2023學(xué)年完整公開課版氯消毒

地表水處理技術(shù)地表水的消毒

水處理工程技術(shù)知識點(diǎn)氯消毒主要內(nèi)容

1）消毒原理2）投氯量3）余氯4）投氯點(diǎn)5）投氯設(shè)備氯消毒一、氯消毒原理

給水處理中易常用的是氯消毒法。氯消毒具有經(jīng)濟(jì)、有效、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用歷史最久。但自從發(fā)現(xiàn)受污染水源經(jīng)氯化消毒會產(chǎn)生三氯甲烷等小分子的鹵代烴類和鹵代酸類致癌物以后，對氯消毒的副作用便引起了廣泛重視，可對其危害程度也存在爭議。目前，氯消毒仍是最廣泛使用的—種消毒方法，而其它消毒方法也日益受到重視。氯消毒氯容易溶解于水，當(dāng)氯溶解在清水中時，發(fā)生下列反應(yīng)：

Cl2+H2O=HOCl+HCl

次氯酸HOCl部分離解為氫離子和次氯酸根：HOCl=H++OCl－

氯消毒下圖表示在0℃和20℃時，不同pH值時的HOCl和OCl—的比例氯消毒氯消毒作用的機(jī)理，一般認(rèn)為主要通過次氯酸HOCl起作用。

HOCl為很小的中性分子，只有它才能擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并通過細(xì)菌的細(xì)胞壁穿透到細(xì)菌內(nèi)部。當(dāng)HOCl分子到達(dá)細(xì)菌內(nèi)部時，能起氧化作用破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。OCl—雖亦具有殺菌能力，但是帶有負(fù)電，難于接近帶負(fù)電的細(xì)菌表面，殺菌能力比HOCI差得多。實(shí)踐表明，pH值越低則消毒作用越強(qiáng)，證明HOCl是消毒的主要因素。氯消毒

很多地表水源中，由于有機(jī)污染而含有一定的氨氮。氯加入這種水中，產(chǎn)生如下的反應(yīng)：CI2+H2O＝HOCl+HClNH3+HOCl＝NH2Cl+H2ONH2Cl+HOCl＝NHCl2+H2ONHCl2+HOCl＝NCl3+H2O

用氯消毒，5min內(nèi)可殺滅細(xì)菌達(dá)99％以上；而用氯胺時，相同條件下，5min內(nèi)僅達(dá)60％；需要將水與氯胺的接觸時間延長到十幾小時，才能達(dá)到99％以上的滅菌效果。

氯消毒

水中所含的氯以氯胺存在時，稱為化合性氯。自由性氯：也叫游離性氯，指HOCL和OCL—。自由性氯的消毒效能比化合性氯要高得多。自由性氯加化合性氯稱總有效氯（總氯）。

加氯量=需氯量+余氯量氯消毒二、投氯量

水中的投氯量，可以分為兩部分：需氯量和余氯量。需氯量指用于殺死細(xì)菌、氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。

氯消毒氯在水中的消毒作用根據(jù)水質(zhì)不同可分為兩種情況。1）原水中不含氨氮2）原水中含有氨氮氯消毒不同情況下加氯量與剩余氯量之間的關(guān)系：加氯量和余氯量的關(guān)系

(1)如水中無微生物、有機(jī)物和還原性物質(zhì)等，則需氯量為零，加氯量等于剩余氯量，如圖中所示的虛線。

(2)若水中已受到有機(jī)物和細(xì)菌等污染，氧化這些有機(jī)物和殺滅細(xì)菌要消耗一定的氯量，即需氯量。加氯量必須超過需氯量，才能保證一定的剩余氯。當(dāng)水中有機(jī)物較少，而且主要不是游離氨和含氮化合物時，需氯量OM滿足以后就會出現(xiàn)余氯，如圖中的實(shí)線。氯消毒折點(diǎn)加氯曲線

(3)當(dāng)水中的有機(jī)物主要是氨和氮化合物時，情況比較復(fù)雜。如圖中OMABP曲線所示。曲線與直線之間的垂直距離表示需氯量，曲線與橫坐標(biāo)之間的垂直距離表示余氯量。

氯消毒

消毒處理時投氯量的多少根據(jù)原水水質(zhì)和消毒的目的有所不同。對給水處理來說，當(dāng)原水游離氨在0.3mg／L以下時，通常加氯量控制在折點(diǎn)后；原水游離氨在0.5mg／L以上時，峰點(diǎn)A以前的化合性余氯量已夠消毒，加氯量可控制在峰點(diǎn)前以節(jié)約加氯量；原水游離氨在0.3～0.5mg／L范圍內(nèi)，加氯量難以掌握，如控制在峰點(diǎn)前，往往化合性余氯減少，有時達(dá)不到要求；控制在折點(diǎn)后則浪費(fèi)加氯量。

