盤點｜污水消毒方法匯總（一）

如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一項環境保護的知識——盤點｜污水消毒方法匯總。

一、常用化學消毒劑

目前大規模投入使用的主要是以下四種：1.臭氧、2.二氧化氯、3.氯胺。

這四種消毒劑比較如下：

從生物殺菌能力看，其高低位序為：臭氧>二氧化氯>氯胺；

從穩定性和消毒的持續性來看，其高低位序為：氯胺>二氧化氯>；

從三鹵甲烷形成潛力和總有機鹵形成潛力來看，其高低位序為：氯胺>二氧化氯≈臭氧。

綜合起來考慮，則認為二氧化氯是一優良消毒劑和強氧化劑，是世界衛生組織（WHO）和世界糧農組織（FAO）向全世界推薦的A1級消毒劑。

二、消毒過程

水處理過程中的氯化消毒是通用、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-過濾法的去除率達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。氯化消毒能保證殺滅病原體，水中的余氯還具有持續消毒作用。

三、氯消毒

氯與水反應時，一般產生“歧化反應”，生成次氯酸（HOCl）和鹽酸（HCl）。

HOCl是中性分子，可以擴散到帶負電的細菌表面，并穿透細胞壁進入細菌內部起氧化作用，破壞細菌的酶系統使細菌死亡。OCl-也具有殺菌能力，但帶負電，難以接近帶負電的細菌。HOCl和OCl-的殺菌效果在試驗的條件下大致為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。

上面所說的是在沒有氨氮的水中的氯消毒狀況。實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重要的反應，是次氯酸與氨的反應。這是一個分段反應過程：

在pH值大于9時，幾乎只生成一氯胺；在pH值約為7.5時，一氯胺和二氯胺數量幾乎相同：在pH值小于6.5時，二氯胺占優勢；三氯胺只有在pH值低于 4.5時才存在。在水中有氯胺存在時，HOCl仍起著消毒作用，到水中的HOCl消耗完了后，反應才向左進行，繼續生成HOCl。因此，水中有氮化合物時，會使消毒過程變慢。

氯同氨的克分子比大于1時，發生氨的氧化和氯的還原；兩者的克分子比為2:1左右時，能發生基本上完全的氧化還原反應，并且經過時間，導致氨和起氧化作用的氯完全從溶液中消失，此點稱為折點。然后隨著投氯量增加，水中的剩余有效氯才逐漸增加。在折點前氯化的剩余氯是化合態的有效余氯，而在折點后氯化的剩余氯則是游離態的有效余氯，這時消毒效果好。

在折點以后繼續投氯，稱為折點氯化。這種方法的氯耗量明顯加大，但對污染較嚴重的水的去污消毒效果十分顯著，除殺滅細菌外，還可以降低水的色度，去除惡臭，去除錳、鐵，去除酚及其他有機污染物，并可控制藻類繁殖。采用折點加氯消毒后往往要有脫氯措施。脫氯可采用化學藥劑法（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，因為它是體積很小的中性分子，能擴散到帶有負電荷的細菌表面，具有較強的滲透力，能穿透細胞壁進入細菌內部。氯對細菌的作用是破壞其酶系統，導致細菌死亡。而氯對病毒的作用，主要是對核酸破壞的致死性作用。

1、主要特點

(1)處理水量較大時，單位水體的處理費用較低；

(2)水體氯消毒后能長時間地保持余氯，從而具有持續消毒能力；

(3)氯消毒歷史較長，經驗較多，是一種比較成熟的消毒方法。

自從1974年陸克和伯勒分別在荷蘭與美國的城市自來水中檢出了氯仿等三鹵甲烷(THMs)有機物，1976年美國癌腫研究所通過對大鼠和小鼠進行口服氯仿實驗確定其為致癌物質，人們發現飲用水氯消毒后，水中含有具有致畸、致癌、致突變的THMs等有害消毒副產物。隨著對THMs危害性研究的深入，引起了對其它消毒副產物的研究。

至今已知的消毒副產物已經有500種以上，但是絕大多數的濃度只有微克/升(μg/L)級，且許多消毒副產物未作進一步的研究。在大量的消毒副產物中，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，其中對于THMs的致癌性已有共識，其它大部分具有一般毒性，部分具有致突性。THMs等鹵化有機物的產生主要是水體中的有機物與氯作用的結果，而城市生活污水中含有大量的有機物，經氯消毒后，會生成鹵化有機物等消毒副產物，隨污水進入地面水體，污染水源，并對魚類等水生生物產生毒害作用。

2、避免途徑

氯胺消毒取濾后水分裝至兩個250mL磨口瓶中，通過加入氯化銨控制水中氨氮的含量，使其中一個磨口瓶內氨氮含量為0.54mg/L、另一個為0.06mg/L。在有效投氯量均為4mg/L的情況下，經24h氯化反應后測定兩瓶水樣含量。由于后者氨氮濃度很低，所以可以認為是活性氯消毒，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，產生量也就相對較低。從這個角度講，保持水中含有氨氮，有利于減少消毒副產物的產量。

對氯胺消毒而言，由于HOCl是逐漸釋放出來的，所以更能保證管網末梢和管網水流速小的地區的余氯要求，也會使自來水中的氯嗅味減輕一些，這是氯胺消毒的優點。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，而應作為出廠水在管網系統中長時間維持水質衛生的輔助消毒劑。氯胺對人體健康也存在著潛在的影響，應根據水質和管網的具體情況控制適量。水廠距供水管網較近、水流在管中停留時間＜12h，且有機鹵化物含量較小時不宜采用氯胺消毒。

所以，加氯消毒過程中消毒副產物的生成量與投氯量、水中有機物的濃度、反應時間、水的pH值及氯的存在形式有關。其中，降低以腐殖酸為代表的有機物濃度和減少投氯量是降低消毒副產物濃度的有效方法。在可能的情況下，對其他氯化反應條件也應進行調整和優化，從而使加氯消毒產生的消毒副產物少。氯胺和二氧化氯比加氯消毒產生的消毒副產物明顯減少，是控制消毒副產物產生的有效措施。

為了避免有害消毒副產物的產生，采取的主要途徑有：

(1)預處理去除三鹵甲烷前驅物(主要是富里酸和腐殖酸)；

(2)采用代用消毒劑或消毒方法，近年來對用臭氧、二氧化氯和氯胺代替氯為消毒劑進行了大量的研究。

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