课程名称：《水质工程学I》第周，第16讲次摘要第五章消毒授课题目（章、节）S5-1氯消毒【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重 点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】第五章消毒目的：消除水中的致病微生物的致病作用。细菌性病源微生物水中致病微生物（病源性病菌）1:病毒性病源微生物（病源性病毒）源水中的微生物，大多附着在悬浮颗粒上，水处理（沉淀，过滤）已将绝大多数的微生物去除了，但还没达到饮用水标准，要进一步消毒。1、目的：消除水中的致病微生物的致病作用。2、指标：细菌总数：不超过100个/mL大肠菌群：不超过3个/L3、方法：物理法：加热，紫外线照射化学法：加药剂（主要是氯消毒）问题：受到有机污染的水与氯反应会产生三氯甲烷CHC13（氯仿）。氯仿是致癌物！其危害现有争议。已经有国家禁用氯消毒。S5-1氯消毒
课程名称：《水质工程学 I》 第 周，第 16 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第五章 消毒 §5-1 氯消毒 【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。 【重 点】 【难 点】 内 容 【本讲课程的引入】 【本讲课程的内容】 第五章 消毒 目的：消除水中的致病微生物的致病作用。 细菌性病源微生物 水中致病微生物 （病源性病菌） 病毒性病源微生物 （病源性病毒） 源水中的微生物，大多附着在悬浮颗粒上， 水处理（沉淀，过滤）已将绝大多数的微生物去除了，但还没达 到饮用水标准，要进一步消毒。 1、目的：消除水中的致病微生物的致病作用。 2、指标：细菌总数：不超过 100 个/mL 大肠菌群：不超过 3 个/L 3、方法： 物理法：加热，紫外线照射 化学法：加药剂（主要是氯消毒） 问题：受到有机污染的水与氯反应会产生三氯甲烷 CHCl3（氯仿）。 氯仿是致癌物！ 其危害现有争议。 已经有国家禁用氯消毒。 §5-1 氯消毒
、氯消毒原理：氯C12是强氧化剂起氧化作用。1、原水中不含氨氮时：C12+H20HOC1+HC1(歧化反应)Ki→为平衡常数Ocl-+HC12，HOC1；OC1一一一称为自由性余氯。K，与温度有关P360表18-1（不同温度平衡常数有变化）次酸高解平衡常数表18-110.5152025温度2.63.03.3K,×10** (mol/L)2.02.33.7称：HOC1、OC1-（次氯酸和次氯酸根）为自由性氯或有效氯。它可通过细菌细胞壁，在细胞内起氧化作用破坏细菌的酶系统，使细菌被杀死（失去生命能力）。细菌一般带负电，所以HOC1杀菌效果比OC1一好。所以应控制PH值低一些。100证明：[H[ocr]20K:[HOC]]0403DOHocI-L130Ig K = lg[HOC]20ocI-Ig K = -PH+lg[HOC]10510DH[oc-]图18-1不同pH值和水温时，水中HOC1.. PH +Ig K = lg[HOC]]和OCI的比例PH高，[OC]-]>[HOC1]。PH低,[HOC]]>[OC]-]t=20℃时，PH>9,0C1接近100%。PH=7.54时，[HOC1]～[OC1-]。PH<6时，[HOC1]接近100%2、水中实际存在氨氮：（有机污染使水含有氮氮）①C12+H20HOC1+HC1
