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污水消毒方法总结

目录:新闻列表发布时间:2020-06-18 08:41点击率:

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武汉新型肺炎已经成为一个热门话题,现在已经证实飞沫可能会扩散。从历史上看,还有许多由污水引起的传染病。作为环保水处理的成员,我们有责任在今后的工作中严格进行污水处理的消毒。

几种典型的水消毒方法:

常用化学消毒剂

目前,主要使用的四种主要消毒剂有以下四种: p>

a。臭氧b。二氧化氯c。液氯d。氯胺

这四种消毒剂的比较如下:

从生物杀菌能力的角度看,其高低顺序为:臭氧二氧化氯液氯胺;

从消毒的稳定性和可持续性的角度看,高低顺序为:氯胺,二氧化氯,液氯,臭氧;

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从三卤甲烷的形成潜力和三卤甲烷的形成潜力来看总有机卤素的高低顺序是:液态氯氯胺二氧化氯≈臭氧。

一起考虑,二氧化氯被认为是一种出色的消毒剂和强氧化剂,并且被世界卫生组织(WHO)和世界粮食及农业组织(FAO)向世界推荐为A1广谱,安全,高效的消毒剂。

过程

水处理中的氯化消毒是用途最广,最重的消毒步骤,但是在此之前的其他处理步骤也可以有效去除病原体。

“例如,废水的二次处理通过混凝沉淀法可以去除99.845%的细菌和病毒,混凝沉淀-过滤方法的去除率达到99.985%。事实证明,在高pH值的条件下,它可以有效去除病毒并使之灭活;氯化消毒可以确保更彻底地杀死病原体,水中的残留氯也可以连续消毒。

氯消毒

氯与水反应时,通常会发生“歧化反应”,产生次氯酸(HOCL)和盐酸(HCL)。

HOCl是一种中性分子,可以扩散至带负电荷的细菌表面穿透细胞壁并进入细菌内部,以氧化并破坏细菌的酶系统以杀死细菌,OCI也具有杀菌能力,但它带负电荷,很难接触带负电荷的细菌。在试验条件下,HOCl和OCl的杀菌效果大致为80:1。

控制水的pH值,以保持水中较高的HOCl百分比,并具有较好的消毒效果。

以上是在无氨氮的水中进行氯消毒的方法。实际上,大多数要消毒的水都含有氨氮。将氯添加到水中后,水中的氯和氮化合物之间最重的反应是次氯酸和氨的反应。这是一个分阶段的反应过程:

当pH值大于9时,几乎只生成一氯胺。当pH值约为7.5时,一氯胺和二氯胺的量几乎相同:当pH值小于6.5时,以二氯胺为主。仅当pH值低于4.5时才存在三氯胺。当水中有氯胺时,HOCl仍起消毒作用。水中的HOCl消耗完后,反应进行到左侧。 ,继续产生HOCl。因此,水中的氮化合物的存在会减慢消毒过程。

当氯与氨的摩尔比大于1时,会发生氨的氧化和氯的还原;当氯与氨的摩尔比大于1时,会发生氨的氧化和氯的还原。当摩尔比为约2∶1时,可以发生基本上完全的氧化还原反应,并且在一定时间后,氨和氧化氯从溶液中完全消失,该点称为断裂点。然后,随着氯输入量的增加,水中剩余的有效氯逐渐增加。断裂点之前氯化的剩余氯为结合态的有效残留氯,断裂点之后氯化的剩余氯为游离态的游离有效氯。消毒效果最好。

在断点之后继续添加氯,称为断点氯化。该方法的氯消耗量显着增加,但是对污染更严重的水进行去污和消毒效果非常显着。除了杀死细菌之外,它还可以减少水的颜色,去除恶臭,去除锰,铁,去除苯酚和其他有机污染物,并控制藻类的繁殖。使用拐点后,氯消毒常有氯的措施。脱氯可采用化学试剂法(掺杂二氧化硫,亚硫酸钠)和活性炭吸附法等。

氯的杀菌作用主要是次氯酸,因为它小而中性,可以扩散。带有负电荷的细菌表面,具有很强的渗透能力,可以穿透细胞壁进入细菌内部。氯气很好细菌的作用是破坏其酶系统并导致细菌死亡。氯对病毒的主要作用是对核酸破坏的致命作用。

