第七章消毒1本章內(nèi)容概述消毒原理機(jī)理，影響因素(哲克定律)氯消毒法其它消毒方法氨氯,二氧化氯,臭氧,紫外線23第一節(jié)、概述一級(jí)水源水：水質(zhì)良好。地下水只需消毒處理，地表水經(jīng)簡(jiǎn)易凈化處理(如過濾)、消毒后即可供生活飲用者。二級(jí)水源水：水質(zhì)受輕度污染。經(jīng)常規(guī)凈化處理(如絮凝、沉淀、過濾、消毒等)，其水質(zhì)即可達(dá)到GB5749規(guī)定，可供生活飲用者。水質(zhì)濃度超過二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值的水源水，不宜作為生活飲用水的水源。若限于條件需加以利用時(shí)，應(yīng)采用相應(yīng)的凈化工藝進(jìn)行處理。5水傳疾病病原體

6生活飲用水水質(zhì)常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目及限值(2001)7項(xiàng)目限值感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)色色度不超過15度，并不得呈現(xiàn)其它異色渾濁度不超過1度（NTU）特殊情況下不超過5度（NTU）臭和味不得有異臭、異味肉眼可見物不得含有pH6.5～8.5總硬度（以CaCO3計(jì)）450（mg/L）鋁0.2（mg/L）鐵0.3（mp/L）錳0.1（mg/L）銅1.0（mg/L）鋅1.0（mg/L）揮發(fā)酚類（以苯酚計(jì)）0.002（mg/L）陰離子合成洗滌劑0.3（mg/L）硫酸鹽250（mg/L）氯化物250（mg/L）溶解性總固本1000（mg/L）耗氧量（以O(shè)2計(jì)）3（mg/L）,特殊情況下不得超過5mg/L毒理學(xué)指標(biāo)砷0.05（mg/L）鎘0.005（mg/L）鉻（六價(jià)）0.05（mg/L）氰化物0.05（mg/L）氟化物1.0（mg/L）鉛0.01（mg/L）汞0.001（mg/L）硝酸鹽（以N計(jì)）20（mg/L）硒0.01（mg/L）四氯化碳0.002（mg/L）氯仿0.06（mg/L）細(xì)菌學(xué)指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)100（CFU/mL）總大腸菌群每100mL水樣中不得檢出糞大腸菌群每100mL水樣中不得檢出游離余氯在與水接觸30分鐘后應(yīng)不低于0.3mg/L，管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于0.05mg/L（適用于加氯消毒）放射性指標(biāo)總a放射性0.5（Bq/L）總b放射性1（Bq/L）

消毒方法9幾種消毒方法比較10選擇消毒劑的標(biāo)準(zhǔn)11一、消毒機(jī)理對(duì)細(xì)胞壁的破壞：導(dǎo)致細(xì)胞的溶解及死亡，（e.g.青霉素）；改變細(xì)胞的滲透性：使細(xì)胞失去生活營(yíng)養(yǎng)素如N、P等（e.g.酚類化合物及洗滌劑）；改變?cè)|(zhì)的膠體性質(zhì)：熱--使細(xì)胞蛋白質(zhì)混凝酸/堿--使蛋白質(zhì)變性，產(chǎn)生致死效應(yīng)改變有機(jī)體的DNA或RNA:UV照射能在微生物中形成雙鍵，并破壞某些DNA的約束。雙鍵的形成破壞復(fù)制過程，從而使生物體不再能繁殖，以致滅活。抑制酶的活性:改變酶的化學(xué)排列，中斷細(xì)胞的代謝過程（e.g.氯）。13致病微生物的種類及存在狀態(tài)溫度：溫度越高消毒效果越好相對(duì)濕度：對(duì)氣體消毒影響十分明顯，濕度過高或過低都會(huì)影響消毒效果。ClO2:相對(duì)濕度50~70%pH：影響消毒劑的活性有機(jī)物質(zhì)：抑制消毒劑的殺菌能力拮抗物質(zhì)：中和與干擾消毒劑的作用消毒劑的濃度和接觸時(shí)間二、影響消毒效率的因素

