自来水消毒技术介绍..课件.ppt
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1、第1页,共29页。目录一、简介1.1 常用的消毒方法1.2 自来水厂消毒的工艺流程二、常用消毒方法2.1 氯消毒2.1.1 氯消毒原理2.1.2 氯消毒优缺点2.1.3 氯消毒工艺2.2 二氧化氯消毒2.2.1 二氧化氯的制取2.2.2 二氧化氯消毒的特点2.3 紫外线消毒2.3.1 紫外线消毒的原理2.3.2 紫外线消毒的优缺点2.3.3 自来水厂用紫外技术的工程案例2.4 臭氧(O3)消毒2.4.1 臭氧的性质2.4.2 臭氧的消毒原理2.4.3 臭氧消毒的特点2.4.4 自来水厂的臭氧消毒技术三、联合消毒法四、结论第2页,共29页。一、简介 自来水是指通过自来水处理厂净化、自来水是指通过
2、自来水处理厂净化、消毒后生产出来的符合国家饮用水消毒后生产出来的符合国家饮用水标准的供人们生活、生产使用的水。标准的供人们生活、生产使用的水。它主要通过水厂的取水泵站汲取江它主要通过水厂的取水泵站汲取江河湖泊及地下水,地表水。河湖泊及地下水,地表水。第3页,共29页。1.1 常用消毒方法 自来水消毒方法主要分为物理方法自来水消毒方法主要分为物理方法和化学方法两类。物理方法包含有和化学方法两类。物理方法包含有机械过滤、加热、辐射、冷冻、紫机械过滤、加热、辐射、冷冻、紫外线、微电解和微波消毒等方法;外线、微电解和微波消毒等方法;化学方法包含有氯、臭氧、二氧化化学方法包含有氯、臭氧、二氧化氯、氯胺、
3、金属离子、卤素、阴离氯、氯胺、金属离子、卤素、阴离子表面活性剂及其它杀生剂等。子表面活性剂及其它杀生剂等。第4页,共29页。1.2 自来水厂消毒的工艺流程第5页,共29页。二、常用消毒方法氯消毒氯消毒原理 氯气与水反应生成次氯酸,而次氯酸的强氯气与水反应生成次氯酸,而次氯酸的强氧化性就是导致微生物细胞中的酶被氧化氧化性就是导致微生物细胞中的酶被氧化并且蛋白质被阻止合成而死亡,从而实现并且蛋白质被阻止合成而死亡,从而实现了消毒。了消毒。ClCl2 2+H+H2 2OHClO+HClOHClO+HClHClOHHClOH+ClOClO-第6页,共29页。2.1.2 氯消毒的优缺点1 1)氯消毒操作
4、简便,工艺成熟,便于控)氯消毒操作简便,工艺成熟,便于控制;制;2 2)氯消毒的价格较低,不需要庞大的设)氯消毒的价格较低,不需要庞大的设备;备;3 3)低浓度时药效极高,且对人类健康危)低浓度时药效极高,且对人类健康危害害 不大;不大;4 4)氯卓越的缓释特性具有特殊的好处,)氯卓越的缓释特性具有特殊的好处,使使 其可在相对较长的时间内持续其可在相对较长的时间内持续对管网系统进行消毒。对管网系统进行消毒。第7页,共29页。1)氯气本身有毒,使用时必须注意安全,氯气本身有毒,使用时必须注意安全,防止泄漏;防止泄漏;2)水经氯消毒后往往会产生多种有害)水经氯消毒后往往会产生多种有害物质,尤其是物
5、质,尤其是“三致三致”作用的消毒作用的消毒副产物,如三氯甲烷、氯乙酸等。副产物,如三氯甲烷、氯乙酸等。许多氯化消毒副产物在实验中证明许多氯化消毒副产物在实验中证明具有致畸性、致突变性、致癌性、具有致畸性、致突变性、致癌性、神经毒性作用等;神经毒性作用等;3)长期饮用氯化水对生殖也有影响,)长期饮用氯化水对生殖也有影响,可能引起自然流产、早产和死胎以可能引起自然流产、早产和死胎以及出生缺陷,也可能造成新生儿体及出生缺陷,也可能造成新生儿体重太轻,早熟或胎儿生长延迟等;重太轻,早熟或胎儿生长延迟等;4)液氯不能有效杀灭隐孢子虫及其孢)液氯不能有效杀灭隐孢子虫及其孢囊。囊。第8页,共29页。2.1.
