盤(pán)點(diǎn)|污水消毒方法匯總

武漢新型肺炎存在飛沫傳播。歷史上，污水導(dǎo)致的傳染病也非常多，作為環(huán)保水處理的一員，我們有責(zé)任在工作中嚴(yán)格做好污水處理的消毒。本文對(duì)水體消毒方面的幾種經(jīng)典方法進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)。

常用化學(xué)消毒劑

目前大規(guī)模投入使用的主要是以下四種：a.臭氧b.二氧化氯c.液氯d.氯胺

這四種消毒劑比較如下：

從生物殺菌能力看，其高低位序?yàn)椋撼粞?gt;二氧化氯>液氯>氯胺；

從穩(wěn)定性和消毒的持續(xù)性來(lái)看，其高低位序?yàn)椋郝劝?gt;二氧化氯>液氯>臭氧>；

從三鹵甲烷形成潛力和總有機(jī)鹵形成潛力來(lái)看，其高低位序?yàn)椋阂郝?gt;氯胺>二氧化氯≈臭氧。

綜合起來(lái)考慮，則認(rèn)為二氧化氯是一優(yōu)良消毒劑和強(qiáng)氧化劑，是世界衛(wèi)生組織（WHO）和世界糧農(nóng)組織（FAO）向全世界推薦的A1級(jí)廣譜、安全和高效消毒劑。

過(guò)程

水處理過(guò)程中的氯化消毒是最通用的最重要的消毒步驟，但是在此以前的其他處理步驟也能有效地去除病原體。

“例如，廢水的二級(jí)處理出水用混凝沉淀法能去除病菌和病毒 99.845％，而混凝沉淀-過(guò)濾法的去除率達(dá)99.985％。石灰混凝沉淀已被證明在高pH值條件下能有效地去除病毒并使其失去活性。氯化消毒能保證更徹底地殺滅病原體，水中的余氯還具有持續(xù)消毒作用。

氯消毒

氯與水反應(yīng)時(shí)，一般產(chǎn)生“歧化反應(yīng)”，生成次氯酸（HOCL）和鹽酸（HCL）。

HOCl是中性分子,可以擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面,并穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部起氧化作用，破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)使細(xì)菌死亡。OCl也具有殺菌能力，但帶負(fù)電，難以接近帶負(fù)電的細(xì)菌。HOCl和OCl的殺菌效果在試驗(yàn)的條件下大致為80:1。

控制水的pH值，以保持水中HOCl較高的百分率，能獲得較好的消毒效果。

上面所說(shuō)的是在沒(méi)有氨氮的水中的氯消毒狀況。實(shí)際上待消毒的水大多含有氨氮，向這種水中投氯后，水中氯和氮化合物的最重要的反應(yīng)，是次氯酸與氨的反應(yīng)。這是一個(gè)分段反應(yīng)過(guò)程：

在pH值大于9時(shí)，幾乎只生成一氯胺；在pH值約為7.5時(shí)，一氯胺和二氯胺數(shù)量幾乎相同：在pH值小于6.5時(shí),二氯胺占優(yōu)勢(shì)；三氯胺只有在pH值低于 4.5時(shí)才存在。在水中有氯胺存在時(shí)，HOCl仍起著消毒作用，到水中的HOCl消耗完了后，反應(yīng)才向左進(jìn)行,繼續(xù)生成HOCl。因此,水中有氮化合物時(shí)，會(huì)使消毒過(guò)程變慢。

氯同氨的克分子比大于1時(shí),發(fā)生氨的氧化和氯的還原；兩者的克分子比為2:1左右時(shí),能發(fā)生基本上完全的氧化還原反應(yīng)，并且經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間，導(dǎo)致氨和起氧化作用的氯完全從溶液中消失，此點(diǎn)稱為折點(diǎn)。然后隨著投氯量增加,水中的剩余有效氯才逐漸增加。在折點(diǎn)前氯化的剩余氯是化合態(tài)的有效余氯，而在折點(diǎn)后氯化的剩余氯則是游離態(tài)的有效余氯，這時(shí)消毒效果最好。

在折點(diǎn)以后繼續(xù)投氯，稱為折點(diǎn)氯化。這種方法的氯耗量明顯增大，但對(duì)污染較嚴(yán)重的水的去污消毒效果十分顯著，除殺滅細(xì)菌外，還可以降低水的色度，去除惡臭，去除錳、鐵，去除酚及其他有機(jī)污染物，并可控制藻類(lèi)繁殖。采用折點(diǎn)加氯消毒后往往要有脫氯措施。脫氯可采用化學(xué)藥劑法（投加二氧化硫，亞硫酸鈉）和活性炭吸附法等。