14理想條件下，微生物被消滅的速率符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：N:經(jīng)時(shí)間t后存活的微生物量t:消毒時(shí)間k:殺滅速率常數(shù)，即哲克常數(shù)與微生物種類、溫度、pH、消毒劑種類及濃度有關(guān)水溫在0~6°C時(shí)，用氯做消毒劑，k:0.24~6.3哲克定律(Chick’sLaw)接觸時(shí)間vs.消毒效率：15例題用次溴酸鈉做消毒劑殺滅小兒麻痹癥病毒，N/N0與消毒關(guān)系如下：計(jì)算哲克常數(shù)以及把病毒降低到原來1/10,000所需要的時(shí)間.t(sec)N/No40.0769080.00633120.0005017Plotthe-ln(N/No)againsttime

從模擬直線得到斜率(k=0.634/s).計(jì)算所需時(shí)間:

t(s)N/N0ln(N/N0)40.0769-2.5652580.00633-5.06246120.0005-7.600918k’：比反應(yīng)速率常數(shù);n:稀釋系數(shù)n=1：濃度和時(shí)間都同等影響;n>1：濃度影響大;n<1：時(shí)間影響大C.t=100mg/L-minutes：

C=1mg/L：t=100min.C=10mg/L:t=10minC=100mg/L:t=1minChick-WatsonLaw:在一般情況下，可以視n=1,Ct值作為消毒劑消毒能力的判斷指標(biāo)。19T1:288K(15°C)T2:298K(25°C)T1<T2k:速度常數(shù)；T:溫度；R:氣體常數(shù)，8.314J/(molK)E:消毒反應(yīng)的活化能，J/molArrhenius公式:溫度vs.消毒效率：根據(jù)哲克定律,達(dá)到同一殺菌率：t1>t221第三節(jié)、氯消毒法氯的消毒原理投氯量氯消毒工藝22一、氯的消毒原理：Cl2,漂白粉（Ca(ClO)2）23水中有氨時(shí)：PH>9：一氯氨

PH=7：一氯氨+二氯氨

PH<6.5：二氯氨

PH<4.5：三氯氨消毒效果最好消毒效果極差可以認(rèn)為仍然依靠HClO起消毒作用。25需氯量：殺滅細(xì)菌已達(dá)到指定的消毒指標(biāo)及氧化有機(jī)物等所消耗的氯余氯量：抑制水中殘留致病菌的再度繁殖所需要的氯。出廠水接觸30分后余氯不低于0.3mg/L；在管網(wǎng)末梢不應(yīng)低于0.05mg/L。二、投氯量游離性氯/自由性氯：HClO，ClO-，Cl2化合性氯：NH2Cl,NHCl2,NCl326氯消毒副產(chǎn)物(DBPs)：

氯與水中有機(jī)物反應(yīng)可產(chǎn)生許多致癌或有毒副產(chǎn)物，如三鹵甲烷和鹵乙酸等。2930

31新型含氮消毒副產(chǎn)物32Cl2瓶加氯機(jī)自來水混合池污水接觸池出水液氯消毒的工藝流程三、液氯消毒工藝33工藝參數(shù)投氯量：城市污水沉淀后出水：6~24mg/L二級(jí)生化處理出水：3~9mg/L二級(jí)生化+過濾處理出水：1~5mg/L氯與廢水接觸時(shí)間：混合池：5~15s接觸池：≥30min余氯量：不小于0.5mg/L34一般為鋼瓶使用時(shí)要嚴(yán)防進(jìn)水氯庫(kù)要通風(fēng)、防火加氯間和氯庫(kù)位置除了靠近投氯點(diǎn)外，還應(yīng)位于主導(dǎo)風(fēng)向下游，且需與經(jīng)常有人值班的車間隔開。需設(shè)置一系列的安全報(bào)警、事故處理等措施。Cl2瓶35加氯機(jī)1.旋風(fēng)分離器：分離氯氣中可能有的懸浮雜質(zhì)2.彈簧膜閥：保證氯瓶?jī)?nèi)有一定剩余壓力3&4.控制閥和轉(zhuǎn)子流量計(jì)：控制和測(cè)定加氯量5.中轉(zhuǎn)玻璃罩：觀察加氯機(jī)工作情況，穩(wěn)定加氯量、防止壓力水倒流6.平衡水箱：補(bǔ)充和穩(wěn)定中轉(zhuǎn)玻璃罩內(nèi)的水量7.水射器：抽取中轉(zhuǎn)玻璃罩內(nèi)的氯，使之與水混合溶解于水Cl2H2O36接觸池37第四節(jié)、其它消毒方法氨氯消毒二氧化氯(ClO2)消毒臭氧(O3)消毒紫外線(UV)消毒銀離子殺菌38一、氯氨消毒投加方法可投加液氨、硫酸氨或氯化氨；一般氯：氨＝3：1～6：1，視水質(zhì)不同而有所不同；采用氯氨消毒時(shí)，一般先加氨，再加氯。優(yōu)點(diǎn)：水中含有機(jī)物和酚時(shí)，氯氨消毒不會(huì)產(chǎn)生氯臭和氯酚臭，大大減少了THMs的產(chǎn)生能水中余氯保持較久。缺點(diǎn)：作用緩慢，殺菌能力比自由氯弱，單獨(dú)使用的情況較少。39二、二氧化氯(ClO2)消毒物理性質(zhì)常溫常壓下是黃綠色氣體；具刺激性氣味(與氯相似)；易爆炸；必須以水溶液形式現(xiàn)場(chǎng)制取，即時(shí)使用易溶于水，溶解度約為氯的5倍。402.ClO2制備方法亞氯酸鈉和氯制取：Cl2+H2O→HOCl+HClHOCl+HCl+2NaClO2→2ClO2+2NaCl+H2OCl2+2NaClO2→2ClO2+2NaCl酸與亞氯酸鈉制取:5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O41ClO2制備裝置4243

