邯鄲市水處理設(shè)備技術(shù)
一)水處理需要消毒的原因
城鎮(zhèn)供水所用的水源，一般為地面水或地下水。任何地面水或多或少都受到生活污水和工業(yè)廢水的污染，就是已經(jīng)通過混凝沉淀、過濾等凈化處理，但也不能把有害的細菌、病原菌及其它微生物*去除。水源是地下水時，水質(zhì)雖然較好，但也會受到不同程度的污染，尤其是淺層地下水，容易受到周圍環(huán)境、特別是生活污水的影響和污染，這些有害的細菌，成為人體有害的傳播介質(zhì)。同時，自來水在輸送和貯存過程中，可能會受到細菌污染，為了保障人民的身體健康，防止水致疾病的的傳播，使供水水質(zhì)達到GB5749—2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》，必須采用消毒來保證水質(zhì)，通過消毒處理后的自來水可以控制消除水中的病原菌、病毒和其他致病性病菌傳播的問題，《生活飲用水衛(wèi)生標準》中要求消毒液與水的接觸時間不少于30分鐘后，出廠水及給水管道的管網(wǎng)末梢水維持一定的余氯就可以保證飲用水的安全。邯鄲市水處理設(shè)備技術(shù)
(二)氯消毒技術(shù)的應(yīng)用
到目前為止， 自來水廠主要以氯為消毒劑，可用來消除水中的細菌和有機物，氯加到水中后生成的次氯酸HOCL和次氯酸根OCL，而氯能起到消毒作用的主要成分是次氯酸HOCL，次氯酸HOCL是很小的中性分子，容易擴散到帶負電的細菌表面，并通過細菌壁到細菌內(nèi)部，因氧化作用破壞了細菌的酶系統(tǒng)，因酶是促進葡萄糖吸收和新陳代謝作用的催化劑，從而使細菌死亡；次氯酸根OCL也具有殺菌能力，但因帶有負電，不容易接近帶負電的細菌表面，殺菌能力比HOCL差得多。
氯消毒主要受到加氯量、氯與水的接觸時間、水的渾濁度、
水的PH值、水溫、氨氮含量等因素的影響。
1．ye氯消毒
采用氯瓶貯存ye氯進行消毒，在常是一種氧化能力很強的黃
綠色有du體，是一種具有特殊強烈刺鼻味的窒息性體。
加lv消毒的原理：
(i)當水中無氨氮存在時，反應(yīng)式是：
CL2+ tl20 H HOCL+ HCL
HOCL —- H + OCL
氯消毒的作用主要是次氯酸HOCL，并不是lv本身。
(2)當水中存在氨氮，則產(chǎn)生如下反應(yīng)：
CLz+NH3一HCL+NH2CL(一氯胺)
2CL +NH。一HCL+NHCL (二氯胺)
3CLz+NH3一HCL+NCL。(三氯胺)
從上述三個反應(yīng)式中可見，在含氨氮的原水中，隨著加
氯量的不斷增加，氯胺的性質(zhì)產(chǎn)生變化，分別生成一氯胺
NH CL、二氯胺NHCL 、三氯胺NCL。，氯胺的消毒作用比次氯酸
要慢的多。
2．次氯酸鈉消毒
次氯酸鈉內(nèi)的有效氯，因容易受日光、溫度的影響而分
解，所以采用次氯酸鈉發(fā)生器就地制造、應(yīng)用。次氯酸鈉發(fā)
生器利用鈦陽極電解食鹽水而產(chǎn)生次氯酸鈉，起反應(yīng)式為：
NaC1+ H20 —+ NaCl0 + H2 f
次氯酸鈉在水溶液中的反應(yīng)式為：
NaCIO — Na + OCI一
0C1一+H20 + HOCL 十0H一
由發(fā)生器生產(chǎn)出的次氯酸鈉，是淡黃色透明液體，次氯酸鈉的滅菌原理主要是通過它的水解形成次氯酸HOCL，次氯酸進行消毒。
3．氯胺消毒
當原水有機物較多，含氨量高，給水管網(wǎng)中藻類和細菌有再生長的可能，要達到出廠水全部都是游離氯確實有困難，或者需要減輕或避免自來水中的氯酚臭味時，可以考慮使用氯胺消毒。氯胺消毒是同時向水中加氯和加氨，氨可以是ye氨、liu酸銨或氯化銨溶液；一般重量比控制在氨：氯=1：3或1：6，在水位高時可取1：3，在水溫低時1：6；除了控制加氯量和加氨量外，還要注意投藥的順序，一般是“先氯后氨”。氯和氨作用后生成氯胺，如果天然水中含有氨氮，也可和氯反應(yīng)生成氯胺。氯胺消毒的殺菌持續(xù)時間長，所以當給水管和給水管網(wǎng)很長時，可防止細菌在管網(wǎng)中再度生長，但氯胺是逐漸放出次氯酸，其殺菌能力遠比游離氯差，所以需要有2小時以上的接觸時間。 、、
4．漂bai粉消毒
漂bai粉是lv和石灰加工而成，其組織復雜，／分子式一般可寫成Ca(OC1) ，含氯量為25％~30％，漂白精的分子式為Ca(0C1)z，含氯量為50％~60％，易受光、熱和潮作用而分解，含氯量隨之降低，貯藏在干燥和通風處。漂bai粉與水作用的反應(yīng)式為：
