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1、,饮用水消毒技术简介,发展历程,1627年，英国科学家发表了许多净化水处理的办法：渗透、蒸馏、煮沸、混凝。19世纪初开始，人类开始主动利用化学药剂进行杀菌消毒。 1820年漂白粉被发明后，人们将其用到饮用水消毒和感染创伤治疗上，效果良好。这是化学杀菌消毒法的第一个里程碑。1902年开始，将氯消毒作为水常规处理工序。19041905年用次氯酸钠来杀灭伤寒病毒。1908年首次在芝加哥水厂使用次氯酸钠进行常规消毒。目前次氯酸钠消毒还未成为消毒剂主流。1944年二氧化氯在尼亚加拉瀑布水厂得到大规模应用。,饮用水消毒技术分类,物理消毒技术：加热、辐射、过滤、微波辐射、电场处理、磁场处理、超声波处理、压力
2、处理、紫外线辐射、除垢仪处理化学消毒技术：卤素消毒（氯消毒）、臭氧消毒、重金属离子消毒、过氧化氢消毒、过氧乙酸消毒、高铁酸钾消毒、高锰酸钾消毒、表面活性物质、其他有机合成物、羟基自由基消毒。 当前还没有发现一种消毒方法能符合以下所有条件：消毒的效果、消毒剂的价格、消毒剂应用的健康考虑、消毒反应产物的性质和后果、药剂发挥作用的稳定性、可监测性、消毒作用的灵敏性和作用范围、消毒剂性质的可操作性。 消毒是相对的，并不要求清除或杀灭所有微生物。,物理消毒技术,加热消毒：煮沸1520min左右的水对饮用是安全的。辐射消毒：其共同特点是其消毒效果一般不受温度、压力和pH等因素的影响，杀菌迅速、广谱。但是辐
3、射消毒没有后继的消毒作用，对辐射源的安全防护要求很高，影响了设备造价和推广使用。过滤消毒: 除了去除微生物以外，膜过滤还可以去除水中的其他无机物颗粒和一大部分有机物分子，从而去除了微生物生长繁衍所需要的基质。据研究，当水中的有机物浓度降低到一定水平，就能起到控制微生物的作用。常规过滤不能去掉全部的微生物，但过滤能大大降低水的浊度，将微生物个体暴露在水中消毒剂的作用范围之内，使后续的消毒处理更为奏效。粗砂滤和微孔筛滤可去除100um大小的颗粒，超滤可有效地去除病毒，根据实验能达到6个对数级的去除率。电场消毒：电化学装置的杀菌效率随电流密度的增大而提高；随pH的升高而降低；水流在装置中的停留时间超
4、过1min后消毒效果较好；氯离子浓度大于1520mg/L时可以达到显著消毒效果。,物理消毒技术,紫外线消毒：是控制贾第氏虫和隐孢子虫等病原虫的最为经济有效是消毒方法。并且，紫外线消毒用于膜过滤之前的微生物控制效果良好。当水中存在有机物数量较多时，紫外线的辐射会生成醛类，必须予以控制。当水温较低时用紫外线消毒比较经济。,化学消毒技术,卤素消毒：采用溴消毒时PH应保持在7.8-8.2比较合适，比用氯消毒时高，当PH大于8.5时，溴的杀菌效率明显下降。氯溴合剂的消毒效果要比单用氯或单用溴提高10倍。 重金属离子消毒：银容易通过电解而离子化，常据此原理在水中放入银质或镀银的电极通电进行水消毒。主要用于
5、游泳池消毒。但饮用含银量较多的水会在皮肤、眼睛上生成黑斑。 高锰酸钾消毒：应用时宜先于絮凝剂前投加。是将其作为加氯消毒之前的预处理，降低整个消毒过程中三卤甲烷的生成。,化学消毒技术,氯消毒：次氯酸根的杀菌作用比次氯酸钠弱得多，所以氯的氧化性能和主要消毒作用保持在形成的HOCl中。投加液氯会消耗水中的碱度，趋向于降低pH；而次氯酸盐的投加会增加碱度，趋向于升高pH。次氯酸形式的氯比次氯酸根离子的杀菌效率要大得多（7080倍），原因可能是细胞在水中带微弱的负电，对次氯酸根离子有排斥作用。由此也可与解释pH对消毒的影响，pH7时消毒最为迅速。一般认为pH6.57是实践消毒操作中最为适宜的范围。由于氯
6、的扩散和反应需要一定的作用时间，所以当加氯量足够时，增加接触时间比增大加氯量更能够取得显著的消毒效果。 前加氯应先于石灰和聚合氯化铝。投加次氯酸钠可降低石灰用量。,化学消毒法的共同优点,（1）杀菌作用是化学物质的微粒与有机体作用的结果，消毒剂分子可以被水流带到各处，所以设计良好的消毒方法可以维持较好的消毒持续作用，能控制较大的杀菌范围；（2）某些消毒剂可以采用大规模工业生产的产品提供，这样能降低消毒成本；（3）由于消毒作用是化学物质微粒与有机体的分散作用，消毒工艺耗用能量一般要比物理法少； (4) 比较适用于大规模供水系统的消毒。,化学消毒法的缺点,（1）大部分化学消毒剂本身都有一定的毒性，投