主要特征

(1)当处理的水量大时,单位水的处理成本较低;

(2)氯消毒后可以长期消毒,以保持一定量的残留氯,从而具有连续的消毒能力;

(3)氯消毒历史悠久,经验丰富,是一种

缺点

但是,自1974年以来,卢克和伯尔分别在荷兰和德国的城市自来水中检测到有机物,例如氯仿和三卤甲烷(THMs)。美国。癌症研究所对大鼠和小鼠进行了氯仿口服实验,以确定它是致癌物。对饮用水进行氯消毒后,人们发现水中含有有害的消毒副产品,例如具有致畸,致癌和诱变特性的THM。随着对THMs危害性研究的不断深入,它引起了对其他消毒副产物的研究。

到目前为止,已知有500多种消毒副产物,但大多数浓度仅在微克/升(μg/ L)的水平,许多消毒副产物尚未进一步研究。在大量消毒副产物中,目前仅存在20多种三卤甲烷,卤代乙酸,卤代乙腈,卤代酮,卤代醛,卤代酚等类型,其中就THMs的致癌性达成共识,其他大多数通常具有毒性,其中一些具有传染性。 THMs等卤化有机物的产生主要是水体中有机物与氯相互作用的结果,城市生活污水中含有大量有机物,氯消毒后会产生卤化有机物等消毒副产物将与污水一起进入地表水体并污染水源。并对鱼类等水生生物有毒作用。

避免方法

氯胺消毒后,将过滤后的水装入两个250mL的研磨瓶中,并通过添加氯化铵控制其中之一来控制水中的氨氮含量。研磨瓶的内部氨氮含量为0.54mg / L,另一个为0.06mg / L。在有效氯剂量为4mg / L的情况下,经过24h氯化反应后,测定了两瓶水样品中的氯仿含量。由于后者中氨氮的浓度很低,可以将其视为活性氯消毒,而将前者视为氯胺消毒。显然,在相同的氯剂量下,水中氨氮的浓度较高,游离氯的残留量较低,氯仿的产生量相对较低。从这个角度看,在水中保持一定量的氨氮有助于减少消毒副产物的产生。

对于氯胺消毒,由于HOCl逐渐释放,因此可以更好地确保管网末端和管网水流量低的区域的残余氯需求量,并使氯气自来水中的气味气味减少了,这是氯胺消毒的优点。但是,由于氯胺的消毒作用较慢,因此不能用作基本的消毒剂,而应用作辅助消毒剂,以长期保持管网系统中的水质卫生。氯胺对人体健康也有潜在影响,应根据水质和管网的具体条件控制适当的用量。当水厂靠近供水网络,水流在管道中停留少于12小时且有机卤化物含量较小时,不应使用氯胺消毒。

因此:氯化过程中产生的消毒副产物的量与注入的氯量,水中有机物的浓度,反应时间,水的pH值和氯的形式。其中,降低以腐殖酸为代表的有机物的浓度和减少氯的输入量是降低消毒副产物浓度的最有效和可行的方法。如有可能,还应调整和优化其他氯化反应条件,以最大程度地减少氯化产生的消毒副产物。氯胺和二氧化氯可大大减少氯化和消毒产生的消毒副产物,这是控制消毒副产物的有效措施。

为避免产生有害的消毒副产物,采用的主要方法是:(1)预处理以去除三卤甲烷前体(主要是富里酸和腐殖酸);

(2)近年来,使用替代消毒剂或消毒方法,已经进行了许多研究,以臭氧,二氧化氯和氯胺代替氯作为消毒剂。

二氧化氯消毒

尽管二氧化氯不属于可用的氯化合物(水解形成次氯酸的氯化合物)家族,但其氧化能力约为可用的氯化合物的2.5倍氯。在较宽的pH范围内,包括在高pH的环境中,它可以比可用的氯更快地杀死细菌和孢子。此外,它可以有效去除颜色,气味,气味,锰,铁,酚和氯酚化合物和藻类。与可用的氯不同,二氧化氯不会与水溶液中的氨或有机物发生反应而形成三卤甲烷(THM)化合物(其中一些被怀疑是致癌物)。因此,近年来,使用二氧化氯代替有效氯进行消毒受到了广泛的关注。

