1、国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库常用消毒方法及影响因素 潘琼 副教授水处理运行与管理水处理运行与管理知识点国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库主要内容主要内容 城市污水含有大量的细菌，其中一部分为病原菌。消城市污水含有大量的细菌，其中一部分为病原菌。消毒是抑制病原体繁殖的手段。毒是抑制病原体繁殖的手段。本知识点主要掌握消毒的方法和影响因素。本知识点主要掌握消毒的方法和影响因素。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库一、消毒的方法一、消毒的方法 城
2、市污水含有大量的细菌，其中一部分为病原菌。例如，城市污水含有大量的细菌，其中一部分为病原菌。例如，伤寒杆菌、痢疾杆菌和霍乱弧菌等。因此，在城市污水处理伤寒杆菌、痢疾杆菌和霍乱弧菌等。因此，在城市污水处理及深度处理工艺流程中，一般都设有消毒工艺。消毒工艺有及深度处理工艺流程中，一般都设有消毒工艺。消毒工艺有多种方法，目前城市污水处理厂一般采用多种方法，目前城市污水处理厂一般采用紫外线消毒紫外线消毒和和加氯加氯消毒消毒。说明：说明：消毒处理并不能杀灭水中所有微生物（杀灭所有微生消毒处理并不能杀灭水中所有微生物（杀灭所有微生物的处理称为灭菌），只是把微生物的风险降低到可以接受物的处理称为灭菌），只是
3、把微生物的风险降低到可以接受的程度，对于个别耐受能力极强的微生物，消毒处理并不能的程度，对于个别耐受能力极强的微生物，消毒处理并不能保证绝对的去除。保证绝对的去除。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库1 1、紫外线消毒紫外线消毒 水处理的紫外线消毒技术是在水处理的紫外线消毒技术是在2020世纪世纪9090年代后期开始大年代后期开始大规模应用的。由于紫外线污水消毒处理可以瞬间完成，不需规模应用的。由于紫外线污水消毒处理可以瞬间完成，不需要消毒接触池，要消毒接触池，不产生氯代消毒副产物不产生氯代消毒副产物，目前已经成为城市目前已经成为城市污水处理
4、厂消毒工艺的首选技术，在国内外得到了广泛的应污水处理厂消毒工艺的首选技术，在国内外得到了广泛的应用用.通常紫外线消毒可用于氯气和次氯酸盐供应困难的地区通常紫外线消毒可用于氯气和次氯酸盐供应困难的地区和水处理后对氯的消毒副产物有严格限制的场合。一般认为和水处理后对氯的消毒副产物有严格限制的场合。一般认为当水温较低时用紫外线消毒比较经济当水温较低时用紫外线消毒比较经济。适用范围：用于室内空气、物体表面和水及其它液体的适用范围：用于室内空气、物体表面和水及其它液体的消毒。消毒。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库（1 1）紫外线消毒的机理紫外线消毒
5、的机理 紫外线是一种波长范围为紫外线是一种波长范围为100400nm100400nm的不可见光线。的不可见光线。其中其中波长为波长为240280nm240280nm的紫外线具有很强的消毒效果的紫外线具有很强的消毒效果。紫外线消毒的机理是紫外线能改变和紫外线消毒的机理是紫外线能改变和破破坏坏蛋白质蛋白质的的DNADNA或或RNARNA结构，导致核酸结构改变，抑制了核酸的复制，使生结构，导致核酸结构改变，抑制了核酸的复制，使生物体失去蛋白质的合成和复制繁殖能力。物体失去蛋白质的合成和复制繁殖能力。就就杀菌速度杀菌速度而言，而言，可在可在1s1s之内通过破坏微生物的之内通过破坏微生物的DNADNA结
6、结构杀死病毒和细菌。构杀死病毒和细菌。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库 紫外线消毒是一种物理方法，它不向水中增加任何物质，紫外线消毒是一种物理方法，它不向水中增加任何物质，没有副作用，这是它优于氯化消毒的地方，它通常与其它物没有副作用，这是它优于氯化消毒的地方，它通常与其它物质联合使用，常见的联合工艺有质联合使用，常见的联合工艺有UV+HUV+H2 2O O2 2、UV+HUV+H2 2O O2 2+O+O3 3、UV+TiOUV+TiO2 2，这样，消毒效果会更好，这样，消毒效果会更好.常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家
7、职业教育水环境监测与治理专业教学资源库 紫外线消毒的优点紫外线消毒的优点：(1)(1)不在水中引进杂质，水的物化性质基本不变；不在水中引进杂质，水的物化性质基本不变；(2)(2)水的化学组成和温度变化一般不会影响消毒效果；水的化学组成和温度变化一般不会影响消毒效果；(3)(3)不另增加水中的嗅、味，不产生三卤甲烷等消毒副产物；不另增加水中的嗅、味，不产生三卤甲烷等消毒副产物；(4)(4)过度处理一般不会产生水质问题；过度处理一般不会产生水质问题；(5)(5)杀菌范围广而迅速，处理时间短，在一定的辐射强度下一般杀菌范围广而迅速，处理时间短，在一定的辐射强度下一般病原微生物仅需十几秒即可杀灭，能杀
