《城市水工程运行与管理 教学课件 ppt 作者 肖利萍 于洋第7章 消毒工艺的运行与管理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市水工程运行与管理 教学课件 ppt 作者 肖利萍 于洋第7章 消毒工艺的运行与管理（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、城市水工程运行与管理 电子教案,第7章 消毒工艺的运行与管理,消毒的目的主要是杀死绝大多数病源微生物，防止水致传染病的危害。加氧化性消毒剂可同时氧化水中的有机物和还原性污染物，降低COD。 给水处理过程中，水经过混凝、沉淀(澄清)和过滤，能去除大量悬浮物和黏附的细菌，但过滤出水还远远不能达到饮用水的细菌学指标。一般水质较好的河水大约含有大肠杆菌10000CFU/L左右，混凝沉淀可除去50%90%的大肠杆菌，过滤又可除去进水中90%的大肠杆菌，出水中一般还会含有100CFU/L以上的大肠杆菌。我国新的饮用水卫生标准规定不得检出大肠杆菌，所以最后必须进行消毒。,7.1 消毒工艺概述,消毒的目的,给
2、水处理中的消毒，可根据原水水质及处理工艺，采用滤前及滤后二次消毒，也可仅采用滤前（包括沉淀前）或滤后消毒。采用滤前消毒可延长氯的接触时间，有利于杀死水中微生物，防止藻类生长，清洁滤砂和降低水的色度等，但氯耗将有所增加，且当水中有机物含量高时，还将使出水的三卤甲烷增加。因此，我国大多都采用滤后消毒，也有两次消毒的。 通过消毒后，生活饮用水的细菌含量和余氯量应符合国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）规定。,7.1.1 消毒方法,消毒方法有物理法和化学法两种。物理法有加热法、冷冻法、机械过滤法、紫外线法、超声波法、辐射法；化学法是利用各种化学药剂包括氯及其化合物、其他卤素、臭氧、H2O2
3、、金属离子以及其他杀生剂等进行消毒。,7.1.1.1 常用消毒方法的比较 几种常用消毒方法的比较见表7-1,logo,7.1.1.2 我国常用的消毒药剂及改进 我国常用于消毒的含氯药剂有氯气、液氯、漂白粉、漂粉精、次氯酸钠、氯胺和二氧化氯。由于氯价格便宜，消毒效果可靠，应用最广，我国城市给水中普遍采用氯消毒。 采用液氯消毒经济有效，且余氯具有持续消毒作用。问题在于随着水污染的日益严重，水中有机物的含量日益增多，采用液氯消毒将导致产生许多对人体有害的有机氯化物，比如三卤甲烷（THM）、氯仿等。改进办法是采用二氧化氯消毒剂或臭氧消毒剂代替液氯消毒剂。 常用消毒药药剂及优缺点见表7-2。,7.1.2
4、 加氯消毒机理及影响因素,7.1.2.1 加氯消毒机理 加氯消毒是指向水中加入含氯类杀菌药剂，杀灭水中的病毒和细菌。以液氯为例，氯在常温下是一种黄绿色的气体，为了便于运输、贮存和投加，将氯气在常温下加压至810atm可变成液态，加氯消毒中采用的是液氯。氯的消毒作用，利用的不是氯气本身，而是氯与水发生反应生成的次氯酸，反应式如下： Cl2+H2OHOCl +H+ Cl- 次氯酸（HOCl）的分子量很小，是不带电的中性分子，可以扩散到带负电荷的细菌细胞表面，并渗入细胞内，利用氯,原子的氧化作用破坏细胞的酶系统，使其生理活动停止，最后导致死亡。在水中形成的HOCl是一种弱酸,因此会发生以下电离反应：
5、 HOClH+OCl- 上式中的次氯酸根离子也具有氧化性，但出于其本身带有负电荷，一般不能靠近也带有负电荷的细菌，所以基本上无消毒作用。,影响氯消毒效果的因素很多，分别说明如下： （1）加氯量 加氯量的多少和水中消耗氯的物质种类及数量有密切关系，水中的有机物和还原性物质多，加氯量也将增加。加氯量增加时，余氯量也会增加，但如过量加氯，不仅增加成本，而且自来水中有氯的味道，影响水的使用。相反，如果加氯量少则达不到水质标准，极有可能因残存的细菌和病毒导致事故。 （2）接触时间 加氯以后，应有一定的氯和水接触时间，通常在清水池和配水系统中完成，使氯和水中杂质以及微生物起反应，达到消毒目的。加氯时接触时
