水污染控制工程消毒学习教案.pptx

会计学1水污染控制工程消毒水污染控制工程消毒(xiod)第一页，共58页。2第一节、概述第一节、概述(i sh)第2页/共58页第二页，共58页。我国生活我国生活我国生活我国生活(shnghu)(shnghu)饮用水源水质标准饮用水源水质标准饮用水源水质标准饮用水源水质标准（CJ3020-93CJ3020-93）3项目项目标准限值标准限值一级一级二级二级色色度不超过15度，并不得呈现其他异色不应有明显的其他异色浑浊度(度)3嗅和味不得有异臭、异味不应有明显的异臭、异味PH值6.58.56.58.5总硬度(以碳酸钙计)(mg/L)350450溶解铁(mg/L)0.30.5锰(mg/L)0.10.1铜(mg/L)1.01.0锌(mg/L)1.01.0挥发酚(以苯酚计)(mg/L)0.0020.004阴离子合成洗涤剂(mg/L)0.30.3硫酸盐(mg/L)250250氯化物(mg/L)250250溶解性总固体(mg/L)10001：浓度影响大;pn1：时间影响大C.t=100mg/L-minutes：C=1 mg/L：t=100 min.C=10 mg/L:t=10 min C=100 mg/L:t=1 minChick-Watson Law:Chick-Watson Law:在一般情况下，可以在一般情况下，可以视视n=1,Ct值作为消值作为消毒剂消毒能力的判断毒剂消毒能力的判断(pndun)指标。指标。18第18页/共58页第十八页，共58页。C:消毒(xio d)剂浓度；tr:杀灭一定百分数微生物所需的时间n:稀释系数，与消毒(xio d)种类、温度、pH有关消毒消毒(xio d)剂浓度剂浓度 vs.消毒消毒(xio d)效率：效率：19第19页/共58页第十九页，共58页。T1:288 K(15C)T2:298 K(25C)T1t220第20页/共58页第二十页，共58页。第三节、氯消毒第三节、氯消毒(xio d)法法1 1氯的消毒氯的消毒氯的消毒氯的消毒(xio(xio d)d)原理原理原理原理2 2投氯量投氯量投氯量投氯量3 3氯消毒氯消毒氯消毒氯消毒(xio d)(xio d)工艺工艺工艺工艺21第21页/共58页第二十一页，共58页。一、氯的消毒一、氯的消毒一、氯的消毒一、氯的消毒(xio d)(xio d)原理：原理：原理：原理：Cl2,漂白粉漂白粉（Ca(ClO)2）22第22页/共58页第二十二页，共58页。氯的消毒氯的消毒氯的消毒氯的消毒(xio d)(xio d)机理：机理：机理：机理：HClO和OCl-都有氧化能力;细菌带负电；主要是通过(tnggu)HOCl的作用来消毒:中性的HClO分子扩散到细菌表面，穿透细胞壁到细菌内部，借助氯原子的氧化作用破坏菌体内的酶，从而使细菌死亡。23第23页/共58页第二十三页，共58页。水中有氨时：水中有氨时：PH9：一氯氨 PH=7：一氯氨+二氯氨 PH6.5：二氯氨 PH4.5：三氯氨消毒效消毒效果最好果最好消毒效果极差消毒效果极差可以认为仍然可以认为仍然(rngrn)依靠依靠HClO起消毒起消毒作用。作用。24第24页/共58页第二十四页，共58页。需氯量：杀灭细菌已达到指定的消毒指标及氧需氯量：杀灭细菌已达到指定的消毒指标及氧化有机物等所消耗的氯化有机物等所消耗的氯余氯量：抑制余氯量：抑制(yzh)水中残留致病菌的再度繁水中残留致病菌的再度繁殖所需要的氯。殖所需要的氯。出厂水接触(jich)30分后余氯不低于0.3mg/L；在管网末梢不应低于0.05mg/L。二、投氯量二、投氯量n n游离游离游离游离(yul)(yul)性氯性氯性氯性氯/自由性氯：自由性氯：自由性氯：自由性氯：HClO HClO，ClO-ClO-，Cl2Cl2n n化合性氯：化合性氯：化合性氯：化合性氯：NH2Cl,NHCl2,NCl3NH2Cl,NHCl2,NCl325第25页/共58页第二十五页，共58页。水中无氨氮时加氯量与余氯关系水中无氨氮时加氯量与余氯关系水中无氨氮时加氯量与余氯关系水中无氨氮时加氯量与余氯关系(gun(gun x)x)：1.水中无任何微生物、有水中无任何微生物、有机物等机物等:加氯量余氯加氯量余氯;2.水中有机物较少水中有机物较少,不含不含游离游离(yul)氨和含氮氨和含氮有机物有机物3.需氯量满足以后就是余需氯量满足以后就是余氯氯需氯量需氯量余余氯氯(mg/L)加氯量加氯量(mg/L)OM1226第26页/共58页第二十六页，共58页。OA：水中杂质消耗氯 需氯量；AH：氯与氨反应，有化合性氯的余氯存在，有一定消毒效果；H：峰点,主要(zhyo)是化合性余氯;HB：化合性余氯；加的氯与氯氨反应，余氯减少;B：折点，此后增加的是自由性余氯。BC：自由性余氯。