性能

二氧化氯具有广谱消毒作用,同时不与水中的有机物反应形成氯化消毒副产物,因此可用于自来水消毒的趋势已逐渐增多。 1983年,美国环境保护局提议饮用水中的氯仿含量必须小于0.1mg / L,并建议将二氧化氯消毒作为控制自来水中氯仿含量的有效措施之一。

由于二氧化氯的性质非常活泼,无论是气态还是液态,由于不明原因经常会爆炸,因此二氧化氯的储存和运输也很困难,通常采用现场制备方法,这在一定程度上阻碍了它的发展。推广和应用。

二氧化氯的杀菌消毒:

二氧化氯在自然界中几乎以游离单体的形式存在,基本上不与水发生化学反应(水解歧化) ,也不会以二聚或多聚状态存在,这使其在水中的扩散速度更快,穿透力更强,尤其是在低浓度下。二氧化氯的氧化能力很强,是氯的2.6倍。二氧化氯的杀菌作用不受PH值的影响,并且可以在很宽的PH值(3.0〜9.0)范围内杀死水中的细菌和病毒。二氧化氯的连续消毒能力很强,其水溶液非常稳定,尤其是在低浓度下。供水管网是密封系统。管道是凉的,并要避光。因此,二氧化氯可以在管网中保持稳定的残留量,控制细菌,病毒,藻类和其他微生物的繁殖。二氧化氯也可以分解。剩余的细胞结构控制着粘液和生物的积累,使微生物缺乏繁殖和生长的条件和环境。

二氧化氯的投加过程:

(1)对于带有净水箱的水厂,通常在过滤后在净水箱的进口处选择二氧化氯的添加点,依靠清水箱中的有效接触时间来达到杀菌消毒的效果。如果将其添加到已过滤的管道中,则最好进行均匀混合。

(2)对于无净水箱的直接供水,可以将二氧化氯直接添加到供水管道中。

(3)对于配备在线检测自动控制装置的水厂,可以在加水点之前设置流量控制测量装置,以自动测量水流量值并将其转换为控制信号,并将其转换为二氧化氯发生器控制添加二氧化氯的量,或在工厂水管上设置残余氯或二氧化氯控制和测量装置,以自动测量工厂水的残余氯值或二氧化氯浓度值并将其转换为控制信号。为了使剂量更加精确。但是,在低温,低浊度的条件下,水温为5°C〜6°C,当添加相同剂量的0.25mg / L时,效果为5min,大肠杆菌不能降为0cfu / 100ml,并且必须将二氧化氯的剂量增加到0.5 mg / L,以将大肠杆菌减少到0cfu / 100ml。

在实际操作中,达到了杀菌消毒的效果,并尽可能节省了成本。我们已经探索并得出结论,仅将剂量控制在0.15〜0.30mg / L,并且停留时间为30分钟,可以完全确保管网中有水。微生物指标和感官指标。

用自来水消毒二氧化氯的优点

(1)在灭活病毒,隐孢子虫和贾第鞭毛虫方面,ClO2比CL2更有效;

(2) ClO2不会形成氯仿和其他有机卤代化合物;

(3)ClO2的杀菌性能几乎不受PH的影响,杀菌效果明显优于CL2;

(4 )ClO2可用于控制由藻类,腐败植物和酚类化合物引起的气味和味觉问题;

(5)ClO2氧化铁,锰,硫化物,氰化物和亚硝酸盐以及许多有机物;

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(VI)水中残留的ClO2将延长或保证管网水的消毒效果;

(VII)ClO2不会与氨或与溴化物形成溴或溴酸盐;

(8)ClO2可有效减少贻贝的杀死;

(9)ClO2在实际操作中比添加CL2更可靠,并且可以消除氯的泄漏监视设备。

综上所述,从消毒效果,消毒安全性,口味,气味和气味等方面考虑,二氧化氯被用作饮用水的消毒剂,用量在0.15∽0.30mg/ L的范围内。从角度看,它优于液氯消毒,可大大提高水质,满足人们对优质饮用水的需求。二氧化氯逐渐被用户接受和认可,是一种很有前途的消毒剂。 。

臭氧消毒

臭氧不稳定且无法存储,因此只能在现场制造和使用。臭氧消毒的独特优势在于,它可以高速高效地杀死细菌和病毒,并消除囊肿。另外,它可以氧化多种有机化合物,臭氧分解后的唯一产物是氧气。消毒在很宽的温度和pH值范围内有效。缺点是功耗大,成本大并且没有连续的残留消毒。