一、氯消毒原理：氯 Cl2是强氧化剂起氧化作用。 1、原水中不含氨氮时： Cl2+H2O HOCl+HCl (歧化反应) Ki→为平衡常数 OCl－ +H+ Cl2，HOCl；OCl－——称为自由性余氯。 Ki与温度有关 P360 表 18-1（不同温度平衡常数有变化） 称：HOCl、OCl－ （次氯酸和次氯酸根）为自由性氯或有效氯。 它可通过细菌细胞壁，在细胞内起氧化作用破坏细菌的酶系统，使 细菌被杀死（失去生命能力）。细菌一般带负电，所以 HOCl 杀菌效果 比OCl－好。所以应控制PH值低一些。 证明： HOCl H OCl K + − = HOCl OCl K H − + lg = lg lg HOCl OCl K PH − lg = − + lg ∴ HOCl OCl PH K − + lg = lg PH 高，[OCl－ ]>[HOCl]。PH 低,[HOCl]>[OCl－ ] t=20℃时，PH>9,OCl－接近 100%。 PH=7.54 时, [HOCl] ≈[OCl－ ]。 PH<6 时, [HOCl]接近 100% 2、水中实际存在氨氮：（有机污染使水含有氮氮） ① Cl2+H2O HOCl+HCl
NH3+HOC1NH.C1+H20有臭味NH2C1+HOC1NHC12+H20有恶臭味NHC12+HOC1NC13+H20-其平衡是与PH值及温度有关。②PH>9一氯胺占优势。PH=7.0一氯胺、二氯胺同时存在，近似等量。PHNH,C1>NC13）化合性氯11有臭味消毒作用最差有恶臭味二、加氯量：需氯量：用于杀死细菌，氧化有机物，和还原性物质所消1、氯量耗的部分。余氯：为了抑制水中残存细菌的再度繁殖，管网中所需少量的剩余氯（自由性余氯：Cl2；HOCl；OC1-。余氯NHC1（化合性余氯：3NHC12(
NH3+HOCl NH2Cl+H2O NH2Cl+HOCl NHCl2+H2O 有臭味 NHCl2+HOCl NCl3+H2O 有恶臭味 其平衡是与 PH 值及温度有关。 ② PH＞9 一氯胺占优势。 PH＝7.0 一氯胺、二氯胺同时存在，近似等量。 PH＜6.5 二氯胺占优势。 PH＜4.5 三氯胺 NCl3存在（挥发性）。 ③水中氯胺的作用： ⅰ消减消毒强度，使 HOCl 浓度低，消毒作用渐缓。使接触消毒时 间增长。 氯消毒： 5min 可杀 99% 氯胺消毒： 5min 达 60% 几小时后 达 99% ii 消毒作用时间长：维护余氯持久。 管网末梢要求的游离性余氯不低于 0.05mg/L。 管网很大时：可采用氯胺消毒。 iii 消毒作用： （NHCl2＞NH2Cl＞NCl3）化合性氯 ↓ ↓ 有臭味 消毒作用最差有恶臭味 二、加氯量： 需氯量：用于杀死细菌，氧化有机物，和还原性物质所消 1、氯量 耗的部分。 余氯：为了抑制水中残存细菌的再度繁殖，管网中所需少 量的剩余氯 自由性余氯：Cl2；HOCl；OCl－。 余氯 NH2Cl 化合性余氯： NHCl2
NC13（（1）抑制细菌的再度繁殖（杀菌作用）2、余氯的作用：（（2）预示再次污染的信号。余氯量：出厂水：0.5~1mg/1管网末梢：0.05~0.1mg/1规范要求管网末梢不低于0.05mg/13、加氯量与余氯量的关系。①水中无细菌；有机物。加入水中的氯全为余氯。(7/80)D!洗米0R加氧量（mg/L）图18-2加氯蛋与余氯关系②水中有细菌有机物，无氨氮：iOM一一需氯量，杀细菌氧化有机物用量。iiO"M'=OM量；AB——余氯量。BM’一一两部分：一部分与氯反应慢的在测余氯时仍在（氧化有机物：杀菌）与氯反应；另一部分水中余氯受一些杂质和光线作用会分解2HOC1-→2HC1+02③水中存在有机物、细菌、氨氮时：1区：0A一一需氯量余氯量为零，加氯量b全部与有机物和杀菌作用耗尽。消毒效果不可靠。2区：AH一有一定的余氯量a2（化合性余氯）