游离游离(yul)氨氨0.5mg/L：加氯量控制在峰点：加氯量控制在峰点前前水中有氨：水中有氨：余余氯氯(mg/L)加氯量加氯量(mg/L)OAHBC折点氯化折点氯化法法27第27页/共58页第二十七页，共58页。氯消毒氯消毒氯消毒氯消毒(xio d)(xio d)副产物副产物副产物副产物 (DBPs)(DBPs)：氯与水中有机物反应可产生许氯与水中有机物反应可产生许多致癌或有毒副产物，如三卤多致癌或有毒副产物，如三卤甲烷甲烷(ji wn)和卤乙酸等。和卤乙酸等。28第28页/共58页第二十八页，共58页。29第29页/共58页第二十九页，共58页。30第30页/共58页第三十页，共58页。新型新型新型新型(xnxng)(xnxng)含氮消毒副产物含氮消毒副产物含氮消毒副产物含氮消毒副产物31第31页/共58页第三十一页，共58页。Cl2瓶瓶加氯加氯机机自自来来水水混合混合池池污水污水接触接触池池出水出水液氯消毒液氯消毒(xiod)的的工艺流程工艺流程三、液氯消毒三、液氯消毒(xio d)工艺工艺32第32页/共58页第三十二页，共58页。工艺工艺工艺工艺(gngy)(gngy)参参参参数数数数u投氯量：投氯量：u城市污水沉淀后出水：城市污水沉淀后出水：624mg/Lu二级生化处理出水：二级生化处理出水：39mg/Lu二级生化二级生化+过滤处理出水：过滤处理出水：15mg/Lu氯与废水氯与废水(fishu)接触时间：接触时间：u混合池：混合池：515su接触池：接触池：30minu余氯量：不小于余氯量：不小于0.5mg/L33第33页/共58页第三十三页，共58页。一般为钢瓶使用时要严防进水氯库要通风、防火加氯间和氯库位置除了靠近投氯点外，还应位于(wiy)主导风向下游，且需与经常有人值班的车间隔开。需设置一系列的安全报警、事故处理等措施。Cl2 2瓶瓶34第34页/共58页第三十四页，共58页。加氯机加氯机加氯机加氯机1.旋风(xunfng)分离器：分离氯气中可能有的悬浮杂质2.弹簧膜阀：保证氯瓶内有一定剩余压力3&4.控制阀和转子流量计：控制和测定加氯量5.中转玻璃罩：观察加氯机工作情况，稳定加氯量、防止压力水倒流6.平衡水箱：补充和稳定中转玻璃罩内的水量7.水射器：抽取中转玻璃罩内的氯，使之与水混合溶解于水Cl2H2O35第35页/共58页第三十五页，共58页。接触接触(jich)池池36第36页/共58页第三十六页，共58页。第四节、其它第四节、其它(qt)消毒方法消毒方法1 1氨氯消毒氨氯消毒氨氯消毒氨氯消毒2 2二氧化氯二氧化氯二氧化氯二氧化氯(ClO2)(ClO2)消毒消毒消毒消毒3 3臭氧臭氧臭氧臭氧(chuy(chuy ng)(O3)ng)(O3)消毒消毒消毒消毒4 4紫外线紫外线紫外线紫外线(UV)(UV)消毒消毒消毒消毒5 5银离子杀菌银离子杀菌银离子杀菌银离子杀菌37第37页/共58页第三十七页，共58页。一、氯氨消毒一、氯氨消毒一、氯氨消毒一、氯氨消毒(xio d)(xio d)投加方法投加方法可投加液氨、硫酸氨或氯化氨；可投加液氨、硫酸氨或氯化氨；一般氯：氨一般氯：氨3：16：1，视水质不同而有所，视水质不同而有所不同；不同；采用氯氨消毒时，一般先加氨，再加氯。采用氯氨消毒时，一般先加氨，再加氯。优点：优点：水中含有机物和酚时，氯氨消毒不会产生氯臭水中含有机物和酚时，氯氨消毒不会产生氯臭和氯酚臭，大大减少了和氯酚臭，大大减少了THMs的产生的产生能水中余氯保持较久。能水中余氯保持较久。缺点：缺点：作用缓慢，杀菌能力作用缓慢，杀菌能力(nngl)比自由氯弱，单比自由氯弱，单独使用的情况较少。独使用的情况较少。38第38页/共58页第三十八页，共58页。二、二氧化氯二、二氧化氯二、二氧化氯二、二氧化氯(ClO2)(ClO2)消毒消毒消毒消毒(xio d)(xio d)物理性质物理性质常温常压下是黄绿色气体；常温常压下是黄绿色气体；具刺激性气味具刺激性气味(与氯相似与氯相似)；易爆炸；易爆炸；必须以水溶液形式现场制取，必须以水溶液形式现场制取，即时即时(jsh)使用使用易溶于水，溶解度约为氯的易溶于水，溶解度约为氯的5倍。倍。39第39页/共58页第三十九页，共58页。2.ClO22.ClO2制备制备制备制备(zhbi)(zhbi)方法方法方法方法亚氯酸钠和氯制取亚氯酸钠和氯制取亚氯酸钠和氯制取亚氯酸钠和氯制取：n nClCl2 2+H+H2 2O HOCl+HClO HOCl+HCln nHOCl+HCl+2NaClOHOCl+HCl+2NaClO2 2 2 ClO 2 ClO2 2+2NaCl+H+2NaCl+H2 2OOn nClCl2 2+2NaClO+2NaClO2 2 2ClO 2ClO2 2+2NaCl+2NaCl酸与亚氯酸钠制取酸与亚氯酸钠制取酸与亚氯酸钠制取酸与亚氯酸钠制取:n n5NaClO5NaClO2 2+4HCl 4 ClO+4HCl 4 ClO2 2+5NaCl+2H+5NaCl+2H2 2OO40第40页/共58页第四十页，共58页。