7、加的消毒剂还可能产生消毒副产物，影响人体健康；（2）进行消毒剂的生产、储备和运输时有一定的安全隐患；（3）全套消毒设施的占地，包括药剂的生产、配制、投加和储存库房，一般要比物理消毒法的大。,消毒副产物的控制原则,控制消毒副产物的原则（1）、控制消毒剂的投加方式和最大投加量，而对消毒副产物基本不做控制。（2）、采用水处理工艺控制出水消毒副产物的数量，对消毒剂的投加不作限制。对于有害的消毒副产物的控制方法有两种途径：一是设法降低原水中可能形成消毒副产物的前体物质的浓度，或是去除已经产生的消毒副产物。（用膜法、紫外光降解、活性炭吸附、曝气法）（3）、既控制出水消毒副产物的数量，也控制消毒剂的投加方式
8、和投加量。（4）、采用新的消毒剂和消毒工艺。,消毒药剂本身及副产物的危害,二氧化氯会抑制甲状腺素的分泌，氯氨可能引起肝脏细胞的有丝分裂异常，氯会影响血液胆固醇的含量，氯能与水处理中广泛使用的铝盐结合生成氯化铝，氯化铝累积在脑细胞中，导致老年性痴呆等。氯消毒副产物有500多种，为了安全考虑，荷兰、德国、日本和加拿大魁北克等地已经禁止使用氯消毒。,次氯酸钠介绍,液体次氯酸钠为无色或淡黄色溶液，高浓度的有效氯含量在5%15%，密度为1.0751.205kg/L。有少量刺激性气味，易溶于水，pH为1113，呈现强碱性；稳定性差于氯气，见光分解，随着次氯酸钠液温度升高，浓度会慢慢降低，影响有效氯成分，不
9、易曝晒和久藏，要贮藏在密闭容器中。次氯酸钠是强氧化性，和氯气氧化性相同，与人体皮肤接触有轻微腐蚀性，可用清水冲洗。 与衣物接触有较强漂白作用。,次氯酸钠有效氯衰减速度(7月29日-12月),图2-1 次氯酸钠有效氯衰减速度(7月29日-12月),次氯酸钠的优点,次氯酸钠主要有三大优点：1.次氯酸钠呈碱性，能够提高水体的pH，降低水体的加碱量。2.次氯酸钠为液体产品，投入水体后能够快速的与水体混合，减少有效成分的损失，确保出厂水管网余氯达到标准，减少消毒副产物的生成。3.次氯酸钠液体更为安全可靠，不存在泄漏风险。,常用化学消毒药剂性能对比表 (氯气、二氧化氯、次氯酸钠）,次氯酸钠与氯气的投加量对
10、比-1,表1 1997年-2005年闸北水厂氯气投加量（kg/kt水）,表2 加注次氯酸钠后的氯基单耗（kg/kt水）,备注：上述表格引自潘卫文、应培琪、杨珍、史靓。 次氯酸钠消毒剂在闸北水厂的应用及其有效成分衰减实验。 上海闸北水厂,次氯酸钠与氯气的投加量对比-2,上表为温州鳌江水厂的次氯酸钠与氯气投加量对比数据,二氧化氯发生器运行成本,上述数据引自-刘景华、尹长春。纯二氧化氯气体投加在饮用水净化上的应用,常用消毒剂的药剂成本分析,综上，次氯酸钠与氯气的投加成本在1.37:1左右。二氧化氯与次氯酸钠的投加成本在1.53:1，实际考虑加碱成本的节约，次氯酸钠与氯气投加成本比较约为1.2:1,常
11、用消毒剂的药剂成本分析,次氯酸钠投加系统简介,投加系统主要设备清单（以五万吨水厂为例）,次氯酸钠投加系统图（卧式储罐）,次氯酸钠投加系统工程实例,次氯酸钠的投加,次氯酸钠的储存,次氯酸钠投加系统工程实例,投加计量泵,卸料泵,次氯酸钠发生系统简介,次氯酸钠在水厂中应用除了投加成品次氯酸钠外还可以采用次氯酸钠发生器现场制备次氯酸钠目前次氯酸钠发生器有生产1%浓度和10%浓度两种规格10%浓度次氯酸钠发生器特点是设备造价高，运输成本低，一般应用于生产厂家生产成品销售。1%浓度次氯酸钠发生器特点是设备造价低，运输成本高，一般应用于水厂直接制备投加。,发生系统流程图,采用次氯酸钠发生器与成品次氯酸钠的投
12、资成本对比（以五万吨水厂为例）,次氯酸钠消毒在省内自来水行业主要应用项目一览表,拟建项目一览表,次氯酸钠应用小结,1、生产浓度：10%有效氯含量2、生产方法：采用电解膜法3、储存浓度：次氯酸钠浓度控制在5%以下，稳定性好 4、储存条件：30、密闭、避光、塑料PE容器，或可土建池子储存，池壁要考虑防强碱性涂料5、次氯酸钠的投加量较氯气投加量有所降低，不同的水源水投加量会有所不同，投加量一般在1-2.5kg/kt有效氯6、次氯酸钠与氯气的投加成本在1.37:1左右。二氧化氯与次氯酸钠的投加成本在1.53:17、省内和上海已经有10万吨等级以上水厂得到应用。8、次氯酸钠投加设备及维护费用远低于氯气和二氧化氯投加。 （上海、临海、绍兴、鳌江）,感谢各位领导、各位专家莅临我公司指导工作。,
