第六章消毒

第六章消毒 第一节概述第二节氯消毒第二节其它消毒法

水传疾病病原体

消毒目的 为了保障饮用者的身体健康，防止水致疾病的传播，饮用水中不应含有致病微生物，其中主要是指细菌性病原微生物和病毒性病原微生物。

饮用水消毒水质标准 生活饮用水卫生标准GB5749-2006 细菌总数不超过100 CFU/mL，总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出，耐热大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出。大肠埃希氏菌（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出，游离余氯，在与水接触30分钟后应不低于0.3mg/L，管网末梢水应不低于0.05mg/L（适用于加氯消毒）。

消毒剂名称 与水接触时间出厂限值出厂余量管网末梢水中余量氯气及游离氯制剂（游离氯,mg/L）至少30min 4 ≥0.3 ≥0.05 一氯胺（总氯，mg/L）至少120min 3 ≥0.5 ≥0.05 臭氧（O3，mg/L）至少12min 0.3 0.02 如加氯，总氯≥0.05 二氧化氯（ClO2，mg/L）至少30min 0.8 ≥0.1 ≥0.02 饮用水中消毒剂常规指标及要求

第二节氯消毒 一、氯消毒原理二、加氯量三、加氯点四、加氯设备和加氯间五、消毒副产物问题

一、氯消毒原理 Cl2+H2O HOCl+HCl HOCl H++OCl- 1. 液氯消毒原理氯易溶于水（20℃和98 kPa时，溶解度为7160 mg/L）。当氯溶解在清水中时，下列两个反应几乎同时发生：次氯酸离解平衡常数 Ki=

表1 不同温度下次氯酸离解平衡常数 温度 (℃) 0 5 10 15 20 25 Ki×10-8 (mol/L) 2.0 2.3 2.6 3.0 3.3 3.7 Ki=

图1 水中HOCl与OCl-的比例关系 0℃ HOCl(%) OCl-(%) 20℃ pH 水中HOCl与OCl-的相对比例取决于温度和pH值。

氯消毒原理 主要通过HOCl起作用。 HOCl 为很小的中性分子，能扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部。当HOCl 分子到达细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。OCl-虽亦为具有杀菌能力的有效氯，但带有负电，难于接近带负电的细菌表面，杀菌能力比HOCl差得多。生产实践表明，pH值越低则消毒作用越强，证明HOCl是消毒的主要因素。

2. 氯氨消毒原理 当水中含有氨氮成分或向水中投加氨时，起主要消毒作用的依然是HOCl。氯加入水中产生如下反应： Cl2+H2O HOCl+HCl NH3+HOCl NH2Cl+H2O NH2Cl+ HOCl NHCl2+H2O NHCl2+ HOCl NCl3+H2O

二、加氯量 有关概念：加氯量可分为两部分：需氯量和余氯。余氯：包括自由性余氯和化合性余氯自由性余氯：Cl2、HOCl、OCl- 化合性余氯：NH2Cl、NHCl2、NCl3

折点加氯 1区 2区 3区 4区 2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O b 余氯（mg/L） C H 自由性余氯 a B 化合性余氯 0 A 加氯量（mg/L）

三、加氯设备和加氯间

五、氯化消毒副产物 三卤甲烷（trihalomethanes，THMs）: 一氯二溴甲烷、三氯甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷等。卤乙酸（HAAS）：共五种（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸）。

安全问题 室外给水设计规范 GB50013-2006

液氯吸收系统

安全问题事例 江苏一自来水厂发生氯气泄漏事故近百居民中毒 2004-8-13 8月11日，金坛市自来水厂发生氯气泄漏事故，水厂周围近百位居民相继出现咳嗽、身体局部水肿等中毒症状。一次为上午10点左右，另一次则发生在晚上7点左右，两次泄漏共有一百多当地居民不同程度中毒。厂内工人在对废旧氯气瓶进行更换阀门时，不慎引起瓶内残留氯气泄漏，由于氯气的比重较空气大，加之当时风小，突然泄漏的氯气不易扩散，浓度较高，导致附近一些居民中毒。金坛市人民医院急诊科沈医生处了解到，昨晚，该医院门诊共接收48位中毒居民，中毒较轻的患者症状为不停地咳嗽，严重者身体局部甚至出现了水肿现象，到今天上午记者采访时，仍有少量中毒居民陆续赶到医院就诊。 (扬子晚报毛茜肖蔚)

