氧化还原与消毒

后氧化
后氧化是保证饮用水卫生安全的最后一 道屏障，其主要目的是消毒。
消毒与灭活─物理方法
• • • • • 加热 紫外线 超声波 过滤 冷冻法等
消毒与灭活─化学方法
• 氧化剂作用
• 金、银等重金属离子作用 • 阳离子表面活性剂作用
消毒与灭活
消毒与灭活
消毒与灭活─影响因素
消毒剂的浓度C 消毒剂与水的接触时间T
氯氧化主要用于水的消毒。至今广泛应用于给水、 游泳池循环水和各种污水处理中。
消毒机理
氧化剂——氯
优点
杀菌效果好，有持续性 应用广泛，技术工艺比较成熟 消毒系统投资运行费用低
缺点
产生对人体有害的副产物 使用、运输和存储有安全性隐患 产生臭味
氧化剂——臭氧
臭氧能氧化水中的多种有机物、无机物，具有很强的 杀菌能力，其杀菌能力约为氯消毒的几百倍。
水质本身的因素
桐乡市果园桥水厂深度处理工艺 设计与运行
水厂情况:设计规模8万吨/每天，原采用传统的水处 理工艺（混凝-沉淀-过滤-消毒）。目前水源为Ⅳ类 水体，主要超标项目为有机物和氨氮。
空气
臭氧O3
明 矾
进 水 泵 原水 房
Cl2 反 应 沉 淀 池
生 物 预 处 理 池
砂 滤 池
中 间 提 升 泵 房
作用机理
臭氧与无机物作用 能氧化铁、锰等无机离子，也能氧化水中氨氮、硫 化氢及氰化物。
臭氧与有机物作用 ① 臭氧分子与有机污染物间的直接氧化作用 ② 臭氧被分解产生羟基自由基，间接地与水中有机物 作用
氧化剂——臭氧
优点
氧化能力强、作用迅速 消毒效果受水质影响小 副作用较小
氧化剂——高锰酸盐
高锰酸盐主要有高锰酸钾、高锰酸钠、高锰酸钙等。其中 高锰酸钾应用最广泛。
高锰酸钾去除有机物的作用机理：
高锰酸钾的直接氧化作用
新生态二氧化锰的吸附作用
新生态二氧化锰的催化作用
其他氧化剂
过氧化氢
一种强氧化剂，主要用于水与污水的高级氧化。
高铁酸盐
具有氧化、絮凝、吸附等作用。
化学氧化
按化学药剂在水处理过程中的投加点不同和产生的作用不 同，可将氧化分为预氧化、中间氧化和后氧化。
预氧化
预氧化可去除：
藻类、浮游生物、有机物 色度、臭和味 铁、锰 可破坏一部分氯化消毒副产物的前驱物，或使之转化成氯 化副产物生成势相对较低的中间产物
中间氧化
通常设在常规处理工艺的沉淀之后或过滤之后，通过与颗 粒活性炭（ＧＡＣ）或生物活性炭（BAC）联用，利用活 性炭的良好吸附性能和生物降解功能将氧化后形成的可生 化性较高的小分子有机物、有毒有害中间产物及消毒副产 物前体物等进一步去除。 中间氧化大多采用臭氧作为氧化剂。
缺点
不稳定 消毒系统设备复杂 空气环境污染的可能性
氧化剂——二氧化氯
二氧化氯可氧化水中还原态铁、锰等离子，也可以与有机 物发生氧化还原反应，生成酸、醇、环氧化物等无毒的以含 氧基为主的产物。
特点：
不会与水中有机物作用生成三卤甲烷、氯酚等。 杀菌能力强、消毒快而耐久。 适用pH范围大。
臭 氧 接 触 池
生 物 活 性 炭 滤 池
清 水 池
送 水 泵 房
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氧化剂和消毒方法概述
王旭峰 邓涛 乐盼
氧化剂与消毒方法
氧化还原方法
用于去除水中的致病微生物、有机与无机污染物等。 常见的氧化剂有氯、臭氧、二氧化氯、过氧化氢、 高锰酸盐、高铁酸盐。
消毒
氧化剂在水处理中与水中微生物如原生生物、浮游 生物、藻类、细菌、病毒等作用，使之灭活或强化去除。
氧化剂——氯