6、3 氯消毒工艺氯消毒工艺1)1)前加氯前加氯 即在加混凝剂时同时加氯,可氯化水中即在加混凝剂时同时加氯,可氯化水中 的有机物,提高混凝效果。的有机物,提高混凝效果。2)2)后加氯后加氯 在过滤之后加氯,因消耗氯的物质已经大部分去在过滤之后加氯,因消耗氯的物质已经大部分去除,所以加氯量很少。滤后消毒为饮用水处理的最除,所以加氯量很少。滤后消毒为饮用水处理的最后一步。因为城市管网延伸很长,管网末梢的余氯后一步。因为城市管网延伸很长,管网末梢的余氯难以保证时,需要在管网中途补充加氯。这样即能难以保证时,需要在管网中途补充加氯。这样即能保证管网末梢的余氯,又不致使水厂附近管网中的保证管网末梢的余氯,又
7、不致使水厂附近管网中的余氯过高。管网中途加氯的位置一般都设在加压泵余氯过高。管网中途加氯的位置一般都设在加压泵站或水库泵站内。站或水库泵站内。第9页,共29页。2.2 2.2 二氧化氯消毒二氧化氯消毒2.2.1 二氧化氯的制取二氧化氯的制取 由于二氧化氯性质不稳定,易发生爆炸,不由于二氧化氯性质不稳定,易发生爆炸,不易储存和运输,因此,二氧化氯一般采用易储存和运输,因此,二氧化氯一般采用现场发生制取。目前,国内外市场上二氧现场发生制取。目前,国内外市场上二氧化氯产品主要有二氧化氯发生器、稳定性化氯产品主要有二氧化氯发生器、稳定性二氧化氯二氧化氯(液体二氧化氯制剂和固体二氧化液体二氧化氯制剂和固
8、体二氧化氯制剂氯制剂)。其中,发生器产生的二氧化氯可。其中,发生器产生的二氧化氯可以直接使用;而稳定性二氧化氯在使用时以直接使用;而稳定性二氧化氯在使用时需经过活化反应后才具有消毒作用。需经过活化反应后才具有消毒作用。第10页,共29页。二氧化氯的制备方法有很多常用的有:1)氯酸钠还原法氯酸钠还原法 反应方程式为反应方程式为NaClONaClO3 3+2HClClO+2HClClO2 2+Cl+Cl2 2+H+H2 2O+NaClO+NaCl 但该工艺最大的缺点是在二氧化氯产生的同时还有约但该工艺最大的缺点是在二氧化氯产生的同时还有约占二氧化氯产量一半的氯气发生。实验结果表明,二氧化占二氧化氯
9、产量一半的氯气发生。实验结果表明,二氧化氯的有效转化率一般只有氯的有效转化率一般只有5050左右,并且受到反应温左右,并且受到反应温度和盐酸浓度的影响。要提高二氧化氯的转化率,度和盐酸浓度的影响。要提高二氧化氯的转化率,必需保持较高的反应温度必需保持较高的反应温度(约约7070)和加大盐酸的过和加大盐酸的过剩量,但这同时又会导致副产物氯气产率的提高,使反剩量,但这同时又会导致副产物氯气产率的提高,使反应产物中氯气的含量增大。由于氯气的大量存在,严格应产物中氯气的含量增大。由于氯气的大量存在,严格讲已经失去了二氧化氯投加的最基本的意义,即降低水讲已经失去了二氧化氯投加的最基本的意义,即降低水中三
10、氯甲烷的含量。并且由于氯酸钠的转化率在实际运中三氯甲烷的含量。并且由于氯酸钠的转化率在实际运行中通常不足行中通常不足5050,这使得在投加量较高时,大量未反,这使得在投加量较高时,大量未反应的氯酸钠进入水中,水中剩余的应的氯酸钠进入水中,水中剩余的C1OC1O3 3-的浓度较高,的浓度较高,造成二次污染。造成二次污染。第11页,共29页。2)2)亚氯酸钠氧化法亚氯酸钠氧化法 反应方程式反应方程式 为为5NaClO5NaClO2 2+4HCl4ClO+4HCl4ClO2 2+5NaCl+2H+5NaCl+2H2 2O O 优点:具有工艺简单,设备容易操作及维护,产生物中二氧优点:具有工艺简单,设
