消毒(1)概述 通过消毒剂或其它消毒手段,杀灭水中致病微生物的 处理过程,称为消毒。水中的致病微生物包括病毒、细菌、 真菌、原生动物、肠道寄生虫及其卵等。应该注意到,消 毒和灭菌是两种不同的处理工艺,前者仅要求杀灭致病 微生物,而后者则要求杀灭全部微生物 消毒对饮用水是必不可少的处理工艺。对废水处理而 言,虽非必须,但对某些废水的安全排放或回用,也是十 分重要的。例如,生活污水、医院废水、屠宰场废水、食 品加工场废水、饲料场废水、皮革场废水以及某些生化实 验室废水,都或多或少的含有某些致病微生物,未经消毒 而任意排放这类废水,将引起严重的卫生问题
消毒 (1) 概述 通过消毒剂或其它消毒手段，杀灭水中致病微生物的 处理过程，称为消毒。水中的致病微生物包括病毒、细菌、 真菌、原生动物、肠道寄生虫及其卵等。应该注意到，消 毒和灭菌是两种不同的处理工艺，前者仅要求杀灭致病 微生物，而后者则要求杀灭全部微生物。 消毒对饮用水是必不可少的处理工艺。对废水处理而 言，虽非必须，但对某些废水的安全排放或回用，也是十 分重要的。例如，生活污水、医院废水、屠宰场废水、食 品加工场废水、饲料场废水、皮革场废水以及某些生化实 验室废水，都或多或少的含有某些致病微生物，未经消毒 而任意排放这类废水，将引起严重的卫生问题
消毒(1)概述 水中致病微生物大多粘附于悬浮颗粒上,因此,在进 行混凝、沉淀、过滤等处理时,同时也去除了相当部分 (可达90%)的致病微生物。另外,其他处理过程中所加 入的化学药剂,如苛性碱、酸、氯、臭氧等,也同时对致 病微生物有杀灭作用。因此,对废水施加消毒,必须结合 整个处理过程,确定其必要性、适应性和处理程度。以杀 灭致病微生物为目的的消毒处理常常是保证处理水质的最 后一关。 消毒方法包括物理法和化学法两大类。物理法有加热、 光照及超声波等手段,但在废水处理中很少应用。属于化 学消毒法的消毒剂有多种氧化剂(氯、臭氧、溴、碘、高 锰酸钾等)、某些重金属离子(银、铜等)及阳离子型表 面活性剂等,其中以氯消毒和臭氧消毒法应用最多
消毒 (1) 概述 水中致病微生物大多粘附于悬浮颗粒上，因此，在进 行混凝、沉淀、过滤等处理时，同时也去除了相当部分 （可达90%）的致病微生物。另外，其他处理过程中所加 入的化学药剂，如苛性碱、酸、氯、臭氧等，也同时对致 病微生物有杀灭作用。因此，对废水施加消毒，必须结合 整个处理过程，确定其必要性、适应性和处理程度。以杀 灭致病微生物为目的的消毒处理常常是保证处理水质的最 后一关。 消毒方法包括物理法和化学法两大类。物理法有加热、 光照及超声波等手段，但在废水处理中很少应用。属于化 学消毒法的消毒剂有多种氧化剂（氯、臭氧、溴、碘、高 锰酸钾等）、某些重金属离子（银、铜等）及阳离子型表 面活性剂等，其中以氯消毒和臭氧消毒法应用最多
消毒(2)化学消毒原理 投加化学药剂(消毒剂)对水进行消毒的过程包括以下几步: ①消毒剂达到微生物体表,②渗入细胞壁,③与特定的 酶发生反应,破坏其活性,中断细胞的代谢过程 影响消毒效率的因素比较复杂,主要有以下几个方面: (1)致病微生物的种类及存在状态一般而言,病毒比细菌 较难杀灭;有芽孢的细菌比无芽孢的细菌较难杀灭(废水中的致 病菌多无芽孢)。单个细菌易受消毒剂的致毒作用,而成团细菌 的内部菌体因受保护而难于杀死。 2)消毒剂的种类与浓度氯的杀菌作用很好,且能维持较 为长久的杀菌作用,但对病毒的作用较差;臭氧对细菌、病毒等 都有强烈的杀伤能力,但无耐久的效能;铜离子杀藻作用十分突 出,但灭菌作用却不强。一般来说,消毒剂的浓度愈高,则杀菌 效果愈好