第三节其它消毒法 1.二氧化氯消毒 2.臭氧消毒 3.次氯酸钠消毒 4.紫外线消毒 5.高频电场消毒 6.微电解消毒

二氧化氯消毒 • 1.特性 • 二氧化氯（ClO2）在常温下是一种黄绿色气体，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 • （1）亚氯酸钠和氯制取 • （2）酸与亚氯酸钠制取

作用机理 ClO2既是消毒剂又是氧化能力很强的氧化剂，对细菌的细胞具有较强的吸附和穿透能力，能有效地破坏细菌内含巯基地酶；消毒能力比氯强。 ClO2的投加量约为1.0～2.0 mg/L。 4.特点（1）不会与水中有机物作用生成三卤甲烷,不会生成氯酚。（2）ClO2余量能在管网中保持很长的时间，即衰减速度比氯慢。（3）ClO2不水解，消毒受pH影响较小。（4）作为氧化剂，能去除或降低水的色、嗅及铁、锰、酚等物质。

副产物问题 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。因此，美国对水的剩余ClO2和亚氯酸盐ClO2-的总量规定不超过1.0 mg/L。欧洲一些国家有自己的一些规定，但目前我国还没有规定。

臭氧消毒 臭氧是空气中的氧通过高压放电产生的。其系统布置如下： • 冷却器干燥器 • 空气投加出水 • 空压机加压过滤器臭氧发生器溶解接触器 • 高压放电 • 空压机将空气送至冷却器，然后再经过滤器加以净化，再经过1~2级硅胶或分子筛干燥器，将空气干燥至0点（-50C）以下，最后经臭氧发生器，通过15000-175000伏高压电，在空气中放电后产生臭氧。据报道，生产1kg臭氧，需耗电20-30kw. • 臭氧消毒的主要缺点： • 1.基本建设的投资大、电耗量大、推广受限制。 • 2.O3不能在配水管网中保持杀菌能力，因O3在水中不稳定，容易消失。 • 3.不能储存，需边生产边使用。 • 4.当水量和水质发生变化时，调节投加量比较困难。

臭氧发生器

臭氧消毒的副产物 臭氧消毒的副产物比氯消毒时少，但也有可能产生三卤甲烷，溴酸盐等副产物，此外臭氧消毒的生产设备复杂，投资较大，电耗也较高，目前我国很少应用。臭氧将大分子有机物氧化成小分子，可能存在有毒物，或更易产生氯消毒副产物。臭氧消毒产生的尾气对人有危害。

紫外线消毒

紫外线 依据不同波长范围,分a、b、c三种波段,其中的c波段紫外线波长在240-260nm之间,为最有效的杀菌波段,波段中之波长最强点是253.7nm。现代紫外线消毒技术是基于现代防疫学、光学、生物学和物理化学的基础上，利用特殊设计的高效率，高强度和长寿命的c波段紫外光发生装置，产生的强紫外c光照射水、空气、物体表面，当水、空气、物体表面中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外c光辐射后，其细胞中的DNA结构受到破坏，达到消毒和净化的目的。

紫外线消毒作用 ◆紫外线V-UV的TOC降解及产生臭氧的功能　超纯水中V-UV能够与H2O发生光学反应，产生具有强氧化能力的羟基自由基·OH。空气中氧气（O2）在V-UV紫外光的照射下，发生光解作用，产生臭氧（O3）。◆紫外线的光催化作用　水中的有机污染物在紫外光的作用下能够逐步氧化成低分子的中间产物，最终生成CO2和H2O。 1

第六章 消毒