NCl3 （1）抑制细菌的再度繁殖（杀菌作用） 2、余氯的作用： （2）预示再次污染的信号。 余氯量：出厂水：0.5～1mg/l 管网末梢：0.05~0.1mg/l 规范要求管网末梢不低于 0.05mg/l 3、加氯量与余氯量的关系。 ①水中无细菌；有机物。加入水中的氯全为余氯。 ②水中有细菌有机物，无氨氮： i OM——需氯量,杀细菌氧化有机物用量。 ii O′M′=OM 量； AB——余氯量。 BM′——两部分：一部分与氯反应慢的在测余氯时仍在（氧化 有机物；杀菌）与氯反应； 另一部分水中余氯受一些杂质和光线作用会分解 2HOCl 2HCl+O2 ③水中存在有机物、细菌、氨氮时： 1 区：OA——需氯量 余氯量为零，加氯量 b1全部与有机物和杀菌作用耗尽。消毒效果不 可靠。 2 区：AH—有一定的余氯量 a2(化合性余氯)
(.1/8)自由余裂化合余家加氧盘（(mg/L）图18-3折点加氯OA一需氯量一部分分解：2HOC1→2HC1+02b2(b2—0A)加氯量一部分反应慢的有机物与氯反应。（如：C+2C12+2H20→4HC1+C02）a2一余氯量。3区：HB一一余氯量a3（化合性余氯如NH2C1，NHC12）【b2[0A+(b2-0A)]b3 Cba—b22NH2C1+HOC1-N21+3HC1+H20所耗氯量加氯量越多，耗氯量越多，余氯a3越少。4区：BC段一一过了折点B（称为加氯折点），称为折点氯化。完全没有消耗氯的杂质了，出现了自由性余氯。C自由性余氯：HOC1、OC1一、C12余氯人L化合性余氯（如：NH,C1，NHC12R一NC1x）NHzC1浓度低到一定程度不再消耗氯。4、生产上消毒的加氯量：
OA—需氯量 b2 一部分分解： 2HOCl→2HCl+O2 （b2－OA） 加氯量 一部分反应慢的有机物与氯反应。 （如：C+2Cl2+2H2O→4HCl+CO2） a2—余氯量。 3 区：HB——余氯量 a3(化合性余氯如 NH2Cl，NHCl2.) b2[OA+(b2-OA)] b3 b3－b2 2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O 所耗氯量 加氯量越多，耗氯量越多，余氯 a3越少。 4 区：BC 段——过了折点 B（称为加氯折点），称为折点氯化。完 全没有消耗氯的杂质了，出现了自由性余氯。 自由性余氯：HOCl、OCl－、Cl2 余氯 化合性余氯（如：NH2Cl， NHCl2.R－NClx） NH2Cl 浓度低到一定程度不再消耗氯。 4、生产上消毒的加氯量：
原水游离氨0.5mg/1时，加氯点可在3区，但要近折点（化合性余氯量已足够消毒）。但要视管网的大小，保证末梢余氯。③原水游离氨0.3～0.5mg/1时，难控制，即要节省氯，又要杀菌可靠。可在4区近折点。经验：一般地表水，混凝、沉淀、过滤后加氯量1.0~1.5mg/1或清洁地下水地表水，混凝、沉淀：1.5～2.5mg/15、折点加氯消毒的其它效果：（氯的氧化作用）降低色度（氧化）：去除恶臭（氧化）：降低有机物含量（氧化）；提高混凝效果（氧化了某些干扰物质）。三、加氯位置：（加氯点一般常指在加氯曲线中的位置是加氯量的意思）1、滤后加氯：常用的消毒方式，节省氯效果好，饮用水加氯的常规形式。2、混凝前加氯：称为滤前加氯，可提高混凝效果。氧化了水中的有机物，去除色度。可氧化硫酸亚铁，将二价铁氧化成三价铁，提高混凝效果，防止混凝、沉淀、过滤设施长青苔。对混凝又称为：滤前氧化或预氯化。延长了接触消毒的时间，可省加氯量，加氯点在AH段。但不能保证管网末余氯。3、管网中途补充加氯：出厂水：余氯量+1mg/1管网末梢：余氯量+0.05mg/1管网太大时这两项不能同时满足，要在中途加氯，在加压泵站或水池泵站中补充加氯