消毒 (2)化学消毒原理 投加化学药剂（消毒剂）对水进行消毒的过程包括以下几步： ①消毒剂达到微生物体表，②渗入细胞壁，③与特定的 酶发生反应，破坏其活性，中断细胞的代谢过程。 影响消毒效率的因素比较复杂，主要有以下几个方面： （1）致病微生物的种类及存在状态 一般而言，病毒比细菌 较难杀灭；有芽孢的细菌比无芽孢的细菌 较难杀灭（废水中的致 病菌多无芽孢）。单个细菌易受消毒剂的致毒作用，而成团细菌 的内部菌体因受保护而难于杀死。 （２）消毒剂的种类与浓度 氯的杀菌作用很好，且能维持较 为长久的杀菌作用，但对病毒的作用较差；臭氧对细菌、病毒等 都有强烈的杀伤能力，但无耐久的效能；铜离子杀藻作用十分突 出，但灭菌作用却不强。一般来说，消毒剂的浓度愈高，则杀菌 效果愈好
消毒(2)化学消毒原理 (3)水质特征温度愈高,杀菌愈好;p值对氯的杀菌作用 影响大,而对臭氧的影响不大;悬浮物能掩蔽 菌体,使之不致受消毒药剂的作用;有机物的存在,消耗氧化性 的消毒剂;氨能降低氯的杀菌强度,但却能维持其持久性。 (4)接触时间接触时间愈长,致病微生物的杀灭率愈高。消 毒过程十分复杂,可能是一系列连续发生的物理、化学、生物化 学反应,其反应机理尚不十分清楚。因此,很难根据某种反应机 理建立消毒的动力学公式
消毒 (2)化学消毒原理 （３）水质特征 温度愈高，杀菌愈好；pH值对氯的杀菌作用 影响大，而对臭氧的影响不大；悬浮物能掩蔽 菌体，使之不致受消毒药剂的作用；有机物的存在，消耗氧化性 的消毒剂；氨能降低氯的杀菌强度，但却能维持其持久性。 （４）接触时间 接触时间愈长，致病微生物的杀灭率愈高。消 毒过程十分复杂，可能是一系列连续发生的物理、化学、生物化 学反应，其反应机理尚不十分清楚。因此，很难根据某种反应机 理建立消毒的动力学公式
消毒(3氯消毒法 氯的消毒作用 常用氯系消毒剂有氯、次氯酸 钠、漂白粉、漂白精等。它们的杀:60 菌机制基本相同,主要靠水解产物 2℃∏0℃ 次氯酸起作用。氯在水中迅速水解 口40 60 为次氯酸(水中CL2量可忽略), 而次氯酸为弱酸,在水中部分电离 根据次氯酸的电离常数式 100 4567891011 Ka=[HOCH/HOC,可得pH值 值pH 与OC、HOC两者相对含量的关 图14-1不同pH和水温时 系式: 水中HOC与OCl的相对合量 OC =lg Ko +ph HOCl 上图给出了在20℃和0℃ pH值与HOCl、OC二者和对 含量的关系
消毒 (3)氯消毒法 一、 氯的消毒作用 常用氯系消毒剂有氯、次氯酸 钠、漂白粉、漂白精等。它们的杀 菌机制基本相同，主要靠水解产物 次氯酸起作用。氯在水中迅速水解 为次氯酸（水中Cl2量可忽略）， 而次氯酸为弱酸，在水中部分电离。 根据次氯酸的电离常数式 Ka=[H+ ][OCl- ]/[HOCl]，可得pH值 与OCl-、HOCl两者相对含量的关 系式： 上图给出了在20℃和0℃时， pH值与HOCl、OCl-二者相对 含量的关系
