07章2氯氧化与消毒教程.pptVIP

目的：消除水中的致病微生物的致病作用 7．2．1氯的性质 氯气是一种黄色气体，有刺激性，密度为3.2kg/m3，极易被压缩成琥珀色的液氯。 液氯常温常压下极易气化，气化时吸热，常采用淋水管喷水供热能。 氯气容易溶解于水，在⒛℃和98kPa时，溶解度为7160mg/L。 当氯溶解在水中时，很快会发生下列反应。 起消毒作用的主要是HOCI。;反应（7－7）（7－8）会受到温度和pH值的影响，其平衡常数为： 表1－6列出了不同温度下次氯酸离解平衡常数 H0Cl与0Clˉ的相对比例取决于温度与pH值。图7-3给出了3个温度下HOCI所占的比例，H0Cl浓度随pH值和温度而变化。 氯消毒效果也会受到温度和pH值的影响。 ;7．2．2 氯消毒过程 （1）氯消毒机理 氯消毒：主要是次氯酸H0Cl起消毒作用，因为H0Cl无电性，当HOCI分子到达细菌内部时，与有机体发生氧化作用而使细菌死亡。 0Clˉ也具有氧化性，但由于带负电，静电斥力难于接近带负电的细菌，消毒过程中作用有限。 实践表明，pH值越低则消毒作用越强，证明了HOCI是起消毒作用的主要成分（见图7－3）。 由于在很多受污染的地表水源中含有一定的氨氮，氯加入含有氨氮的水中后会产生如下反应： ;水中同时存在次氯酸(H0Cl)、一氯铵(NH2Cl)、二氯胺(NHCl2)和三氯胺(NCI3)。 其平衡状态及含量比例决定因素：氯与氨的相对浓度；pH值；温度。 各组分比例不同，其消毒效果也不同， 消毒作用：次氯酸氯胺。 氯胺的消毒特点：效果慢，持续时间长。 实验证明：氯消毒，5min可灭细菌99％以上； 氯胺，相同条件下，5min仅达60％； 达到99％以上，接触时间需十几小时。 ;氯消毒分为两大类： 化合性氯：氯以氯胺形式，称为化合性氯。 自由性氯消毒：Cl2、 H0Cl、0Clˉ。 消毒效果： 自由性氯化合性氯。 消毒的持续性： 化合性氯自由性氯 ;（2）折点加氯法 加氯量分为：需氯量和余氯 需氯量：用于灭活水中微生物、氧化有机物和无机还原性物质等所消耗的氯。 余氯：为了抑制微生物的再度繁殖；预示水的再度污染。 余氯为游离性余氯：消毒迅速，能同时除臭和脱色，氯味残留。 余氯为化合性氯：消毒作用缓慢，持久，氯味较轻。 ;加氯量与余氯量的关系： ①水中不存在消耗氯物质：加入水中的氯都不被消耗，加氯量等于剩余氯量。如图 ②天然水中消耗氯物质：一部分氯被消耗（即需氯量），氯的投加量减去消耗量即得到余氯。如图中的实线 ;加氯曲线分四个区域 1区：即0A段，水中杂质把氯耗尽，余氯量为零，需氯量为b1， 由于氯被杂质消耗，不能保证消毒效果。 2区：AH段，继续加氯，氯与氨发生反应→氯胺，有余氯，有一定消毒效果。余氯为化合性氯。 ;3区：HB段，过H点后，增加加氯量，余氯量反而下降，因为发生氧化还原反应： ;4区：BC段，继续增加加氯量，余氯量又上升 消耗氯的物质已经基本反应完全，余氯基本为游离性余氯。该区消毒效果最好，可靠。 折点氯化：加氯量超过折点需要量时称为折点氯化。 ;曲线的测定：应结合生产实际进行。 考虑因素：消毒效果和经济性。 当水中的氨含量比较少时，可以将加氯量控制在折点以后。 当水中氨含量比较高时，加氯量可以控制在折点以前。 加氯实践： 当原水游离氨在0.3mg/L以下时：通常加氯量控制在折点后； 原水游离氨在0.5mg/L以上时：峰点以前的化合性余氯量已够消毒，加氯量可控制在峰点前(节约加氯量)； 原水游离氨在0.3～0.5mg/L范围内：难掌握，如在峰点前，往往化合性余氯减少，达不到要求；控制在折点后则不经济。;消毒副产物：500种以上，大多数浓度只是μg/L级，而且很多尚未鉴定出来。 三卤甲烷(THM)和卤乙酸(HAA)是氯化消毒过程中形成的两大类主要副产物。 THM :是一类挥发性有机物，通式为CHX3，X为卤素。 THM对健康产生潜在的影响，有的物质已被证明为致癌物质、或可疑致癌物。 THM是氯与THM的前体反应所产生的。 THM的前体：多为天然有机物如腐殖物质。 氯仿：认为主要是氯与腐殖质的分解产物如酰基化合物的反应产物。 ;可能的形成机理如下： 水中的其他三卤甲烷，如CHCl2Br，CHBr3和CHCl2I的形成机理与CHCl3类似。 ;HAA卤乙酸：比THM致癌风险更高。难挥发性卤代有机副产物。 包含：一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸等。 HAA的前驱物：水中的腐殖酸和富里酸等天然大分子物质，腐殖酸氯化后的HAA产率要高于富里酸。 水中含有溴化物时，随Br- /C12（浓度比）的增加，溴代卤乙酸的种类和浓度都有增加； 而二氯乙酸和三氯乙酸生成量下降。 即HAA在水中的分布向