氯化消毒

消毒是指杀灭外环境中病源微生物的方法。其目的是切断传染病的传播途径，预防传染病的发生或流行。据研究，可污染饮用水的致病微生物有上百种，为杜绝介水传染病的发生和流行，保证人体健康，生活饮用水必须经过消毒处理方可供饮用。目前我国用于饮用水消毒的方法主要有氯化消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒。

一氯化消毒

1．常用氯消毒剂的种类

1．1氯

分子式为Cl2，分子量是70．91。氯是一种强氧化物质，在常温常压下呈黄绿色气体，氯气较空气重2．5倍，具有强烈的刺激性和氯臭味。当加压至6—7个大气压时可液化，体积缩小 457倍，可灌入钢瓶中贮存，故又称液氯。液氯较水重1．5倍，将液氯置于大气中，立即变成气体，将氯气通入水中可得氯水。氯加入水中可变为盐酸和次氯酸。

1．2漂白粉

漂白粉又称含氯石灰、氯化石灰。它是将氯气通入熟石灰中而制成的混合物，主要成分为次氯酸钙(含32%—36%)，还含氯化钙(29%)、氧化钙(10%—18%)、氢氧化钙(15%)及水(10%)，通常以Ca0Cl2代表其分子式。

漂白粉为白色颗粒状粉末，有氯臭，能溶于水，溶液呈碱性，有大量沉渣。漂白粉稳定性差，在一般保存过程中，有效氯每月可减少1%—3%，因此不宜保存过长时间。

1．3漂白粉精

将氯化石灰乳经过结晶分离，再溶解喷雾干燥即制成漂白粉精，漂白粉精含次氯酸钙约80%，还含少量的氯化钙(2．74%)、氢氧化钙(1．9%)。漂白粉精为白色粉末，有氯臭，易溶于水，溶液呈碱性，有少量沉渣，稳定性较漂白粉好，有效氯含量是漂白粉的一倍。

1．4有机含氯消毒剂

目前最常用于各种物品消毒的是二氯异氰尿酸钠(优氯净)，二氯异氰尿酸钠为白色粉末，有氯臭气，有效氯含量为60%—64%，性质稳定，易溶于水，溶液呈弱酸性。但据研究报道有机氯毒性危害程度比无机氯大，且可能有致癌作用，因此，采用有机含氯消毒剂作长期饮用水消毒是不适宜的。 1．5次氯酸钠电解食盐所得氯气与氢氧化钠作用生成次氯酸钠，分子式NaOCl，分子量为74．44。次氯酸钠为淡黄色液体，有氯臭，有效氯含量为12%—14%，易溶于水，稳定性差，受热及阳光照射有效氯易丧失，故不宜长时间保存。

2.氯化消毒的基本原理

2.1氯的杀菌机理

氯的杀菌作用是由于次氯酸体积小，电荷中性，易于穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统(主要是磷酸葡萄糖去氢酶的巯基被氧化破坏)，从而使细菌死亡。氯对病毒的作用，在于对核酸的致死性损害。有资料指出病毒对氯的抵抗力较细菌强，其原因可能是病毒缺乏一系列的代谢酶；氯较易破坏—SH键，而较难使蛋白质变性。

2.2影响消毒效果的因素

氯化消毒的效果受下列各因素的影响：加氯量、接触时间、PH值、水温、水的浑浊度和微生物的种类及数量。

2．2．1加氯量：

用氯及含氯化合物消毒饮水时，氯不仅与水中细菌作用，还要氧化水中的有机物和还原性无机物，其需要的氯的总量称为“需氯量”。为保证消毒效果，加氯量必须超过水的需氯量，使在氧化和杀菌后还能剩余一些有效氯，称为“余氯”。一般要求氯加入水中后，接触30分钟，水中至少应保持游离性余氯0．3mg/l。在配水管网末梢，游离性余氯不应低于0．05mg/l。余氯分为游离性余氯和化合性余氯两种，游离性的HOCl、OCl-和Cl2;化合性如NH2Cl和NHCl2。前者杀菌力较强，后者杀菌力较弱。