ClO2制备制备(zhbi)装装置置41第41页/共58页第四十一页，共58页。42第42页/共58页第四十二页，共58页。ClO2消毒消毒(xio d)优缺点优缺点优点：优点：优点：优点：具有广谱、高效的杀菌能力，其有效氯是具有广谱、高效的杀菌能力，其有效氯是具有广谱、高效的杀菌能力，其有效氯是具有广谱、高效的杀菌能力，其有效氯是Cl2Cl2的的的的2.632.63倍，倍，倍，倍，杀菌效果是杀菌效果是杀菌效果是杀菌效果是Cl2Cl2的的的的5 5倍。倍。倍。倍。基本不受基本不受基本不受基本不受PHPH值影响，在碱性处理方案中使用值影响，在碱性处理方案中使用值影响，在碱性处理方案中使用值影响，在碱性处理方案中使用ClO2ClO2杀菌杀菌杀菌杀菌更具优势。另外更具优势。另外更具优势。另外更具优势。另外ClO2ClO2不与氨及氨基化合物反应，能保不与氨及氨基化合物反应，能保不与氨及氨基化合物反应，能保不与氨及氨基化合物反应，能保持杀生能力，这一特点使持杀生能力，这一特点使持杀生能力，这一特点使持杀生能力，这一特点使ClO2ClO2非常适用于合成氨厂和非常适用于合成氨厂和非常适用于合成氨厂和非常适用于合成氨厂和炼油厂等冷却水处理。炼油厂等冷却水处理。炼油厂等冷却水处理。炼油厂等冷却水处理。ClO2ClO2不仅能杀死微生物，且能分解残留不仅能杀死微生物，且能分解残留不仅能杀死微生物，且能分解残留不仅能杀死微生物，且能分解残留(cnli)(cnli)细胞细胞细胞细胞结构，有效控制细菌、藻类和粘泥，具剥泥效果，提结构，有效控制细菌、藻类和粘泥，具剥泥效果，提结构，有效控制细菌、藻类和粘泥，具剥泥效果，提结构，有效控制细菌、藻类和粘泥，具剥泥效果，提高换热效能。高换热效能。高换热效能。高换热效能。ClO2ClO2杀菌效果持续时间长，长期使用不会对微生物产杀菌效果持续时间长，长期使用不会对微生物产杀菌效果持续时间长，长期使用不会对微生物产杀菌效果持续时间长，长期使用不会对微生物产生抗药性。生抗药性。生抗药性。生抗药性。缺点：缺点：缺点：缺点：ClO2 ClO2本身和副产物本身和副产物本身和副产物本身和副产物ClO2ClO2对人体血红细胞有损害，有对人体血红细胞有损害，有对人体血红细胞有损害，有对人体血红细胞有损害，有报道认为还对人的神经系统及生殖系统有损害。报道认为还对人的神经系统及生殖系统有损害。报道认为还对人的神经系统及生殖系统有损害。报道认为还对人的神经系统及生殖系统有损害。EPA:ClO2+ClO2EPA:ClO2+ClO2 1.0 mg/L 1.0 mg/LNaClO2NaClO2价格昂贵。价格昂贵。价格昂贵。价格昂贵。43第43页/共58页第四十三页，共58页。O3+OH-O2+HO2 O3+O2 O3+O2 O3+H+HO3 OH+O2 非选择性非选择性强氧化剂强氧化剂三、臭氧三、臭氧三、臭氧三、臭氧(chuy(chuy ng)(O3)ng)(O3)消毒消毒消毒消毒O3物理性质物理性质常温常压下是淡蓝色具强烈刺激常温常压下是淡蓝色具强烈刺激性气味性气味(qwi)的气体；的气体；密度是空气的密度是空气的1.7倍。倍。易溶于水，在空气中或水中均易易溶于水，在空气中或水中均易分解消失。分解消失。44第44页/共58页第四十四页，共58页。45第45页/共58页第四十五页，共58页。46第46页/共58页第四十六页，共58页。一般认为，臭氧的消毒作用(zuyng)仍然是氧化作用(zuyng)The mechanisms of disinfection using ozone include:Direct oxidation/destruction of the cell wall with leakage of cellular constituents outside of the cell.Reactions with radical by-products of ozone decomposition.Damage to the constituents of the nucleic acids(purines and pyrimidines)47第47页/共58页第四十七页，共58页。