消毒(3氯消毒法 实践表明:pH值越低,氯的杀菌作用愈强。由此可推断,氯 的消毒作用主要依靠HOCl,而OCl的作用较弱。据测定,HOCl 的杀菌作用比OC要强80倍。究其原因,可能是因为HOC1呈电 中性,易接近带负电的菌体,并透过细胞壁而进入菌体,通过氧 化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡;而OC带有负电荷,不 易接近带负电荷的菌体,难于发挥其杀菌作用 当水中含有氨态氮时(这是很常见的),投氯后生成各种氯胺: C2+H,O=HOCI+HCl; NH3+HOCENH2 CI+H2O; NH2 CI+HOCINHCI2+H2O NHC2+HOCINCI3+H2O
消毒 (3)氯消毒法 实践表明：pH 值越低，氯的杀菌作用愈强。由此可推断，氯 的消毒作用主要依靠HOCl，而OCl-的作用较弱。据测定，HOCl 的杀菌作用比OCl-要强80倍。究其原因，可能是因为HOCl 呈电 中性，易接近带负电的菌体，并透过细胞壁而进入菌体，通过氧 化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡；而OCl-带有负电荷，不 易接近带负电荷的菌体，难于发挥其杀菌作用。 当水中含有氨态氮时（这是很常见的），投氯后生成各种氯胺： Cl2+H2O=HOCl+HCl；NH3+HOCl=NH2Cl+H2O； NH2Cl+HOCl=NHCl2+H2O； NHCl2+HOCl=NCl3+H2O
消毒(3氯消毒法 氯胺亦有消毒作用,称为化氯;而把HOCl、OC称为游离氯。 在平衡状态时水中各种氯胺的比例决定于pH值、(氯/氨)值和温 度。一般说来,当p>9时,一氯胺占优势;当pH=70时,一氯胺 与二氯胺近似等量;当pH-6.5时,主要为二氯胺;只有当pH44 时才产生三氯胺。实验表明,氯胺在酸性条件下有较强的杀菌作 用。由此可知,二氯胺的消毒作用比一氯胺强。至于三氯胺,其 消毒作用极差,又具有恶臭味,在通常的水处理条件下不大可 生成,因而对消毒处理意义不大。 氯胺在水中的消毒作用,实质上是依靠其水解产物HOCl。只 有当水中的HOC因消毒而消耗后,氯胺才不断水解释放出HOCl继 续起消毒作用。因此,氯胺的消毒作用比较缓慢,需要较长的接 触时间和较大的投药量。但是氯胺消毒有其独特的优点 胺较稳定,在水中的存留期长,逐渐释放出HOC,消毒作用持久 (2)能减少三卤甲烷和氯酚的产生,可使氯酚臭味减轻: 防止管网中铁细菌的繁殖
消毒 (3)氯消毒法 氯胺亦有消毒作用，称为化氯；而把HOCl、OCl-称为游离氯。 在平衡状态时水中各种氯胺的比例决定于pH值、（氯/氨）值和温 度。一般说来，当pH>9时，一氯胺占优势；当pH=7.0时，一氯胺 与二氯胺近似等量；当pH<6.5时，主要为二氯胺；只有当pH<4.4 时才产生三氯胺。实验表明，氯胺在酸性条件下有较强的杀菌作 用。由此可知，二氯胺的消毒作用比一氯胺强。至于三氯胺，其 消毒作用极差，又具有恶臭味，在通常的水处理条件下不大可能 生成，因而对消毒处理意义不大。 氯胺在水中的消毒作用，实质上是依靠其水解产物HOCl。只 有当水中的HOCl因消毒而消耗后，氯胺才不断水解释放出HOCl继 续起消毒作用。因此，氯胺的消毒作用比较缓慢，需要较长的接 触时间和较大的投药量。但是氯胺消毒有其独特的优点：（1）氯 胺较稳定，在水中的存留期长，逐渐释放出HOCl，消毒作用持久； （2）能减少三卤甲烷和氯酚的产生，可使氯酚臭味减轻；（3） 防止管网中铁细菌的繁殖
