如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一項(xiàng)環(huán)境保護(hù)的知識——盤點(diǎn)｜污水消毒方法匯總。

一、常用化學(xué)消毒劑

目前大規(guī)模投入使用的主要是以下四種：1.臭氧、2.二氧化氯、3.氯胺。

這四種消毒劑比較如下：

從生物殺菌能力看，其高低位序?yàn)椋撼粞?/span>>二氧化氯>氯胺；

從穩(wěn)定性和消毒的持續(xù)性來看，其高低位序?yàn)椋郝劝?/span>>二氧化氯>；

從三鹵甲烷形成潛力和總有機(jī)鹵形成潛力來看，其高低位序?yàn)椋?/span>氯胺>二氧化氯≈臭氧。

綜合起來考慮，則認(rèn)為二氧化氯是一優(yōu)良消毒劑和強(qiáng)氧化劑，是世界衛(wèi)生組織（WHO）和世界糧農(nóng)組織（FAO）向全世界推薦的A1級消毒劑。

二、消毒過程

水處理過程中的氯化消毒是通用、重要的消毒步驟，但是在此以前的其他處理步驟也能有效地去除病原體。

“例如，廢水的二級處理出水用混凝沉淀法能去除病菌和病毒 99.845％，而混凝沉淀-過濾法的去除率達(dá)99.985％。石灰混凝沉淀已被證明在高pH值條件下能有效地去除病毒并使其失去活性。氯化消毒能保證殺滅病原體，水中的余氯還具有持續(xù)消毒作用。

三、氯消毒

氯與水反應(yīng)時(shí)，一般產(chǎn)生“歧化反應(yīng)”，生成次氯酸（HOCl）和鹽酸（HCl）。

HOCl是中性分子，可以擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部起氧化作用，破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)使細(xì)菌死亡。OCl-也具有殺菌能力，但帶負(fù)電，難以接近帶負(fù)電的細(xì)菌。HOCl和OCl-的殺菌效果在試驗(yàn)的條件下大致為80:1。

控制水的pH值，以保持水中HOCl較高的百分率，能獲得較好的消毒效果。

上面所說的是在沒有氨氮的水中的氯消毒狀況。實(shí)際上待消毒的水大多含有氨氮，向這種水中投氯后，水中氯和氮化合物的重要的反應(yīng)，是次氯酸與氨的反應(yīng)。這是一個(gè)分段反應(yīng)過程：

在pH值大于9時(shí)，幾乎只生成一氯胺；在pH值約為7.5時(shí)，一氯胺和二氯胺數(shù)量幾乎相同：在pH值小于6.5時(shí)，二氯胺占優(yōu)勢；三氯胺只有在pH值低于 4.5時(shí)才存在。在水中有氯胺存在時(shí)，HOCl仍起著消毒作用，到水中的HOCl消耗完了后，反應(yīng)才向左進(jìn)行，繼續(xù)生成HOCl。因此，水中有氮化合物時(shí)，會使消毒過程變慢。

氯同氨的克分子比大于1時(shí)，發(fā)生氨的氧化和氯的還原；兩者的克分子比為2:1左右時(shí)，能發(fā)生基本上完全的氧化還原反應(yīng)，并且經(jīng)過時(shí)間，導(dǎo)致氨和起氧化作用的氯完全從溶液中消失，此點(diǎn)稱為折點(diǎn)。然后隨著投氯量增加，水中的剩余有效氯才逐漸增加。在折點(diǎn)前氯化的剩余氯是化合態(tài)的有效余氯，而在折點(diǎn)后氯化的剩余氯則是游離態(tài)的有效余氯，這時(shí)消毒效果好。

在折點(diǎn)以后繼續(xù)投氯，稱為折點(diǎn)氯化。這種方法的氯耗量明顯加大，但對污染較嚴(yán)重的水的去污消毒效果十分顯著，除殺滅細(xì)菌外，還可以降低水的色度，去除惡臭，去除錳、鐵，去除酚及其他有機(jī)污染物，并可控制藻類繁殖。采用折點(diǎn)加氯消毒后往往要有脫氯措施。脫氯可采用化學(xué)藥劑法（投加二氧化硫，亞硫酸鈉）和活性炭吸附法等。

氯的滅菌作用主要是次氯酸，因?yàn)樗求w積很小的中性分子，能擴(kuò)散到帶有負(fù)電荷的細(xì)菌表面，具有較強(qiáng)的滲透力，能穿透細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部。氯對細(xì)菌的作用是破壞其酶系統(tǒng)，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。而氯對病毒的作用，主要是對核酸破壞的致死性作用。