国内外公认国内外公认(gngrn)的臭氧灭菌消毒的实验数据的臭氧灭菌消毒的实验数据 投放投放 浓度浓度 投放投放时间时间(min)病毒、病原体种类病毒、病原体种类 杀灭效率杀灭效率 10mg/m 20 乙型肝炎表面抗原（乙型肝炎表面抗原（HbsAg)99.99%0.5ppm/L 5 甲型流感病毒甲型流感病毒99%0.13mg/L 30 脊髓灰质炎病毒脊髓灰质炎病毒I型（型（PVI）100%40g/L 20s 大肠杆菌大肠杆菌噬菌体噬菌体ms2ms2 98%0.25mg/L 1猿轮状病毒猿轮状病毒SA-H和人轮状病毒和人轮状病毒2型型 99.60%4mg/L 3 艾滋病毒（艾滋病毒（HIV）100%8mg/m 10支原体（支原体（Mycoplasma)、衣原体（衣原体（Chlamydia)等病原体等病原体 99.85%48第48页/共58页第四十八页，共58页。49第49页/共58页第四十九页，共58页。O3制备制备(zhbi)：50第50页/共58页第五十页，共58页。51第51页/共58页第五十一页，共58页。Ozone:advantages and disadvantagesn nAdvantagesAdvantagesn nHighly effective against all type of microbesHighly effective against all type of microbesn nDisadvantagesDisadvantagesn nUnstable(must be produced on-site)Unstable(must be produced on-site)n nHigh toxicityHigh toxicityn nHigh chemical hazardsHigh chemical hazardsn nHighly sensitive to inorganic and organic loadsHighly sensitive to inorganic and organic loadsn nFormation of harmful disinfection by-products(DBPFormation of harmful disinfection by-products(DBP s)s)n nHighly complicated maintenance and operationHighly complicated maintenance and operationn nVery expensiveVery expensive52第52页/共58页第五十二页，共58页。波长在240-260nm的紫外线为最有效的杀菌波段(处于微生物吸收峰范围之内),最强点:253.7nm;细菌、病毒、寄生虫、水藻以及(yj)其它病原体受到一定剂量的紫外光辐射后，其细胞中的DNA结构受到破坏，达到消毒和净化的目的。四、紫外线四、紫外线(UV)消毒消毒(xio d)53第53页/共58页第五十三页，共58页。封闭式封闭式封闭式封闭式UVUV消毒器消毒器54第54页/共58页第五十四页，共58页。敞开式敞开式UV消毒消毒(xio d)敞开式敞开式UV消毒器构造消毒器构造(guzo)图图污水厂消毒工艺改造俯视图污水厂消毒工艺改造俯视图55第55页/共58页第五十五页，共58页。UV disinfection:advantages and UV disinfection:advantages and disadvantagesdisadvantagesn nAdvantagesAdvantagesn nVery effective against bacteria,fungi,protozoaVery effective against bacteria,fungi,protozoan nIndependent on pH,temperature,and other materials in water Independent on pH,temperature,and other materials in water n nNo known formation of DBPNo known formation of DBPn nDisadvantagesDisadvantagesn nNot so effective against virusesNot so effective against virusesn nNo lasting residualsNo lasting residualsn nExpensiveExpensive56第56页/共58页第五十六页，共58页。银离子杀菌银离子杀菌(sh jn)n n机理(j l)n n破坏细胞膜n n降低酶蛋白活性n n阻断DNA生成n n浓度：1-10ppb57第57页/共58页第五十七页，共58页。58感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)！第58页/共58页第五十八页，共58页。