消毒(3氯消毒法 二、投氯量及投氯点 氯化消毒时,为获得可靠而持久的消毒效果,投氯量应满足部 分的要求:(1)杀灭细菌以达到指定的消美指标及氧化有机物等 所消耗的需氯量”;(2)抑制水中残存致病的再度繁殖所需的 余氯量”。余氯量的规定还提供了确定投氯量和毒效果的 简易方法。下面分别讨论不同情况下投氯量与余氯量之间的关系
消毒 (3)氯消毒法 二、投氯量及投氯点 氯化消毒时，为获得可靠而持久的消毒效果，投氯量应满足部 分的要求：（1）杀灭细菌以达到指定的消毒指标及氧化有机物等 所消耗的"需氯量"；（2）抑制水中残存致病菌的再度繁殖所需的 "余氯量"。余氯量的规定还提供了确定投氯量和判定消毒效果的 简易方法。下面分别讨论不同情况下投氯量与余氯量之间的关系
消毒(3氯消毒法 二、投氯量及投氯 (1)水中不含氨氮和含氨有机 物,只有其他需氯物质(如细菌 有机物、还原性无机物等)时 投氯量等于需氯量b与余氯量c之 和。投氯量与余氯量之关系如右 图OMP曲线所示。45倾斜线 (虚线)表示需氯量为零的假想 情况。 投氯量 图14-2投氯量和余氯量 的关系
消毒 (3)氯消毒法 二、投氯量及投氯点 （1）水中不含氨氮和含氨有机 物，只有其他需氯物质（如细菌、 有机物、还原性无机物等）时， 投氯量等于需氯量b与余氯量c之 和。投氯量与余氯量之关系如右 图OMP曲线所示。45o倾斜线 （虚线）表示需氯量为零的假想 情况
消毒(3氯消毒法 投氯量及投氯点 (2)若水中需氯杂质主要为氨氮及含氨 有机物时,投氯量与余氯量的关系如右图 中 OMABP曲线所示。曲线与虚线间的垂 直距离表示需氯量;曲线与横坐标间的垂刻 直距离表示余氯量。OM段表示水中其它 杂质消耗氯,余氯量为零,此时消毒效果 不可靠;MA段,表示氯与氨生成氯胺 (主要是一氯胺),有化合余氯存在,所 B 0 M 投氯 以有一定消毒效果;AB段表示,部分氯胺 被投入的氯氧化分解为不起消毒作用的N2 NO、N2O等。化合余氯减少,最后到折点 图14-3折点氯化曲线 B,化合余氯量降至最小值;BP线表示, 此时已经没有消耗氯的杂质了,所投之氯 全部用于增加游离余氯量,消毒效果最好
消毒 (3)氯消毒法 二、投氯量及投氯点 （2）若水中需氯杂质主要为氨氮及含氨 有机物时，投氯量与余氯量的关系如右图 中OMABP曲线所示。曲线与虚线间的垂 直距离表示需氯量；曲线与横坐标间的垂 直距离表示余氯量。OM段表示水中其它 杂质消耗氯，余氯量为零，此时消毒效果 不可靠；MA段，表示氯与氨生成氯胺 （主要是一氯胺），有化合余氯存在，所 以有一定消毒效果；AB段表示，部分氯胺 被投入的氯氧化分解为不起消毒作用的N2、 NO、N2O等。化合余氯减少，最后到折点 B，化合余氯量降至最小值；BP线表示， 此时已经没有消耗氯的杂质了，所投之氯 全部用于增加游离余氯量，消毒效果最好