6、间不应少于30min，用氯胺消毒时的接触时间不少于2h。接触时间不足，消毒效果相对差些，接触时间过长，可能会降低剩余氯量。,7.1.2.2 影响消毒效果的因素,（3）温度 温度通过两个途径影响消毒效果，其一，温度过高或过低都会抑制微生物的生长活动，直接影响杀菌效率；其二，影响传质和反应速率。一般而言，较高温度对消毒有利。 （4）微生物特性 一般而言，病毒对消毒剂的抵抗力较强；有芽孢的比无芽孢的耐力强；寄生虫卵较易杀死，原生动物中的痢疾内变形虫的苞囊却很难被杀死；单个细菌易被杀死，成团细菌（如葡萄球菌）的内部菌体难于杀死。 （5）pH值 pH值决定了氯系消毒剂的存在形态。低pH值时，HOCl或N
7、HCl2的量较大，杀菌能力强。有些微生物表面电荷特性随pH值变化，而表面电荷可能阻碍带电消毒剂的进入，从而影响消毒效果。另外pH升高，在相同加氯量下，三卤甲烷的形成量增加。适宜的pH值为6.57.5。,（6）水中杂质 水中悬浮物能掩蔽菌体，使之不受消菌剂的作用；还原性物质和有机物消耗氧化剂，并生成有害的氯代烃，氯酚等；氨与HOCl作用生成氯胺。 （7）消毒剂与微生物的混合接触状况 加药点应高度紊流，快速完成混合。,（1）加氯系统 加氯系统包括加氯机、混合设备、氯瓶和清水池等部分，如图7-1所示。,7.2 加氯消毒工艺运行控制与管理,7.2.1 加氯系统,图7-1 加氯系统示意图,（2）常用加氯
8、机型号，加氯量及特点 加氯机有很多种类和形式，如转子加氯机、真空加氯机和随动式加氯机等。各种加氯机型号、加氯量以及特点如表7-3所示。 目前最常用的加氯机为转子加氯机，其构造、各部分功能及使用方法可查阅相关资料。 将氯加入水以后，应使之尽快与水均匀混合，发挥消毒作用。常采用管道混合方式，当流速较小时，应采用静态管道混合器；当有提升泵时，可在泵前加氯，用泵混合。 清水池的作用是使氯和水有充足的接触时间，保证消毒作用的发挥。也可考虑在滤池前加药，用滤池作为接触池，但加氯量较滤池后加氯量升高。,加氯量的大小取决于消毒工艺后余氯的要求、水中的氯氨比pH值、水温和接触时间等因素。 （1）加氯量的计算 加
9、氯量一般按下式计算： Q=0.001WQ （6-1） 式中 W最大投氯量（mg/L）； Q需消毒的水量（m3/h）。 （2）加氯量满足的工艺要求 加氯量应能保证消毒时的需氯量和消毒水中的余氯量。需氯量是指用于杀死水中细菌和氧化水中有机物所消耗的氯量。余氯量是为了抑制水中残存细菌再度繁殖，管网中尚需维持少量余氯量。,7.2.2 加氯量的控制,我国生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）规定：出厂水自由性余氯为0.31.0mg/L，管网末梢为0.050.1mg/L。若低于0.1mg/L，则给出水受到二次污染的信号 （3）加氯量的经验值 一般未受较重污染的地面水，滤前消毒加氯量1.02.0mg/
10、L，滤后消毒或地下水加氯量0.51.0mg/L。 （4）加氯量、余氯量和水质的关系 1） 如水中无细菌、有机物和还原性物质等，则需氯量为零，加氯量等于余氯量。如图72所示的虚线，该线与坐标轴呈45交角。,2）一般天然地表水源，总会受到细菌和部分有机物污染，氧化这些有机物要消耗一定的氯量，即需氯量。加氯量必须超过需氯量，才能保证一定的剩余氯。当水中有机物较少，而且主要不是游离氨和含氮化合物时，需氯量OM满足以后就会出现余氯，如图72中的实线。这条曲线与横坐标交角小于45。余氯量OM加氯量图7-2加氯量与余氯量关系,（4）提高加氯效果的技术措施 现代给水处理厂要求全天候提供合格水，因此，现代水厂处
11、理工艺，应能适应水质水量的变化。消毒工艺应既能保证消毒效果，又不增加三卤甲烷的生成量，工艺上可以从以下方面努力： 1）强化混凝、沉淀、过滤效果，以减少进入清水池的悬浮物和有机物量。通过选择适当的混凝剂组合，控制最佳pH值6.57.5。据报道，加明矾混凝可去除95%99%柯萨奇病毒；加三氯化铁则可去除92%94%；在滤池进水中加聚合电解质，增加絮凝强度，出水中病毒减少。清水池进水浊度不得大于1NTU。 2）采用多点加氯和多种消毒方法。采用预氯化，可延长接触时间，防止藻类繁殖堵塞滤池。采用间歇适当大剂量加氯，可减少三卤甲烷形成量，因为大剂量时的氧化作,用比取代作用强。采用滤后加氯可减少三卤甲烷形成