1、主要特點(diǎn)

(1)處理水量較大時(shí)，單位水體的處理費(fèi)用較低；

(2)水體氯消毒后能長時(shí)間地保持余氯，從而具有持續(xù)消毒能力；

(3)氯消毒歷史較長，經(jīng)驗(yàn)較多，是一種比較成熟的消毒方法。

自從1974年陸克和伯勒分別在荷蘭與美國的城市自來水中檢出了氯仿等三鹵甲烷(THMs)有機(jī)物，1976年美國癌腫研究所通過對大鼠和小鼠進(jìn)行口服氯仿實(shí)驗(yàn)確定其為致癌物質(zhì)，人們發(fā)現(xiàn)飲用水氯消毒后，水中含有具有致畸、致癌、致突變的THMs等有害消毒副產(chǎn)物。隨著對THMs危害性研究的深入，引起了對其它消毒副產(chǎn)物的研究。

至今已知的消毒副產(chǎn)物已經(jīng)有500種以上，但是絕大多數(shù)的濃度只有微克/升(μg/L)級，且許多消毒副產(chǎn)物未作進(jìn)一步的研究。在大量的消毒副產(chǎn)物中，目前集中研究的只有三鹵甲烷、鹵乙酸、鹵乙腈、鹵代酮、鹵代醛、鹵代酚等20余種，其中對于THMs的致癌性已有共識，其它大部分具有一般毒性，部分具有致突性。THMs等鹵化有機(jī)物的產(chǎn)生主要是水體中的有機(jī)物與氯作用的結(jié)果，而城市生活污水中含有大量的有機(jī)物，經(jīng)氯消毒后，會生成鹵化有機(jī)物等消毒副產(chǎn)物，隨污水進(jìn)入地面水體，污染水源，并對魚類等水生生物產(chǎn)生毒害作用。

2、避免途徑

氯胺消毒取濾后水分裝至兩個(gè)250mL磨口瓶中，通過加入氯化銨控制水中氨氮的含量，使其中一個(gè)磨口瓶內(nèi)氨氮含量為0.54mg/L、另一個(gè)為0.06mg/L。在有效投氯量均為4mg/L的情況下，經(jīng)24h氯化反應(yīng)后測定兩瓶水樣含量。由于后者氨氮濃度很低，所以可以認(rèn)為是活性氯消毒，而前者則可看作是氯胺消毒。顯然，在相同的投氯量下水中氨氮的濃度高，游離余氯的含量就低，產(chǎn)生量也就相對較低。從這個(gè)角度講，保持水中含有氨氮，有利于減少消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)量。

對氯胺消毒而言，由于HOCl是逐漸釋放出來的，所以更能保證管網(wǎng)末梢和管網(wǎng)水流速小的地區(qū)的余氯要求，也會使自來水中的氯嗅味減輕一些，這是氯胺消毒的優(yōu)點(diǎn)。但是，由于氯胺消毒作用緩慢，因此不能作為基本殺菌消毒劑，而應(yīng)作為出廠水在管網(wǎng)系統(tǒng)中長時(shí)間維持水質(zhì)衛(wèi)生的輔助消毒劑。氯胺對人體健康也存在著潛在的影響，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)和管網(wǎng)的具體情況控制適量。水廠距供水管網(wǎng)較近、水流在管中停留時(shí)間＜12h，且有機(jī)鹵化物含量較小時(shí)不宜采用氯胺消毒。

所以，加氯消毒過程中消毒副產(chǎn)物的生成量與投氯量、水中有機(jī)物的濃度、反應(yīng)時(shí)間、水的pH值及氯的存在形式有關(guān)。其中，降低以腐殖酸為代表的有機(jī)物濃度和減少投氯量是降低消毒副產(chǎn)物濃度的有效方法。在可能的情況下，對其他氯化反應(yīng)條件也應(yīng)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，從而使加氯消毒產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物少。氯胺和二氧化氯比加氯消毒產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物明顯減少，是控制消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生的有效措施。

為了避免有害消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生，采取的主要途徑有：

(1)預(yù)處理去除三鹵甲烷前驅(qū)物(主要是富里酸和腐殖酸)；

(2)采用代用消毒劑或消毒方法，近年來對用臭氧、二氧化氯和氯胺代替氯為消毒劑進(jìn)行了大量的研究。

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