合余氯已足夠消毒，沒必要增大投氯量，投氯量增加還會導(dǎo)致消毒副產(chǎn)物的問題。 不同廢水的水質(zhì)和消毒要求差別很大，應(yīng)通過試驗確定投氯量。140氯化消毒應(yīng)注意的問題折點加氯時氯的大量投加，使pH值下降，不僅影響排放或會用，還會腐蝕管道和設(shè)備，因此需要調(diào)整pH值；對于水源受到污染的水來說，氯化消毒時，水中有機物會與氯生成有毒且難降解的有機氯化物（消毒副產(chǎn)物），因此對這類水源應(yīng)盡可能少用折點氯化法，特別是不

48、要使用折點預(yù)氯化法，應(yīng)通過強化常規(guī)處理、增加預(yù)處理或深度處理來去除水中有機物（消毒副產(chǎn)物的前體物）；141氯化消毒應(yīng)注意的問題折點氯化后，有時需要進行后處理，去除有機氯化物及過量的氯，常用的后處理方法有二氧化硫法和活性碳吸附及還原法；煤氣站廢水中含有SCN-、CN-等離子和酚等化學(xué)物質(zhì)，如在生物處理后進行氯化消毒，會生成劇毒的CNCl和氯酚，危害性更大。142加氯設(shè)備水廠加氯消毒普遍采用液氯，由液氯瓶直接供給消毒所需要的氯。干燥的氯氣和液氯對鐵、銅、鉛、鋼都沒有腐蝕性，但氯溶液對一般金屬腐蝕性很大，因此，使用液氯瓶時，要嚴防水通過加氯設(shè)備進入氯瓶內(nèi)。玻璃、陶瓷不受氯溶液的腐蝕，氯對塑料和橡膠也

49、由腐蝕作用，且易使之老化。采用液氯消毒的加氯設(shè)備包括：加氯機、氯瓶、加氯檢測與自控設(shè)備等。143加氯機的功能：從氯瓶送來的氯氣在加氯機中先流過轉(zhuǎn)子流量計，再通過壓力水的水射器使氯氣與水混合，把氯溶在水中形成高含氯水，再被輸送至加氯點處投加。1441454.3 其他消毒法二氧化氯消毒 二氧化氯消毒也是一種氯消毒法，但它與通常的液氯消毒有不同之處：二氧化氯一般只起氧化作用，不起氯化作用，與水中雜質(zhì)形成的三氯甲烷等消毒副產(chǎn)物比氯消毒要少得多；二氧化氯不與氨反應(yīng)，在pH值為610范圍內(nèi)的殺菌效率幾乎不受pH值的影響；二氧化氯的消毒能力次于臭氧，但高于氯。具有很強的除酚能力。146除此之外，二氧化氯消毒

50、的優(yōu)點還有：對細菌和病毒的消毒效果好，能分解細胞結(jié)構(gòu)，并能殺死孢子；在水中的穩(wěn)定性次于氯胺，但高于游離氯，能在管網(wǎng)中保存較長時間，起剩余保護作用；二氧化氯消毒的缺點：二氧化氯分解的中間產(chǎn)物亞氯酸鹽對人體健康有害；費用較高，且二氧化氯的制備、使用也還存在一些技術(shù)問題，二氧化氯發(fā)生過程操作復(fù)雜，試劑價格高或純度低，二氧化氯的運輸、儲藏的安全性較差。147二氧化氯的制備：亞氯酸鈉加酸制取法： 5NaClO2+4HCl 4ClO2+5NaCl+2H2O5NaClO2+2H2SO4 4ClO2+2Na2SO4+NaCl+2H2O此法所生成的二氧化氯不含游離性氯，屬于純二氧化氯，但是，費用較高。148二氧

51、化氯的制備：亞氯酸鈉加氯制取法： Cl2+H2O HOCl+HCl 2NaClO2+HOCl+HCl 2ClO2+2NaCl+H2O 為了防止未起反應(yīng)的亞氯酸鹽進入到所處理的水中，需要加入比理論值更多的過量氯，使亞氯酸鹽反應(yīng)完全，其結(jié)果是在產(chǎn)物中含有部分游離氯。 此法在瓷環(huán)反應(yīng)器內(nèi)進行，從加氯機出來的氯溶液與用計量泵投加的亞氯酸鹽稀溶液共同進入反應(yīng)器中，經(jīng)過約1min的反應(yīng)，就得到二氧化氯水溶液。此法在國外大型水廠應(yīng)用較多，但因價格較高在我國尚很少使用。149二氧化氯的制備：氯酸鈉鹽酸復(fù)合式二氧化氯制取法： 2NaClO3+4HCl 2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O 此法的產(chǎn)物中二氧化

