水质工程学第7章消毒..

加氯消毒法
2、化合性余氯法
水 中 无 NH3 时 ， 人 工 投 加 NH3 以 形 成 氯 胺 （氯胺消毒）；水中有NH3时，按峰点B以前 的加氯量投加，使水中的余氯以氯胺形式存 在。 化合性余氯法消毒速度缓慢，但可保持较 长时间，有利保证管网未梢的余氯量（尤其 是当清水池大或给水管网比较长时）。
加氯量：等于需氯量与余氯量的总和。一 般应通过需氯量试验确定，试验结果可表示 如图。
需氯量与加氯量
图中有2线、3点、4区，分别介绍如下。
1、 2线
a线：加氯量等于余氯量，表示水中无杂质时 的情况。
b线：余氯量曲线，表示氯与水中杂质化合的 情况。 a线与b线之间的纵坐标x即为需氯量，y为 余氯量，x+y为加氯量。
五、接触池
基本原理
氯气易溶于水，根据水质条件可分为两种情 况讨论
1、水中无氨时 Cl2 + H2O HOCl HOCl + H+ + ClOCl- + H+
HOCl，OCl-都具氧化能力，称为自由性 （游离）有效氯。消毒的主要有效成分是 HOCl。
基本原理
HOCl与OCl-的比例由水中pH值确定，因此 pH值影响消毒效果。pH低，HOCl的含量增 高，消毒效果较好。不同pH值与水温时的 HOCl与OCl-的比例见图-1。
N2 + 3HCl + H2O
使余氯减少，最后到最低点 B （折点）（ B C） 4区：折点B后进入4区，此时余氯量上升。 从C点后投加的氯完全以自由性余氯存在， 这部分余氯线与a线平行，消毒效果最好。
加氯消毒法
1、自由余氯法
适用范围：（1）水中无NH3时 （2）水中有 NH3时，过量加氯使达到第4区 优缺点：消毒过程快，可除臭味 有氯味，可能产生氯酚，易散失。
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接触池
废水与氯反应的场所。当将氯投加至废水中 后，为了达到预计的消毒效果，需要使废水 与氯充分混合并接触反应一段时间，废水处 理中利用接触池来达到这一目的。
常用的接触池有回转式接触池和折板式接 触池。
其它消毒法
近年来由于在加氯消毒后的水中发现了“三 致”物质，如三氯甲烷、氯代脂肪烃等，引 起了人们对消毒安全性的重视。许多专家学 者致力于饮用水安全消毒法的研究，以期寻 找到既能有效消毒 又不会产生“三致”物 质的消毒剂，此过程仍处于探索阶段。 其它可行的消毒法有：臭氧消毒法、二氧 化氯消毒法、紫外线消毒法等。但化学消毒 仍存在可能产生“三致”物质的问题，因此 尚需进一步研究。
消毒
7.1 目的
7.2 氯消毒
7.3 其它消毒法
目的
给水处理中的目的是杀灭致病菌，废水处理中 消毒的目的是防止致病菌传播。
常用消毒方法有：物理法（加热、紫外线、超 声波） 化学法（投加化学药剂：氯、臭氧等）
氯消毒
最常用的消毒方法
优点：成本低、操作管理方便，有保护性 含氯。 缺点：可能产生CHCl3致癌物。 一、基本原理 二、需氯量与加氯量 三、加氯消毒法 四、加氯点
需氯量与加氯量
2、 3点 4区
b线上的三点：A、B、C将b线分为四个区：
1区：氯与水中还原性物质作用，余氯量为0； 虽也杀死一些细菌，但消毒效果不可靠（0 A）
2区：氯与氨开始化合，有化合性余氯，具 有一定的消毒效果（A B）
需氯量与加氯量
3区：仍然为化合性余氯，随加氯量增加发生 如下反应
NH2Cl + NHCl2 + HOCl 2NH2Cl + HOCl N2O + 4HCl
消毒作用
气味
NH2Cl 一氯胺 NHCl2 二氯胺 NCl3 三氯胺
5~8.5
有作用，安全性 有效氯 作用较强
轻微
5~8.5
有臭味
<4.4
作用极差，不溶 臭味严重 于水
基本原理
3、杀菌能力比较
① 基本概念
游离性（自由性）氯：指水中HOCl与OCl-所 含的氯总量。
化合性氯：指氯胺中所含氯的总量。 余氯：氯加入水中后，一部分被能与氯化 合的杂质消耗掉，剩余部分称为余氯。与自 由性氯和化合性氯对应的分别称为自由性余 氯和化合性余氯。
基本原理
② 杀菌能力（见表-3）
为了保证自来水出厂后还具有持续的杀菌能 力，饮用水标准中规定： 接触30min后游离性余氯≥0.3mg/L 管网末梢游离性余氯≥0.05~0.1mg/L
接触时间
自由性氯 化合性氯 5min 5min 20hr
杀菌效率
99% 60% 99%
需氯量与加氯量
需氯量：用于 杀死细菌及氧化有机物、无 机还原性物质消耗的氯量。
基本原理
2、水中含有氨
Cl2水解产生的HOCl与NH3化合生成胺，其成 分视水的pH值及Cl2和氨含量的比值等而定。 NH3 + HOCl NH3 + 2HOCl NH3 + 3HOCl NH2Cl + H2O NHCl2 + 2H2O NCl3 + 3H2O
各种产物的特性见表2。
名称
存在时 的pH值
加氯消毒法
有NH3废水采用自由余氯法时，以第4区的加 氯量加入，称为折点加氯法。适用于严重污 染的原水，可除色、味、臭、有机物、酚、 铁和锰等，效果好；能促进混凝，减少混凝 剂用量，可控制藻类生长。
折点加氯后，使pH降低(碱度降低)，故需 加碱以提高稳定性；加氯量超过太多时可在 水中产生强烈的氯味，应脱氯。脱氯可采用 投加还原剂如Na2SO3等，也可采用活性炭吸 附。
加氯消毒法
根据运行经验，当废水中
NH3>0.5mg/L 节省Cl2） NH3<0.3mg/L 采用化合性余氯法（可 采用折点加氯法 较难控制，应作技
0.3mg/L<NH3<0.5mg/L 术经济比较
加氯点
1、完全为了消毒，在过滤后加入；考虑混合， 在滤池出水管中加入
2、可与混凝剂同时投加，利用接触池作为反 应池 3、所有处理设备前投加，称为预氯化（去除 藻类等） 4、管网及泵站前投加，中途氯化法