12、量，但应保证接触时间不少于30min。加氯后的快速初始混合对消毒效果至关重要。采用氯氨消毒时，有先氯后氨或先氨后氯二种方式，一般认为前者效果稍好，但需较长的接触时间，以稳定杀菌后的剩余氯；当水中含酚时，宜先加氨，避免生成氯酚臭，第二种药剂需在前种药剂与水充分混合后再投加。 3）增加预处理和深度处理，主要目的是去除源水中的微量有机污染物。属化学预处理的有臭氧氧化、高锰酸钾氧化和高铁酸钾氧化等；属生物预处理的有塔滤、生物转盘、生物滤池与接触氧化等生物膜技术。采用的深度处理工艺有活性炭吸附、臭氧氧化、光氧化等。,(1) 液氯氯瓶在运输过程中应注意以下几点：应由专业人员专用车辆运输；应轻装轻卸，严禁滑
13、动、抛滚或撞击，并严禁堆放；氯瓶不得与氢、氧、乙炔、氨及其他液化气体同车装运；遵守安全部门的其他规定。 (2) 液氯的贮存应注意以下事项：贮存间应符合消防部门关于危险品库房的规定。瓶入库前应检查是否漏氯，并做必要的外观检查。检漏方法，是用10的氨水对准可能漏氯部位数分钟。如果漏氯，会在周围形成白色烟雾(氯与氨生成的氯化铵晶体微粒)。外观检查包括瓶壁是否有裂缝或变形。有硬伤、局部片状腐蚀或密集斑点腐蚀时，应认真研究是否需要报废。氯瓶存放应按照先入先取先用的原则，防止某些氯瓶存放期过长。每班应检查库房内是否有泄漏，库房内应常备10氨水，以备检漏使用。,7.2.3 消毒系统的运行管理与用氯安全,(3
14、) 氯瓶在使用时应注意以下事项：氯瓶开启前，应先检查氯瓶的放置位置是否正确，然后试开氯瓶总阀。不同规格的氯瓶有不同的放置要求。氯瓶与加氯机紧密连接并投入使用后，应用10的氨水检查连接处是否漏氯。氯瓶在使用过程中，应经常用自来水冲淋，以防止瓶壳由于降温而结霜。氯瓶使用完毕后，应保证留有0.050.1MPa的余压，以避免遇水受潮后腐蚀钢瓶，同时这也是氯瓶再次充氯的需要。 (4) 加氯机的形式多种多样，结构也比较复杂，使用过程中不仅要按说明书要求正确操作，更应该切记说明书所注明的安全使用事项，确保安全操作使用。 (5) 加氯间具备以下安全措施：加氯间应设有完善的通风系统，并时刻保持正常通风。每小时换
15、气量一般应在10次以上。在加氯间内氯瓶周围冬季要有适当的保温措施，,以防止瓶内形成氯冰。但严禁用明火等热源为氯瓶保温。加氯应在最显著、最方便的位置放置灭火工具及防毒面具。加氯间内应设有氯气吸收安全装置。 (6) 氯气吸收安全装置的维护以及注意事项：用氯单位应该 建立切实有效的安全维护制度，明确管理和操作责任，每班都实行巡检，对设备实行专人负责制；氯气吸收安全装置每月应启动二次进行测试，每次10分钟，以确保装置处于正常状态，吸风机、碱夜泵、电机要经常添加适量的润滑剂，使设备始终保持在良好的状态。发现问题应及时进行处理；氯吸收装置是一种对跑氯事故处理的安全设备，其本身不能控制氯瓶跑氯的事故的发生，
16、用氯单位安装该设备后，仍需加强氯瓶及加氯系统的管理和维护工作，控制源头，消除跑氯施工的隐患；正常对设备维护，对设备开关、密封、接口、管路接头、线路接点环节进行检查。,(7) 当发生急性氯中毒事故时，应注意以下处理事项：设法迅速将中毒者转移至新鲜空气中。对于呼吸困难者，严禁进行人工呼吸，应让其吸氧。如有条件，也可雾化吸入5的碳酸氢钠溶液。用2的碳酸氢钠溶液或生理盐水为其洗眼、鼻和口。严重中毒者，立即请医务人员处理或急送医院。此前，必要时可注射强心剂 (8) 做好记录与分析：每日每班应记录好氯瓶使用件号、规格、使用时间，加氯机使用台号及运行状况。每日应分析总投氯量及单位水量加氯量。每日应分析测量出水微生物指标，并做好测试记录。每日应记录氯瓶库房进瓶和出瓶的数量瓶号和规格。,7.3 其他消毒方法,7.2.1 加氯系统,7.3.1 二氧化氯消毒,二氧化氯（ClO2）破坏酚特别有效。ClO2不受原水pH值的影响，亦不受水中氨的干扰。二氧化氯的消毒氧化作用表现在： 二氧化氯不与某些耗氯物质反应(如氨氮
