水中有害微生物的去除

一、           氯消毒

消毒的目的主要是利用物理或化学的方法杀灭废水中的病原微生物，以防止其对人类及禽畜的健康产生危害和对生态环境造成污染。对于医院污水、屠宰工业及生物制药等行业所排废水，国家及各地方环保部门制定的废水牌坊标准中都规定了必须达到的细菌学标准。近年来实施较多的工业水回用和中水回用工程中，消毒处理也都成为必须考虑的工业步骤之一。

消毒方法大体上可分为两类：物理方法和化学方法。物理方法主要有加热、冷冻、辐照和微波消毒等方法。化学方法是利用各种化学药剂进行消毒，常用的化学消毒剂有氯及化合物、各种卤素、臭氧、重金属离子等。

加氯消毒是到目前为止使用最多的水处理消毒方法。这主要是由于工业产品瓶装液氯来源可靠，加氯消毒的一次性设备和运行费用也都比较低，而消毒效果也比较稳定，且有成熟的设计经验，所以在以往的工程中较多的被采用。但是氯气是一种有毒气体，依次在运输和储存中都必须谨慎小心，特别是在人口稠密的城市地区，绝对不允许发生以外泄露事故。加氯间的设计要作到结构坚固、防冻保温和安装排风装置，同时加氯间内还要备有检修工具和抢救设备。液氯瓶的运输储存和加氯间的设计还有其他许多方面的规定，设计中必须按标准规范要求执行。

1、氯消毒

（1）氯消毒原理---分两种情况：

1）原水中不含氨氮。氯溶于水发生下列反应：
    

HOCl和OCl-具氧化能力，称有效氯或自由氯。HOCl为中性分子，起消毒作用。HOCl和OCl-的相对比例取决于水温和PH值，相同水温下，PH值越低，产生HOCl越多，消毒效果越好。

2）原水中含氨氮。氯加入含氨氮水中发生下列反应：

和分别叫一氯胺、二氯胺、三氯胺，统称化合性氯或结合氯。其含量比例取决于氯、氨的相对浓度、PH值和水温。起消毒作用的仍然是HOCl。这些HOCl是由氯胺与水反应生成，所以氯胺消毒比较缓慢。二氯胺消毒效果好于一氯胺，但二氯胺有臭味；三氯胺消毒效果最差，且有恶臭味。氯消毒分为自由性氯消毒和化合性氯消毒两大类。

2、投氯量与余氯量
投氯量：投加到水中的氯量。包括需氯量与余氯量两部分。
需氯量：指用于杀死细菌、氧化有机物和还原性物质所消耗的量。
余氯量：为了抑制水中残存细菌的再度繁殖而在消毒处理后水中维持的剩余氯量。作为微生物再度繁殖或受到污染的信号。投氯量与余氯量的关系----与投氯量、水中杂质种类及含量有关。分三种情况：

a.水中无细菌、有机物和还原性物质。

b.水中有细菌和有机物，但有机物较少，且主要不是游离氨和含氮化合物。

c.水中有细菌和有机物，且有机物主要是氨和含氮化合物。

3、氯消毒法优缺点
优点：杀菌、灭病毒效果好，有持久的消毒作用，成本低，见效快，投加系统简单、可靠。
缺点：消毒效果受PH值影响，可生成副产物三氯甲wanTHMS和其他中间产物，如氯胺、氯酚、氯化有机物等，某些会产生臭味。

二、其他消毒法

二氧化氯消毒 漂白粉和漂白精消毒 次氯酸钠消毒 氯胺消毒 臭氧消毒 紫外线消毒
   1、二氧化氯消毒：

消毒原理：二氧化氯（ClO2）对细胞壁的穿透能力和吸附能力都较强，能有效地破坏细菌内含硫基的酶，对细菌和病毒有很强的灭活能力。
    优点：消毒能力比氯强；不产生THMS；不受PH值影响；有很强的氧化有机物能力和除酚能力，且不产生氯酚臭味。
   缺点：易挥发，易爆炸，不能储存，须现场制备，生产成本高。
   应用：水源污染严重（主要是氨或酚），而氯消毒有困难时才采用。
   2、漂白粉和漂白精消毒：
   漂白粉：由氯气和石灰加工而成，可表示为CaOCl2，有效氯约30%。
   漂白精：分子式为Ca(OCl)2，有效氯约60%。
  消毒原理：漂白粉或漂白精加入水中与水反应生成HOCl，消毒原理与氯相同。适用于小水厂或临时性供水。
   3、次氯酸钠消毒：
  消毒原理：次氯酸钠与水反应生成HOCl，消毒原理与氯相同。但其消毒作用不及氯强。

次氯酸钠制备：因次氯酸钠易分解，不宜储运，故通常采用次氯酸钠发生器（电解食盐水）现场制备。

应用：小型水厂。
4、氯 胺 消 毒：
  投加方式：先加氨（液氨、硫酸胺、氯化胺）待其与水充分混合后再投氯。
  投加比例：一般采用氯：氨=3~6：1；当以防止氯臭为主要目的时，其比值宜低些；当以杀菌和维持余氯为主要目的时，其比值宜高些。
   消毒原理：氯与氨反映生成氯胺，氯胺与水反应生成的次氯酸起消毒作用。
  优点：作用时间长，能保持水中余氯较久；当水中含有机物和酚时，不会产生氯臭和氯酚臭，同时大大减少了THMS产生的可能。
   缺点：靠化合性余氯起作用，其杀菌能力比自由氯弱。
   应用：原水中有机物或酚较多，供水管线较长情况下采用
5、臭氧消毒：

 臭氧性质：由三个氧原子组成，常温常压下为淡蓝色气体，极不稳定，易分解为氧气和新生态氧[O]。

消毒原理：新生态氧[O]具有强氧化能力。对具有顽强抵抗能力的微生物有强大的杀伤力；能氧化有机物，去除水的色、臭、味，还可除去溶解性的铁、锰盐类及酚等

臭氧生产：空气经净化和干燥后，通过高压放电产生。

优点：消毒效果好，不受水的PH值影响，不会产生有害物质。

缺点：成本高，需现场制备，无持续消毒作用。

应用：原水污染严重，细菌或病毒不易杀死情况下。通常与氯消毒联用。

6、紫外线消毒
  消毒机理：紫外光谱能力能破坏细菌核酸结构，杀死细菌；还能破坏有机物。

 紫外线产生：紫外灯管提供。波长在200-295nm紫外线具杀菌能力，波长在260nm左右的杀菌能力最强。

优点：消毒效果好，不受水的PH值影响，不存在THMS之虑，处理水无色无味。

缺点：消毒效力受水中悬浮物影响；无持续杀菌能力；消毒费用高。
  应用：少量水消毒处理。