11、备容易操作及维护,产生物中二氧化氯纯度高的优点。化氯纯度高的优点。缺点:成本较高,为达到缺点:成本较高,为达到95%95%的高产率,盐酸过量,使出口药液的高产率,盐酸过量,使出口药液的的pHpH值小于值小于1 1。盐酸需要大量储备。产生。盐酸需要大量储备。产生1 1吨吨ClOClO2 2理论上需理论上需 NaClONaClO2 2 1.67 1.67吨,纯盐酸吨,纯盐酸 0.530.53吨。吨。上式中将亚氯酸钠中的氯转化成二氧化氯的理论转化率为上式中将亚氯酸钠中的氯转化成二氧化氯的理论转化率为80%80%,但是按照实际反应获得的二氧化氯计算产率,往往,但是按照实际反应获得的二氧化氯计算产率,往
12、往可以超过该理论值。制取二氧化氯时,要注意盐酸与亚氯可以超过该理论值。制取二氧化氯时,要注意盐酸与亚氯酸钠的浓度控制。反应物浓度过高(如酸钠的浓度控制。反应物浓度过高(如32%32%的浓盐酸和高于的浓盐酸和高于24%24%的亚氯酸钠)会发生爆炸。常用的盐酸浓度为的亚氯酸钠)会发生爆炸。常用的盐酸浓度为9%9%,亚氯酸,亚氯酸钠的浓度钠的浓度7.5%7.5%。二氧化氯的生成速度和产率与。二氧化氯的生成速度和产率与pHpH值有很大关值有很大关系,当系,当pHpH值分别为值分别为2 2和和5 5时,二氧化氯的产率分别为时,二氧化氯的产率分别为70%70%和和85%85%,但但pHpH值较高时的反应速
13、度却很慢,发生器转换效率还与反值较高时的反应速度却很慢,发生器转换效率还与反应时间和温度有关,一般约应时间和温度有关,一般约1020min1020min、19261926。通常要。通常要求使用的盐酸过量,实践中使用的盐酸常常是化学计算值的求使用的盐酸过量,实践中使用的盐酸常常是化学计算值的3434倍,也有观点认为过量倍,也有观点认为过量27%27%。即可获得约。即可获得约95%95%的产率,通常本法反应的产率,通常本法反应速度较慢酸用量大,产品中常常带有一定量的剩余盐酸,还可能因副反应速度较慢酸用量大,产品中常常带有一定量的剩余盐酸,还可能因副反应产生氯酸。产生氯酸。第12页,共29页。我国中
14、小型水厂普遍采用的饮用水我国中小型水厂普遍采用的饮用水二氧化氯消毒技术是氯酸钠盐酸法。二氧化氯消毒技术是氯酸钠盐酸法。是以氯酸钠器产生的负压将空气吸入是以氯酸钠器产生的负压将空气吸入反应室内,并将生成的二氧化氯和氯反应室内,并将生成的二氧化氯和氯气气体从液相中移出。该工艺二氧化气气体从液相中移出。该工艺二氧化氯转化率低,同时,反应温度要求高,氯转化率低,同时,反应温度要求高,在制备二氧化氯的同时还会有氯气的在制备二氧化氯的同时还会有氯气的存在,具有产生卤代烃的可能性。此存在,具有产生卤代烃的可能性。此外,由于原料转化率低,如果处理不外,由于原料转化率低,如果处理不当,未反应完全的原料可进入供水
15、系当,未反应完全的原料可进入供水系统,造成新的污染。统,造成新的污染。第13页,共29页。图1 典型二氧化氯发生器第14页,共29页。2.2.2 1)二氧化氯消毒的优势二氧化氯消毒的优势 作为一种氧化型消毒剂,二氧化氯具有较强的杀作为一种氧化型消毒剂,二氧化氯具有较强的杀灭病原体的能力,使用时不易水解,不与氨氮反应,灭病原体的能力,使用时不易水解,不与氨氮反应,杀菌效果不受水杀菌效果不受水pH 值影响,能够有效去除水中的铁、值影响,能够有效去除水中的铁、锰、臭味和色度、藻类、酚类及硫化物等,在自来锰、臭味和色度、藻类、酚类及硫化物等,在自来水消毒中产生的三卤甲烷要比氯化消毒低得多。水消毒中产生
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