在大多数情况下,对于低浊度(≤1度)和低有机物的水的消毒,臭氧化5分钟后的臭氧残留量为0.1 mg / L,可以满足要求。达到该残留量的臭氧量取决于预处理的程度。在水处理中,剂量范围一般为1.5〜3 mg / L;在先进的废水处理中,为了将每100毫升水中的大肠杆菌含量降至2.2以下,每升水中的臭氧剂量约为15毫克。

紫外线消毒

< p>紫外线消毒技术在饮用水中的应用分析

氯消毒将产生致癌的氯化消毒副产物,近年来加迪昆虫和隐孢子虫的发现使现有的氯消毒工艺面临严峻的挑战人们开始寻找新的替代消毒技术,以有效提高消毒效果并减少消毒过程中产生的副产物对人体健康的潜在危害,同时确保饮用水的微生物和化学安全。在许多替代消毒技术中,人们更加关注不添加任何化学物质的紫外线消毒的优点,良好的消毒效果并且没有消毒副产物。紫外线消毒的历史很长。在欧洲,饮用水的紫外线消毒已有近100年的历史。

1910年,法国马赛​​的一家水厂首次安装了紫外线消毒系统来对饮用水进行消毒。迄今为止,西方发达国家已在污水处理厂安装了近4000套大型紫外线。对于消毒系统,使用该技术的制造商约占污水处理厂总数的10%。同时,到2001年底,已有2000多家自来水厂采用了紫外线消毒技术,占自来水厂总数的10%以上,大量的紫外线消毒技术改造项目正在进行中。由于紫外线消毒在环境保护和人身安全方面的突出优势,欧洲和北美的许多国家/地区已将紫外线消毒列为供水终端和用户进水口以及小型供水系统的首选方法。特别是在自来水中发现隐孢子虫后,美国已将紫外线消毒法作为供水法规中自来水消毒的最佳手段。

紫外线位于X射线和可见光之间。物理学通常将紫外线分为真空紫外线区域(190nm),远紫外线区域(190-300nm)和近紫外线区域(300-400nm);根据其生物学功能的不同,紫外线可分为UV-A(320-400nm),UV-B(275-320nm),UV-C(200-275nm)和真空紫外线。紫外线处理的UV-C部分实际上用于水处理。在该波段中,已证明是在260nm附近具有最高杀菌效率的紫外线。紫外线杀菌的原理是基于核酸对紫外线的吸收。紫外线灭菌本质上是一种光化学过程。每个波长为253.7nm的紫外线光子的能量为4.9eV。紫外线光子必须被吸收才能起作用。

核酸是所有生物的基本物质和生命基础。核酸分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类。它们的共同点是磷酸二酯键压制嘌呤和通过嘧啶碱基配对原理连接的多核苷酸的A链。当微生物体受到紫外线照射时,它将吸收紫外线能量,从而造成DNA损伤。两种最常见的损伤形式是环丁烷吡啶二聚体(CPD)和嘧啶-嘧啶酮光产物(CPD)。吡啶吡啶酮光产品,PP)。当用紫外线照射DNA时,相邻的嘧啶碱基共价交联形成环丁烷四环,该环使两个碱基的5和6位的双键饱和形成CPD。嘧啶-嘧啶酮光产物是在5嘧啶的5-6个碳原子或3嘧啶的4个碳原子与4碳处的氧原子或亚氨基异构体之间形成的二恶烷或氮杂环丁烷。它是由烷烃4的环形成,它们是相对稳定的化学键,可防止DNA复制;另一方面,在紫外线的照射下,会产生自由基而引起光电离,这会使微生物无法繁殖和繁殖,它们自然死亡。或被人体免疫系统清除,不会对人体造成伤害,从而达到消毒的目的。

紫外线消毒能灭活水中的微生物

紫外线消毒对微生物有很高的灭活效果,并且对水中的各种微生物有很好的灭活效果,杀菌速度快,多数是在1秒内。另外,紫外线消毒技术对近年来发现的致病性微生物贾第虫和隐孢子虫也具有良好的灭活作用。隐孢子虫囊肿通过人类和动物的排泄物排入环境。它们可以在环境中生存很长时间。隐孢子虫卵囊和贾第鞭毛虫囊肿比其他水传播的病原微生物的寿命更长,这可能导致多次发生。疾病暴发。由隐孢子虫引起的疾病非常严重,其常见症状为腹泻,呕吐,低烧,流感样症状,以及免疫功能较弱的患者,例如艾滋病患者,该病更为严重,导致死亡。

