水的消毒

（一）氯消毒

1.原理

氯氣溶解在水中時(shí)產(chǎn)生如下反應(yīng)

Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-

生成的次氯酸（HOCl）是弱酸，會(huì)按下式分解：

HOCl→H++OCl-

一般認(rèn)為氯氣的殺菌作用在于生成的次氯酸（HOCl）。次氯酸是一個(gè)中性分子，可以擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，穿過(guò)細(xì)菌的細(xì)胞膜并進(jìn)入到細(xì)菌的菌體內(nèi)部，在進(jìn)入細(xì)菌體后，由于氯原子的氧化作用，破壞了細(xì)菌某些酶系，導(dǎo)致了細(xì)菌的死亡。次氯酸根（OCl-）雖然也帶有一個(gè)氯原子，但由于它和細(xì)菌表面同樣帶負(fù)電荷，很難擴(kuò)散到菌體表面，所以不能穿過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)菌的內(nèi)部，故其殺菌作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上次氯酸。

由于氯氣與水反應(yīng)生成的次氯酸在解離時(shí)受環(huán)境pH值的影響較大，氯在pH值7以下時(shí)，殺菌作用較強(qiáng)。（2）加氯量。要考慮兩個(gè)方面：作用氯和余氯。作用氯是和水中微生物、有機(jī)物及有還原作用的鹽類（如亞鐵鹽、亞硝酸鹽等）起作用部分。余氯是為了保持水在加氯后有持久的殺菌能力，防止水中殘存和外界侵入的微生物生長(zhǎng)繁殖的部分。

我國(guó)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：管網(wǎng)末端自由余氯保持在0.1—0.3mg/L之間，小于0.1mg/L時(shí)，不安全；大于0.3mg/L時(shí)，則水含有明顯的氯臭。為了使管網(wǎng)最遠(yuǎn)點(diǎn)保持0.1mg/L的余氯量，一般總投氯量為0.5—2.0mg/L。（2）漂粉精（HighFestHypochlorite）漂粉精是將Cl2通入20%-30%的石灰漿中制得的，次氯酸鈣[Ca（ClO）2]是主要成分，有效氯含量比漂白粉高，一般在60%--75%以上。（3）氯胺。氯胺是胺分子中的氫原子被氯原子取代后的產(chǎn)物。有一氯胺（NH2Cl）、二氯胺（NHCl2）、三氯胺（NHCl3）三種，溶于水后會(huì)生成次氯酸。實(shí)際生產(chǎn)中采用按比例加入氯劑和氨或銨鹽而生成氯胺。一般氨與氯的投入比例以1：4或小于1：4為宜。次氯酸鈉在水中解離成次氯酸，其殺菌能力較強(qiáng)，用于消毒后水質(zhì)的凈化，不增加水的硬度。但制備次氯酸鈉耗電多，費(fèi)用高。紫外線的殺菌原理在于：微生物受紫外線照射后，體內(nèi)的核酸會(huì)因?yàn)槲樟俗贤饩€的能量而改變自身的結(jié)構(gòu)，如DNA斷裂、DNA分子交聯(lián)、胞嘧啶和尿嘧啶發(fā)生水合作用、出現(xiàn)腺嘧啶二聚體等，影響了嘌呤與嘧啶的正常配對(duì)，改變了DNA的生物活性，這些都破壞了核酸的正常生理功能，導(dǎo)致了微生物的死亡。紫外線對(duì)清潔透明的水有一定的穿透能力，故可用于水的殺菌消毒。2.殺菌裝置

目前多采用由可發(fā)射出波長(zhǎng)為2537?的紫外線的低壓汞燈和對(duì)紫外線透過(guò)率90%以上、污染系數(shù)小、耐高溫的石英套管及外筒、電氣設(shè)施等組成的裝置。外筒一般由鋁、鎂合金及不銹鋼等材料構(gòu)成。圓筒內(nèi)壁要求有很高的光潔度，對(duì)紫外線反射率達(dá)85%左右。3.水質(zhì)對(duì)紫外線殺菌消毒效果的影響

紫外線穿透能力相對(duì)較弱，水中存在雜質(zhì)且顏色較深、濁度較大時(shí)都會(huì)影響到紫外線的穿透能力，從而影響紫外線的殺菌相對(duì)效果。

紫外線消毒一般要求原水水質(zhì)滿足以下條件：色度低于15度，濁度小于5度，總鐵含量低于0.3mg/mL，細(xì)菌數(shù)小于900個(gè)/mL。（2）紫外線燈周圍介質(zhì)溫度的控制。當(dāng)紫外線燈周圍的介質(zhì)溫度很低時(shí)，會(huì)使輻射的能量降低，影響殺菌效果。一般要使燈管周圍的溫度保持在25--35℃左右，使其處于最佳工作狀態(tài)。（3）紫外線燈的運(yùn)營(yíng)管理。紫外線殺菌燈在進(jìn)行殺菌前應(yīng)預(yù)熱10—30min。應(yīng)盡量減少燈的啟閉次數(shù)，燈每開(kāi)關(guān)一次將減少3h的壽命。另外，隨著燈點(diǎn)燃時(shí)間的增加，燈的輻射能量也隨之降低，殺菌效果下降。1000W紫外線燈點(diǎn)燃1000h時(shí)，其輻射能量將降低40%左右。再者，要求電壓穩(wěn)定，波動(dòng)范圍不得超過(guò)額定電壓的5%，以保證獲得所需的紫外線能量。（三）臭氧消毒

臭氧（O3）由三個(gè)氧原子組成，在水中分解成O2和[O]。[O]是一活潑的氧原子，具有很強(qiáng)的