52、氯和氯氣物質(zhì)的量比為2:1，因此稱為復(fù)合式。反應(yīng)的最佳溫度70左右，此法的優(yōu)點是：生產(chǎn)成本低（約為亞氯酸鈉為原料生產(chǎn)純二氧化氯的1/41/3）、安全性好（氯酸鈉比亞氯酸鈉性能穩(wěn)定），不足之處是復(fù)合式制取法所產(chǎn)生的游離氯仍會形成一定量的消毒副產(chǎn)物。150二氧化氯的制備：電解法二氧化氯發(fā)生器： 適用于小型消毒場所，如游泳池消毒、二次供水的補充消毒等。該法通過電解食鹽水的方法，現(xiàn)場制取含有二氧化氯和次氯酸鈉的水溶液，在總有效氯中，二氧化氯的含量一般在1020，其余為次氯酸鈉。因此，該發(fā)生器實際上是二氧化氯和次氯酸鈉的混合發(fā)生器。151二氧化氯的制備：穩(wěn)定型二氧化氯溶液： 穩(wěn)定型二氧化氯是一種可以保存

53、的化工產(chǎn)品，其生產(chǎn)方法是將生成的二氧化氯通入含有穩(wěn)定劑的液體（如碳酸鈉、硼酸鈉及過氯化物的水溶液）中而制成的二氧化氯溶液。產(chǎn)品中二氧化氯的含量約為2，20kg深色塑料桶裝，儲存期2年，使用前需再加活化劑，如檸檬酸，活化后的藥劑應(yīng)當(dāng)天用完。因價格較貴，只用于個別小型消毒場所。152 二氧化氯的投加量與原水水質(zhì)和投加用途有關(guān)。 對于給水廠消毒處理，投加量一般在0.20.5mg/L，以滿足二氧化氯濃度出廠水0.1mg/L，管網(wǎng)末梢水0.02mg/L； 當(dāng)用于混凝前的二氧化氯預(yù)氧化，進行氧化有機物、除臭、除藻、除鐵、除錳時，投加量需由試驗確定，一般在0.52mg/L范圍。153臭氧消毒 臭氧消毒在法國

54、、瑞士、德國等歐洲國家的水廠使用的較多，它的優(yōu)勢：殺菌力很強，特別是對病毒、芽孢等有很大的殺傷效果，殺菌作用快；不受水中氨氮和pH的影響，而且也不像一般的氯消毒有可能生成三氯甲烷等消毒副產(chǎn)物；能同時控制水中鐵、錳、色、味、嗅。154臭氧的投加量：用于消毒過濾水時，投加量一般不大于1mg/L；用于去色和除臭時，投加量可增加至45mg/L； 剩余臭氧量和接觸時間是決定臭氧處理效果的主要因素，一般來說，維持剩余臭氧量為0.4mg/L，接觸時間為15min時，消毒效果良好。155156紫外線消毒在污水處理上，紫外線消毒由于可以瞬間完成，不需要消毒接觸池，不產(chǎn)生氯代消毒副產(chǎn)物，因此成為城市污水處理廠消毒

55、工藝的首選技術(shù)；在飲用水處理上，紫外線消毒已成為控制水中隱孢子蟲和賈第蟲的主要技術(shù)，在歐美國家大量采用，我國尚處于起步階段。157紫外線消毒的優(yōu)點：1）對致病微生物有廣譜消毒效果、消毒效率高；2）對隱孢子蟲卵囊有特效消毒作用；3）不改變水的理化性質(zhì)，不產(chǎn)生有毒、有害副產(chǎn)物；4）能降低嗅、味和降解微量有機污染物；5）占地面積小、消毒效果受水溫、pH影響小。158紫外線消毒的缺點主要有：1）沒有持續(xù)消毒效果、需與氯配合使用；2）石英管壁易結(jié)垢，降低消毒效果；3）消毒效果受水中SS和濁度影響較大；4）被殺滅的細菌有可能復(fù)活；5）國內(nèi)使用經(jīng)驗較少。159 隨著飲用水水源普遍受到污染，常規(guī)水處理工藝無法

56、有效去除水體中的微量有機物，在加氯消毒時這些有機物會與消毒劑產(chǎn)生有副作用的消毒副產(chǎn)物（disinfection by-products, DBPs），從而產(chǎn)生了消毒副產(chǎn)物問題。4.4 消毒副產(chǎn)物及其控制160消毒副產(chǎn)物的種類 消毒副產(chǎn)物的種類與水中污染物質(zhì)的性質(zhì)和所用消毒劑的種類有關(guān)。1）氯化消毒副產(chǎn)物：主要有三鹵甲烷類、鹵乙酸類、其他氯化消毒副產(chǎn)物，如鹵代乙腈、鹵化氰、鹵代苦堿、鹵代乙醛、鹵代酚、鹵代酮、氯代乙醛類、氯硝基甲烷類等。2）臭氧副產(chǎn)物：若水中含有一定量溴離子，臭氧消毒會產(chǎn)生溴酸鹽；3）二氧化氯消毒副產(chǎn)物：主要是分解中間產(chǎn)物亞氯酸鹽。161消毒副產(chǎn)物的控制措施1）水源保護，減少有機物污染；2）改進水處理工藝，降低消毒副產(chǎn)物前體物的含量： 飲用水水源中含有的主要消毒副產(chǎn)物的前體物包括天然腐殖質(zhì)中的腐殖酸、富麗酸等，以及來自工