ClO2消毒優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：具有廣譜、高效的殺菌能力，其有效氯是Cl2的2.63倍，殺菌效果是Cl2的5倍?；静皇躊H值影響，在堿性處理方案中使用ClO2殺菌更具優(yōu)勢(shì)。另外ClO2不與氨及氨基化合物反應(yīng)，能保持殺生能力，這一特點(diǎn)使ClO2非常適用于合成氨廠和煉油廠等冷卻水處理。ClO2不僅能殺死微生物，且能分解殘留細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有效控制細(xì)菌、藻類和粘泥，具剝泥效果，提高換熱效能。ClO2殺菌效果持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)期使用不會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抗藥性。缺點(diǎn)：

ClO2本身和副產(chǎn)物ClO2－對(duì)人體血紅細(xì)胞有損害，有報(bào)道認(rèn)為還對(duì)人的神經(jīng)系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)有損害。EPA:[ClO2]+[ClO2－]≤1.0mg/LNaClO2價(jià)格昂貴。44O3+OH-→·O2+HO2

O3+·O2→O3+O2

·O3+H+→HO3·→·OH+O2

非選擇性強(qiáng)氧化劑三、臭氧(O3)消毒O3物理性質(zhì)常溫常壓下是淡藍(lán)色具強(qiáng)烈刺激性氣味的氣體；密度是空氣的1.7倍。易溶于水，在空氣中或水中均易分解消失。454647一般認(rèn)為，臭氧的消毒作用仍然是氧化作用Themechanismsofdisinfectionusingozoneinclude:?Directoxidation/destructionofthecellwallwithleakageofcellularconstituentsoutsideofthecell.?Reactionswithradicalby-productsofozonedecomposition.?Damagetotheconstituentsofthenucleicacids(purinesandpyrimidines)48國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的臭氧滅菌消毒的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

投放濃度

投放時(shí)間(min)

病毒、病原體種類

殺滅效率

10mg/m3

20

乙型肝炎表面抗原（HbsAg)

99.99%

0.5ppm/L

5

甲型流感病毒

99%

0.13mg/L

30

脊髓灰質(zhì)炎病毒I型（PVI）

100%

40μg/L

20s

大腸桿菌噬菌體ms2

98%

0.25mg/L

1

猿輪狀病毒SA-H和人輪狀病毒2型

99.60%

4mg/L

3

艾滋病毒（HIV）

100%

8mg/m3

10支原體（Mycoplasma)、

衣原體（Chlamydia)等病原體

99.85%4950O3制備：5152Ozone:advantagesanddisadvantagesAdvantagesHighlyeffectiveagainstalltypeofmicrobesDisadvantagesUnstable(mustbeproducedon-site)HightoxicityHighchemicalhazardsHighlysensitivetoinorganicandorganicloadsFormationofharmf