8、灭一些氯消毒法无法病原微生物仅需十几秒即可杀灭，能杀灭一些氯消毒法无法灭活的病菌，还能在一定程度上控制一些较高等的水生生物灭活的病菌，还能在一定程度上控制一些较高等的水生生物如藻类和红虫等；如藻类和红虫等；(6)(6)一体化的设备构造简单，容易安装，小巧轻便，水头损失很一体化的设备构造简单，容易安装，小巧轻便，水头损失很小，占地少；小，占地少；常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库紫外线消毒的不足：紫外线消毒的不足：（1 1）费用较高，紫外线灯管寿命有限无剩余保护。费用较高，紫外线灯管寿命有限无剩余保护。（2 2）水必须进行前处理，因为紫外线会
9、被水中的许多物质）水必须进行前处理，因为紫外线会被水中的许多物质吸收，如酚类、芳香化合物等有机物、某些生物、无机物吸收，如酚类、芳香化合物等有机物、某些生物、无机物和浊度；和浊度；（3 3）没有持续消毒能力，并且可能存在微生物的光复活问）没有持续消毒能力，并且可能存在微生物的光复活问题，最好用在处理水能立即使用的场合、管路没有二次污题，最好用在处理水能立即使用的场合、管路没有二次污染和原水生物稳定性较好的情况染和原水生物稳定性较好的情况 ；（4 4）不易做到在整个处理空间内辐射均匀，有照射的阴影）不易做到在整个处理空间内辐射均匀，有照射的阴影区；区；常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素
10、 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库 （2 2）紫外线消毒装置紫外线消毒装置 1 1）紫外线灯）紫外线灯 水的消毒处理都是采用水的消毒处理都是采用人工紫外线光源（人工紫外线光源（即人工汞灯即人工汞灯或汞合金灯光源）。人工汞灯利用汞蒸气被激发后发射紫外或汞合金灯光源）。人工汞灯利用汞蒸气被激发后发射紫外线。紫外线灯主要分为线。紫外线灯主要分为低压低强度紫外线灯、低压高强度紫低压低强度紫外线灯、低压高强度紫外线灯和中压高强度紫外线灯外线灯和中压高强度紫外线灯三大类三大类。低压低强度紫外灯是低压低强度紫外灯是消毒处理中使用范围最广泛的紫外线灯消毒处理中使用范围最广泛的紫外线灯，按照国家标准，
11、按照国家标准，平均寿命为平均寿命为80008000小时。小时。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库2 2）紫外线消毒设备）紫外线消毒设备 紫外线消毒设备分为紫外线消毒设备分为管式消毒设备管式消毒设备和和明渠式消毒明渠式消毒设备设备两大类。其中两大类。其中管式消毒设备多用于给水消毒管式消毒设备多用于给水消毒，明渠明渠式消毒设备多用于污水消毒。式消毒设备多用于污水消毒。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库 管式消毒设备多用于给水消毒管式消毒设备多用于给水消毒 管式紫外线消毒设备管式紫外线消毒设备
12、常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库明渠式消毒设备多用于污水消毒明渠式消毒设备多用于污水消毒。明渠式紫外线消毒设备明渠式紫外线消毒设备 常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库3 3、紫外线消毒需要考虑的问题紫外线消毒需要考虑的问题 （1 1）待处理水的性质）待处理水的性质 待处理水的紫外透光率是紫外线消毒设备设计的重待处理水的紫外透光率是紫外线消毒设备设计的重要考虑因素。要考虑因素。水中的颗粒物水中的颗粒物会对细菌和病毒起到包裹会对细菌和病毒起到包裹屏蔽保护作用，降低紫外线消毒的效果。因此对于
13、污屏蔽保护作用，降低紫外线消毒的效果。因此对于污水消毒，水消毒，必须严格控制二沉池出水的悬浮物浓度。必须严格控制二沉池出水的悬浮物浓度。对对于紫外透光率较低和颗粒物含量较多的水，必须采用于紫外透光率较低和颗粒物含量较多的水，必须采用较高的紫外剂量。较高的紫外剂量。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库（2 2）灯管表面结垢问题）灯管表面结垢问题 水中的各种悬浮物质、生物，以及有机物和无机物水中的各种悬浮物质、生物，以及有机物和无机物（如钙、镁离子），都会造成石英套管（如钙、镁离子），都会造成石英套管表面结垢表面结垢，将极大，将极大地影响紫外线的