氯的滅菌作用主要是次氯酸，因?yàn)樗求w積很小的中性分子，能擴(kuò)散到帶有負(fù)電荷的細(xì)菌表面，具有較強(qiáng)的滲透力，能穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部。氯對(duì)細(xì)菌的作用是破壞其酶系統(tǒng)，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。而氯對(duì)病毒的作用，主要是對(duì)核酸破壞的致死性作用。

主要特點(diǎn)

(1)處理水量較大時(shí)，單位水體的處理費(fèi)用較低；

(2)水體氯消毒后能長(zhǎng)時(shí)間地保持一定數(shù)量的余氯，從而具有持續(xù)消毒能力；

(3)氯消毒歷史較長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)較多，是一種比較成熟的消毒方法。

缺點(diǎn)

但是自從1974年陸克和伯勒分別在荷蘭與美國(guó)的城市自來(lái)水中檢出了氯仿等三鹵甲烷(THMs)有機(jī)物，1976年美國(guó)國(guó)家癌腫研究所通過(guò)對(duì)大鼠和小鼠進(jìn)行口服氯仿實(shí)驗(yàn)確定其為致癌物質(zhì)，人們發(fā)現(xiàn)飲用水氯消毒后，水中含有具有致畸、致癌、致突變的THMs等有害消毒副產(chǎn)物。隨著對(duì)THMs危害性研究的深入，引起了對(duì)其它消毒副產(chǎn)物的研究。

至今已知的消毒副產(chǎn)物已經(jīng)有500種以上，但是絕大多數(shù)的濃度只有微克/升(μg/L)級(jí)，且許多消毒副產(chǎn)物未作進(jìn)一步的研究。在大量的消毒副產(chǎn)物中，目前集中研究的只有三鹵甲烷、鹵乙酸、鹵乙腈、鹵代酮、鹵代醛、鹵代酚等20余種，其中對(duì)于THMs的致癌性已有共識(shí)，其它大部分具有一般毒性，部分具有致突性。THMs等鹵化有機(jī)物的產(chǎn)生主要是水體中的有機(jī)物與氯作用的結(jié)果，而城市生活污水中含有大量的有機(jī)物，經(jīng)氯消毒后，會(huì)生成鹵化有機(jī)物等消毒副產(chǎn)物，隨污水進(jìn)入地面水體，污染水源，并對(duì)魚(yú)類(lèi)等水生生物產(chǎn)生毒害作用。

避免途徑

氯胺消毒取濾后水分裝至兩個(gè)250mL磨口瓶中，通過(guò)加入氯化銨控制水中氨氮的含量，使其中一個(gè)磨口瓶?jī)?nèi)氨氮含量為0.54mg/L、另一個(gè)為0.06mg/L。在有效投氯量均為4mg/L的情況下，經(jīng)24h氯化反應(yīng)后測(cè)定兩瓶水樣的三氯甲烷含量。由于后者氨氮濃度很低，所以可以認(rèn)為是活性氯消毒，而前者則可看作是氯胺消毒。顯然，在相同的投氯量下水中氨氮的濃度高，游離余氯的含量就低，產(chǎn)生三氯甲烷的量也就相對(duì)較低。從這個(gè)角度講，保持水中有一定數(shù)量的氨氮，有利于減少消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)量。

對(duì)氯胺消毒而言，由于HOCl是逐漸釋放出來(lái)的，所以更能保證管網(wǎng)末梢和管網(wǎng)水流速小的地區(qū)的余氯要求，也會(huì)使自來(lái)水中的氯嗅味減輕一些，這是氯胺消毒的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于氯胺消毒作用緩慢，因此不能作為基本殺菌消毒劑，而應(yīng)作為出廠水在管網(wǎng)系統(tǒng)中長(zhǎng)時(shí)間維持水質(zhì)衛(wèi)生的輔助消毒劑。氯胺對(duì)人體健康也存在著潛在的影響，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)和管網(wǎng)的具體情況控制適量。水廠距供水管網(wǎng)較近、水流在管中停留時(shí)間＜12h，且有機(jī)鹵化物含量較小時(shí)不宜采用氯胺消毒。

所以：加氯消毒過(guò)程中消毒副產(chǎn)物的生成量與投氯量、水中有機(jī)物的濃度、反應(yīng)時(shí)間、水的pH值及氯的存在形式有關(guān)。其中，降低以腐殖酸為代表的有機(jī)物濃度和減少投氯量是降低消毒副產(chǎn)物濃度的最有效、最可行的方法。在可能的情況下，對(duì)其他氯化反應(yīng)條件也應(yīng)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，從而使加氯消毒產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物最少。氯胺和二氧化氯比加氯消毒產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物明顯減少，是控制消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生的有效措施。

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編輯：徐冰冰