Ca(0C1)2+2H 0— 2HOCL+Ca(OH)2+CaCl2
消毒原理與氯相同。
(三)二氧化氯消毒技術(shù)的應(yīng)用
近年來， 自來水廠陸續(xù)采用了二氧化氯發(fā)生器，由發(fā)生器生產(chǎn)出的二氧化氯溶液對自來水進行消毒，二氧化氯是黃綠色體有一種辛辣的味，在水溶液中相當穩(wěn)定，可作為消毒劑安全使用。它的水溶液顏色和濃度有關(guān)，低濃度時為黃綠色，高濃度時為桔紅色。是一種高效氧化劑，有強大的去色和漂白能力。
二氧化氯發(fā)生器，是一種運行成本很低、藥物投加準確、消毒效果的設(shè)備，不含制氯廠出品的那些復雜甚至有害的成份，使用氯酸鈉與鹽酸定量滴定，控制反應(yīng)生成量的辦法來實現(xiàn)，其總反應(yīng)表達如下：
NaC10 + 2HCl— NaC1+C12 f + 1／2C102 f + 2H20
對經(jīng)水傳播的病原微生物，包括病毒、牙孢及水路系統(tǒng)中的異氧菌、liu酸鹽還原菌和真菌均有很好的消毒效果。它主要的作用是對細胞壁有較好的吸附和透過性，可有效地氧化細胞內(nèi)含基的酶，并可快速地控制微生物蛋白質(zhì)的合成。二氧化氯先同水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生亞氯酸HC102，亞氯酸是一種相當弱的弱酸，具有氧化漂白作用。
2C102+ H20 — HCIO2+ HCIO3
二氧化氯被認為是氯消毒劑的理想替代品。二氧化氯的消毒機理主要是通過吸附、滲透作用，進入細胞體，氧化細胞內(nèi)酶系統(tǒng)和生物大分子，較好地殺滅細菌、病毒，且不對動、植物產(chǎn)生損傷，殺菌作用持續(xù)時間長，受PH影響不敏感。二氧化氯與水中有機物的反應(yīng)為氧化作用，而氯則以取代反應(yīng)為主。
(四)臭氧消毒技術(shù)的應(yīng)用
臭氧一種強氧化劑、消毒劑和殺病毒劑，化學分子式是03，它是淡藍色、強烈刺激性有du體，具強氧化性，可自動分解為氧，屬易燃易爆品。臭氧常用空作為原料制備，空須先經(jīng)過凈化和干燥處理以提高臭氧生產(chǎn)率，防止設(shè)備積垢，和降低能量消耗，經(jīng)過凈化和干燥過的空，進入臭氧發(fā)生系統(tǒng)，制備臭氧，臭氧在水中的溶解度有限，必須有臭氧和水的接觸室，以及尾回收利用和處置設(shè)備，才能提高使用效率。但由于臭氧制取設(shè)備復雜，投資大，運行費用高，一直沒有得到普遍推廣。臭氧的消毒機理包括直接氧化和產(chǎn)生自由基的間接氧化，與氯和二氧化氯一樣，通過氧化來破壞微生物的結(jié)構(gòu)，達到消毒的目的。因此消毒效果與其氧化還原電位直接相關(guān)。由于臭氧分子不穩(wěn)定，易自行分解，在水中保留時間很短，小于3O分鐘，因此不能維持管網(wǎng)持續(xù)的消毒效率，而且臭氧消毒產(chǎn)生溴酸鹽、醛、酮等副產(chǎn)物，其中溴酸鹽在水質(zhì)標準中有規(guī)定，醛、酮等副產(chǎn)物部分是有害健康的化合物，部分使管網(wǎng)水生物穩(wěn)定性下降，因此臭氧消毒在使用中受到一定的限制。對于大、中型管網(wǎng)系統(tǒng)，采用臭氧消毒時必須依靠氯來維持管網(wǎng)中持續(xù)的消毒效果。
(五)紫外線消毒技術(shù)的應(yīng)用
氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒是化學法消毒，而紫外線則是物理消毒，紫外線是指電磁波波長處于200~380nm的光波，紫外線消毒機理與其它氧化劑不同，是利用波長254nm及其附近波長區(qū)域?qū)ξ⑸顳NA的破壞，阻止蛋白質(zhì)合成而使細菌不能繁殖。由于紫外線對隱孢子蟲的高效殺滅作用和不產(chǎn)生副產(chǎn)物，紫外線消毒在給水處理中顯示了很好的市場潛力。因為氯消毒不能有效殺滅隱孢子蟲卵囊，而紫外線對隱孢子蟲卵囊有很好殺滅效果。而且在常規(guī)消毒劑量范圍內(nèi)紫外線消毒不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物，但紫外線消毒不能維持管網(wǎng)內(nèi)持續(xù)的消毒效果，在大型水廠的應(yīng)用必須跟氯結(jié)合，其使用目前還受到一定限制。