氯消毒三、余氯余氯是指氯投入水中后，除了與水中細(xì)菌、微生物、有機(jī)物、元機(jī)物等作用消耗一部分氯量外，還剩下了一部分氯量，這部分氯量就叫做余氯。余氯可分為化合性余氯和游離性余氯，總余氯即化合性余氯與游離性余氯之和。如果出廠水沒有氯或加氯量不夠，在管網(wǎng)里就可能使細(xì)菌、大腸桿菌等微生物大量繁殖，影響管網(wǎng)水質(zhì)，因此在供水管網(wǎng)中必證一定的余氯量。氯消毒三、余氯我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：氯與水接觸30分鐘后應(yīng)不低于0.3ｍｇ／Ｌ，集中式給水除出廠水應(yīng)符合上述要求外，管網(wǎng)末梢水不低于0.05ｍｇ／Ｌ。

自來水余氯濃度過高的話，主要危害有：1、刺激性很強(qiáng)，對呼吸系統(tǒng)有傷害；2、易與水中有機(jī)物反應(yīng)，生成氯仿、四氯化碳等致癌物。

氯消毒四、投氯點(diǎn)研究表明，氯仿的生成量不僅與水源有關(guān)，還與管網(wǎng)長度有密切關(guān)系，為了提高加氯消毒質(zhì)量，合理確定氯氣投加量和投加點(diǎn)是非常必要的。氯消毒四、投氯點(diǎn)加氯接觸時間是保證消毒效果的重要條件，投氯后經(jīng)充分混合保證30分鐘接觸時間是非常必要的。水體中的腐殖酸和富里酸是生成有機(jī)鹵化物的重要前驅(qū)物，它們是一些帶不同基團(tuán)的陰離物質(zhì)，易與混凝劑形成絮體沉降。三價鋁和三價鐵可去除90%的腐殖酸，因此，加氯點(diǎn)應(yīng)盡量后移，設(shè)置在濾池之后是控制有機(jī)鹵化物生成量的經(jīng)濟(jì)易行的方法。氯消毒（一）濾后投氯

濾后投氯，即把氯投在濾池出水口或清水池進(jìn)口處，或?yàn)V池至清水池的連接管(渠)上，稱為濾后投氯消毒。濾后消毒為飲用水處理的最后一步。這種方法一般適用于原水水質(zhì)較好，經(jīng)過濾處理后水中有機(jī)物和細(xì)菌已被大部分除去，投加少量氯即能滿足余氯要求。氯消毒在加混凝劑時同時加氯，可氧化水中的有機(jī)物，提高混凝效果。用硫酸亞鐵作為混凝劑時，可以同時加氯，將亞鐵氧化成三價鐵，促進(jìn)硫酸亞鐵的凝聚作用。這些氯化法稱為濾前氯化或預(yù)氯化。預(yù)氯化還能防止構(gòu)筑物中滋生青苔和延長氯胺消毒的接觸時間，使加氯量維持在MA段，以節(jié)省加氯量。對于受污染水源，氯與有機(jī)物結(jié)合會產(chǎn)生有害的副產(chǎn)物，應(yīng)取消濾前加氯。（二）濾前氯化或預(yù)氯化氯消毒注：（1）如果水廠工藝不能滿足將投氯點(diǎn)置于沉淀池或?yàn)V池之后，可通過以下方法解決：選擇濾池、清水池之間建造接觸池對清水池改造，加回流墻；出廠水加氯胺；廠外水庫泵站加氯或氯胺。（2）當(dāng)城市管網(wǎng)延伸很長，管網(wǎng)末梢的余氯難以保證時，需要在管網(wǎng)中途補(bǔ)充加氯或者氯胺。這樣既能保證管網(wǎng)末梢的余氯，又不致使水廠附近管網(wǎng)中的余氯過高。管網(wǎng)中途加氯的位置一般都設(shè)在加壓泵站或水庫泵站內(nèi)。氯消毒五、投氯設(shè)備、加氯間和氯庫人工操作的加氯設(shè)備主要包括加氯機(jī)(手動)、氯瓶和校核氯瓶重量(也即校核氯重)的磅秤等。近年來，自來水廠的加氯自動化發(fā)展很快，特別是新建的大、中型水廠，大多采用自動檢測相自動加氯技術(shù)，因此，加氯設(shè)備