1994年,在美国拉斯维加斯爆发了隐孢子虫病,导致20名艾滋病患者死亡。最近的研究表明,当低压汞灯和中压汞灯的辐射剂量为30J / m2时,隐孢子虫的失活率可达到99.9%以上,大量实验证明,低压汞灯和低压汞灯均能灭活。灯和中压汞灯可以有效地灭活隐孢子虫。紫外线消毒对军团菌也有很好的效果。穆拉卡比较了臭氧,紫外线,氯气和加热对军团菌的灭活作用。紫外线和加热(60度)产生5 log的灭活1小时。氯和臭氧需要5个小时才能达到相同的灭活效果。

紫外线消毒的优点

(1)紫外线消毒技术具有很高的消毒效率和安全可靠的操作。紫外线消毒对细菌和病毒具有很高的灭活效率,并且由于它不添加任何化学物质,因此不会对水体和周围环境造成二次污染。

(2)对隐孢子虫和贾第鞭毛虫有特殊的消毒作用。常规的氯消毒工艺对隐孢子虫和贾第鞭毛虫的灭活效果低,并且在较高的氯中使用。在该量下会产生大量的消毒副产物,而紫外线消毒则可以对隐孢子虫和灭蚊具有更高的灭活作用。贾第鞭毛虫的紫外线剂量较低。

(3)它不会产生有毒有害的副产品,并且不会增加饮用水中的AOC含量。紫外线消毒不会改变有机物的特性,并且由于不添加化学药品,因此不会对人体产生有害的副产物,也不会增加副产物(如AOC和bdoc),这些副产物会破坏人体的生物稳定性。管网水。

(4)它可以减少气味并降解微生物。紫外线对水中的许多微生物具有一定的降解性,可以减少水的气味和气味。

(5)占地面积小,操作和维护简单,成本低。为了每天对5万吨污水进行氯消毒,需要建造一条130米长,3米宽的接触管。紫外线消毒仅需长20米,宽3米的区域;紫外线消毒器易于操作和维护,运行成本低,每吨水仅需4美分甚至更低,其性能价格比具有很大的优势。

(6)消毒效果受水温和pH值影响较小。

紫外线消毒技术在工程应用中的缺点

主要有以下几个方面:

(1)如果消毒水遇到以下情况,则没有连续消毒能力:一种新的污染源,将再次受到污染,需要与氯配合使用;

(2)浊度和水中的悬浮物对紫外线杀菌的影响更大,减少了杀菌效果;

(3)紫外线灯套容易结垢,影响紫外线的穿透和杀菌效果,因此需要定期清洁灯套并采取表面冷却措施以防止形成管子规模;

(4)细菌的复活现象,一些被紫外线辐射灭活的细菌可以借助光修复受损的组织,从而达到复活的目的,有些细菌可能具有暗淡的复活现象。 (没有光必需);

(5)在家庭使用方面经验很少。在中国,尽管工程已经逐渐开始使用紫外线系统,但是紫外线消毒技术的研究还不充分,在紫外线消毒的应用中仍然存在很多问题。 。

紫外线消毒技术的应用前景

紫外线消毒范围广,对多种病原微生物具有良好的作用。欧洲和加拿大的许多国家以及北美的美国分别在1990年代修订了环境法规。对于废水处理后的饮用水消毒和饮用水消毒,建议使用紫外线消毒技术。目前,尽管紫外线消毒技术没有持久的杀菌能力,细菌光修复问题和灯泡寿命问题,但紫外线已用于饮用水,循环水,生活污水,工业废水等的消毒。但是,相信随着紫外线消毒技术研究的不断深入,具有更高消毒效率的中压灯和脉冲灯的出现,灯管的使用寿命的延长,以及对灯管使用寿命的深入研究。紫外线消毒系统,紫外线消毒器产品的设计,商品化,本地化,绿色环保和高效的紫外线消毒技术将在我国饮用水消毒中具有良好的应用前景。简而言之,各种消毒剂各有优缺点,应根据原水和自来水厂的特点进行使用。

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