①原水游离氨＜0.3mg/l 时，加氯点在 4 区折点加氯消毒。 ②原水游离氨＞0.5mg/l 时，加氯点可在 3 区，但要近折点（化合 性余氯量已足够消毒）。但要视管网的大小，保证末梢余氯。 ③原水游离氨 0.3～0.5mg/l 时，难控制，即要节省氯，又要杀 菌可靠。可在 4 区近折点。 经验： 一般地表水，混凝、沉淀、过滤后 加氯量 1.0～1.5mg/l 或清洁地下水 地表水，混凝、沉淀：1.5～2.5mg/l 5、折点加氯消毒的其它效果：（氯的氧化作用） 降低色度（氧化）；去除恶臭（氧化）；降低有机物含量（氧化）； 提高混凝效果（氧化了某些干扰物质）。 三、加氯位置：（加氯点一般常指在加氯曲线中的位置是加氯量的意 思） 1、滤后加氯：常用的消毒方式，节省氯效果好，饮用水加氯的常规 形式。 2、混凝前加氯：称为滤前加氯， 可提高混凝效果。氧化了水中的有机物，去除色度。可氧化硫酸 亚铁，将二价铁氧化成三价铁，提高混凝效果，防止混凝、沉淀、过 滤设施长青苔。 对混凝又称为：滤前氧化或预氯化。 延长了接触消毒的时间，可省加氯量，加氯点在 AH 段。但不能 保证管网末梢余氯。 3、管网中途补充加氯： 出厂水：余氯量≯1mg/l 管网末梢：余氯量≮0.05mg/l 管网太大时这两项不能同时满足，要在中途加氯，在加压泵站或水 池泵站中补充加氯
四、加氯设备和加氯间（一）、加氯机：1、种类：转子加氯机；真空加氯机。压力水-图18-6真空加氯机图18-4转子加氢机1一氟瓶，2出氯阀，3出氯孔，4—玻1一学黄膜司：2一经制践，8-旋风分离器璃罩，5吸氟管，6水射器，7—投加一转子流逐计：转驶单：6一平水箱：7一水射器：8一单向阴：9一溢流管点，8、9-浮球；10一补充水管（二）氯瓶、氯库和加氯间1、氯瓶的使用要求：（属于压力容器）必须有一定的余压（0.1MPa），防止潮湿空气进入氯瓶。（氯遇水会有很强的腐蚀性）总阀正确位置高出液氯面接氣气背氯瓶卧放时位置2、氯库：与加氯可分建也可合建，多为合建，氯气有腐蚀性（空气中有水）又有毒，比重大，易容于水，常有泄漏现象发生，安全问题非常重要。常设计一个水池，当有泄漏氯瓶时，将其推入水池内。现在常用碱吸收塔。氯库要求存有一定量的氯瓶。3、加氯间：安置：加氯机，正在工作的氯瓶，测量氯量的磅称。值班室，放置防毒设备等
四、加氯设备和加氯间 （一）、加氯机： 1、种类：转子加氯机；真空加氯机。 （二）氯瓶、氯库和加氯间 1、氯瓶的使用要求：（属于压力容器） 必须有一定的余压（0.1MPa） ，防止潮湿空气进入氯瓶。（氯遇水 会有很强的腐蚀性） 2、氯库：与加氯可分建也可合建，多为合建，氯气有腐蚀性（空气 中有水）又有毒，比重大，易容于水，常有泄漏现象发生，安全问题 非常重要。 常设计一个水池，当有泄漏氯瓶时，将其推入水池内。 现在常用碱吸收塔。 氯库要求存有一定量的氯瓶。 3、加氯间： 安置：加氯机，正在工作的氯瓶，测量氯量的磅称。值班室，放置防 毒设备等
应设计在位于水厂主导风向的下游（一旦漏氯，对人造成危害小的位置）要求：设有安全报警，事故处理设施。氯吸收塔用碱中和吸收；用水溶解C12通风（氯气量）照明（防爆）防火，保温。【本讲课程的小结】【本讲课程的作业】P题；
应设计在位于水厂主导风向的下游（一旦漏氯，对人造成危害小的位 置） 要求：设有安全报警，事故处理设施。 氯吸收塔用碱中和吸收；用水溶解 Cl2 通风（氯气量）照明（防爆）防火，保温。 【本讲课程的小结】 【本讲课程的作业】P 题；