14、透过率。需要定期进行机械清洗和化学清地影响紫外线的透过率。需要定期进行机械清洗和化学清洗，紫外线消毒设备要设有清洗设施，洗，紫外线消毒设备要设有清洗设施，给水厂给水厂紫外线消毒紫外线消毒设备大约每月清洗一次，设备大约每月清洗一次，污水处理厂污水处理厂大约大约每周清洗一次每周清洗一次，一段时间后还需进行化学清洗。一段时间后还需进行化学清洗。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库 （3 3）已经紫外灭活微生物的光复活问题）已经紫外灭活微生物的光复活问题 在存在可见光的条件下，已被紫外线灭活的微生物会在存在可见光的条件下，已被紫外线灭活的微生物会有一
15、部分又复活，称为有一部分又复活，称为光复活现象光复活现象。因此在实际的紫外线消。因此在实际的紫外线消毒剂量中应设有考虑光复活的余量，并使消毒后的回用水减毒剂量中应设有考虑光复活的余量，并使消毒后的回用水减少与光线的接触，当然，对于外排的污水消毒，此条件无法少与光线的接触，当然，对于外排的污水消毒，此条件无法实现。实现。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库 （4 4）剩余保护问题）剩余保护问题 紫外线消毒紫外线消毒无剩余保护作用无剩余保护作用，对于污水回用消毒，目，对于污水回用消毒，目前需要采用前需要采用紫外线与化学消毒剂联合紫外线与化学消毒剂
16、联合使用的消毒工艺，即以使用的消毒工艺，即以紫外线作为前消毒工艺，再加入少量化学消毒剂（氯胺或二紫外线作为前消毒工艺，再加入少量化学消毒剂（氯胺或二氧化氯等），以满足对管网水剩余消毒剂的要求，控制微生氧化氯等），以满足对管网水剩余消毒剂的要求，控制微生物在管网中的再生长。物在管网中的再生长。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库2 2、氯、氯消毒消毒 氯消毒应用历史最久，使用也最为广泛。氯消毒应用历史最久，使用也最为广泛。加氯消毒是指向污水中加入液氯，杀灭其中的病菌和病毒。加氯消毒是指向污水中加入液氯，杀灭其中的病菌和病毒。1 1、加氯消毒的机
17、理加氯消毒的机理 氯与水发生氯与水发生的的反应反应如下：如下：ClCl2 2+H+H2 2O HOCl+HO HOCl+H+Cl+Cl-（1 1）HOCl H HOCl H+OCl+OCl-（2 2）HOCl(HOCl(次氯酸次氯酸)和和OClOCl-(次氯酸根次氯酸根)都具有氧化能力，都具有氧化能力，次氯次氯酸（酸（HOCLHOCL）分子量小，）分子量小，且为且为中性分子，中性分子，更易更易扩散到带负电荷扩散到带负电荷的细菌细胞表面，渗入胞内破坏细胞的酶系统，使其生理活的细菌细胞表面，渗入胞内破坏细胞的酶系统，使其生理活动停止，最后导致死亡。动停止，最后导致死亡。常用消毒方法及影响因素常用消
18、毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库 2 2、加氯消毒的及其影响因素加氯消毒的及其影响因素 pHpH是影响消毒效果的一个重要因素。是影响消毒效果的一个重要因素。pHpH越低，越低，消毒效果越好。实际运行中，一般应控制消毒效果越好。实际运行中，一般应控制pH7.4pH7.4，以保证消毒效果，否则应该加酸使以保证消毒效果，否则应该加酸使pHpH降低。降低。温度温度对消毒效果影响也很大。温度越高，消毒对消毒效果影响也很大。温度越高，消毒效果越好，反之越差。其主要原因是温度升高能效果越好，反之越差。其主要原因是温度升高能促进促进HOClHOCl向细胞内的扩散。向细胞内的扩散。常
19、用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库 3 3、加氯消毒的加氯消毒的副产物：副产物：（1 1）氯胺）氯胺 当水中含有氨氮时，投氯后会生成各种氯胺。当水中含有氨氮时，投氯后会生成各种氯胺。氯胺在酸性条件下有较强的杀菌作用，二氯胺的消毒作用比氯胺在酸性条件下有较强的杀菌作用，二氯胺的消毒作用比一氯胺强，三氯胺消毒作用极差一氯胺强，三氯胺消毒作用极差 ,这些无机副产物对人体健这些无机副产物对人体健康都不会产生危害。康都不会产生危害。（2 2）三氯甲烷和卤乙酸）三氯甲烷和卤乙酸 为有机副产物，三氯甲烷和卤乙酸，因其强致癌性已为有机副产物，三氯甲烷和卤乙酸，因其强致癌性已成为控制的主要目标。成为控制的主要目标。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库小结小结 在城市污水处理及深度处理工艺流程中，一般采用紫外线消在城市污水处理及深度处理工艺流程中，一般采用紫外线消毒和加氯消毒。紫外线消毒目前已经成为城市污水处理厂消毒和加氯消毒。紫外线消毒目前已经成为城市污水处理厂消毒工艺的首选技术。毒工艺的首选技术。常用消毒方法及影响因素常用消毒方法及影响因素 国家职业教育水环境监测与治理专业教学资源库谢谢！