(六)各種消毒技術(shù)的優(yōu)缺點及其適用條件見下表
消 毒 技 術(shù) | 分子式 | 優(yōu)缺點 | 適用條件 | |
ye 氯 |
Cl2 | 1.具有余氯的持續(xù)消毒作用： 2.價格成本較低； 3.操作簡單，投藥準確： 4.不需要龐大的設(shè)備。
| 1.原水有機物高時會產(chǎn)生有機氯化合物，尤其在水源受有機污染時： 2.原水中即含有極微酚時，也會產(chǎn)生氯酚味：lv有劇毒，使用時需要特別注意安全，防止漏氧。 |
ye氯供應(yīng)方便的地方
|
次 氯 酸 C 鈉 |
NaClO | 1.具有余氯的持續(xù)消毒作用 2.操作簡單，比投加ye氯安全，方便： 3.使用成本雖較ye氯高，但較漂bai粉低。 | 1.不能貯存，必須現(xiàn)場制備使用。 2.設(shè)備較小，產(chǎn)量少，使用受限制； 3.必須耗用一定的電能及食鹽。 |
適用于小型水廠 |
氯 胺 |
一氯胺NH 2CL一氯胺NHCL2三氯胺NCL2 | 1.能降低三鹵甲烷和氯酚的產(chǎn)生； 2.能延長管網(wǎng)中剩于氯的持續(xù)時間抑制細菌生存與繁殖； 3.防止管網(wǎng)中鐵細菌的繁殖。 4.可降低加氯量，減輕氯消毒時所產(chǎn)生的氯酚味。 | 1.消毒作用比ye氯和次氯酸鈉進行得慢，需較長接觸時間。 2.需增加加氨設(shè)備，操作管理麻煩。 |
原水中有機物多以及給水管線較長 |
漂 bai 粉 或 漂 白 精 |
Ca(0Cl)2 | 1.具有ye氯持續(xù)消毒作； 2.投加設(shè)備簡單； 3.價格低廉； 4.漂白精含有效氯50～60%，使用方便。 | 1.同ye氯一樣產(chǎn)生有機化物和氯酚味； 2.易受光、熱、潮和而分解失效，須注意防潮貯存； 3.漂bai粉的溶解和調(diào)制不方便； 4.漂bai粉含量只有25～30%，因而用量大，設(shè)備容積大。 |
漂bai粉僅適用于生產(chǎn)能力較小的水廠，漂白精使用方便，一般在水質(zhì)突然變壞時臨時投加 |
二 氧 化 氯 |
C102 | 1.殺菌效果好、用量少，作用快，消毒作用持續(xù)時間長，可以保持剩余消毒劑量； 2.氧化性強，能分解細胞結(jié)構(gòu)，并能殺死孢子； 3.能同時控制水中鐵、錳、色、味、嗅； 4.受溫度和PH影響小； 5.不產(chǎn)生三鹵甲烷和鹵乙酸等副產(chǎn)物，不產(chǎn)生致突變物質(zhì)，與氯消毒相比，二氧化氯能降低致突活性。 | 1.操作不適當時易引起 2.不能存儲，必須現(xiàn)場制取使用； 3.制取設(shè)備復雜； 4.操作管理要求高； 5.成本較高。 |
適用于大、中、中型水廠 |
臭 氧 消 毒 |
03 | 1.具有強氧化能力，為活潑的氧化劑之一，對微生物、病毒、芽孢等均具有殺傷力，消毒效果好； 2接觸時間短，用量少，作用快；能除嗅、去色、及去除氧化鐵、錳等物質(zhì)； 3.能除酚，無氯酚味； 4.不會生成有機氧化物。 | 1.其建投資大，經(jīng)常耗電費用高，制水成本較高； 2.臭氧在水中不穩(wěn)定，易揮發(fā)，無余氯持續(xù)消毒作用； 3.設(shè)備復雜，管理麻煩； 4.產(chǎn)生溴酸鹽、醛、酮等副產(chǎn)物部分是有害的化合物。 |
適用于大、中型水廠 |
紫 外 線 消 毒 | 1.殺菌效率高，接觸時間短； 2.不改變水的物理、化學性質(zhì)，不會生成有面氯化物和氯酚味； 3.已具有成套設(shè)備，操作方便 | 1.沒有持續(xù)的消毒作用，易受重復污染； 2.電耗較高，燈管壽命還有持提高； 3.要求照射面大而水層薄，致使消毒液程設(shè)備復雜 |
適用于工礦企業(yè)，集中用戶用水，不適用于管路過長的用水 | |
(七)結(jié)語
在氯、二氧化氯、臭氧和紫外線等主流消毒技術(shù)中，紫外線及其組合消毒技術(shù)由于其消毒效率高，不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物或產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物少在給水處理中將有很好的前途。為綜合利用不同消毒技術(shù)的優(yōu)點，采用由不同消毒技術(shù)的優(yōu)點，采用由不同消毒技術(shù)結(jié)合的組合工藝和多級屏障消毒技術(shù)將是未來發(fā)展趨勢。