2．2．2接触时间：

氯加入水中后，必须保证与水有一定的接触时间，才能充分发挥消毒作用。用游离性有效氯(指HOCl和OCl—)消毒时，接触时间应至少30分钟，游离性余氯达0．3—0．5mg/l；采用氯胺(指NH2C1和NHCl2)消毒时，接触时间应在l—2小时，化合性余氯达1—2mg/l。

2．2．3水的PH值：

次氯酸是弱电解质，其离解程度取决于水温和水的PH值。当PH值＜5．0时，HOCL呈100%形式存在于水中，随着PH值的增高，HOCl逐渐减少而OCL-逐渐增多。PH值在6．0时，HOCl在95%以上；PH值＞7．0值，H0CL含量急剧减少；PH＝7．5时，HOCl和OCl-大致相等；PH值＞9时，OCl-接近100%。根据对大肠杆菌的实验，次氯酸(HOCl)的杀菌效率比次氯酸离子(OCL-)高约80倍。因此，消毒时应注意控制水的PH值，不要太高，以免生成OCl-较多，H0CL较少而影响杀菌效率。用漂白粉消毒时，因同时产生Ca(OH)2，可使PH值升高。故当漂白粉因保存不当或放置过久而使有效氯含量低时，消毒效果会受影响。

二氯胺的杀菌效果较一氯胺高，三氯胺则几乎无杀菌作用。它们之间的生成量比例，取决于氨和氯的相对浓底，PH值和温度等因素。一般而言，当PH值＞7时，一氯胺的生成量较多；PH＝7．0时，一氯胺和二氯胺近似相等;PH值＜6．5时，主要为二氯胺；三氯胺只有当PH值＜4．4时才存在。

2．2．4水温：

水温高，杀菌效果好。水温每提高10℃，病菌杀灭率约提高2—3倍。

2．2．5水的浑浊度：

用氯消毒时，必须使生成的次氯酸(HOC1)和次氯酸离子(OCl-)直接与水中细菌接触，方能达到杀菌效果。如水的浑浊度很高，悬浮物质较多，细菌多附着在这些悬浮颗粒上，则氯的作用达不到细菌本身，使杀菌效果降低。这说明消毒前混凝沉淀和过滤处理的必要性。悬浮颗粒对消毒的影响，因颗粒性质、微生物种类而不同。如粘土颗粒吸附微生物后，对消毒效果影响甚小，而粪尿中的细胞碎片、或污水中的有机颗粒与微生物结合后，会使微生物获得明显的保护作用。病毒因体积小，表面积大，易被吸附成团，因而颗粒对病毒的保护作用较细菌大。

2．2．6水中微生物的种类和数量

不同微生物对氯的耐受性不尽相同，除腺病毒外，肠道病毒对氯的耐受性较肠道病原菌强。消毒往往达不到100%的杀灭效果，常以99%、99．9%或99．99%的效果为参数。故消毒前若水中细菌过多，则消毒后水中细菌数就不易达到卫生标准的要求。

3．氯消毒的几种方法

3．1普通氯化消毒法

当水中需氯量较低，且基本无氨(＜0．3mg/L)时，加入少量氯即可达到消毒目的一种消毒法。此法产生的主要是游离性余氯，所需接触时间短，效果可靠；但要求源水污染较轻，且基本无酚类物质(氯能与酚形成有嗅味的氯酚)；游离性余氯较不稳定，不易在较长管网中保持至管网末梢。

3．2折点氯消毒法

采用超过折点的加氯量，使水中形成适量的游离性余氯，称为折点氯消毒法。本法的优点是：消毒效果可靠；能明显降低锰、铁、酚和有机物含量；并具有降低臭味和色度的作用。缺点是耗氯多，因而有可能产生较多的氯化副产物三卤甲烷;需事先求出折点加氯量，比较麻烦，有时水样折点不明显；会使水的PH值过低，故必要时尚需加碱调整。

3．3氯胺消毒法