第十四章水中有害生物的控制

1、第十四章 水中有害生物的控制四川理工學(xué)院第一節(jié) 水中病原微生物的控制 消毒：去除對人體健康有害的病原微生物。 加氯消毒（Cl2） O3消毒 水廠常用消毒方法 紫外線消毒 漂白粉消毒（CaOCl2）氯化消毒的優(yōu)點氯化消毒的優(yōu)點 殺菌效果好殺菌效果好 有持續(xù)消毒功能有持續(xù)消毒功能 具有滅藻、除臭、除味和去色的功能，改善具有滅藻、除臭、除味和去色的功能，改善水的感官性狀水的感官性狀 投加設(shè)備簡單，初期投資費用低，藥劑來源投加設(shè)備簡單，初期投資費用低，藥劑來源廣泛，價格低廉。廣泛，價格低廉。 1、加氯消毒原理 Cl2+H2O-HOCl+HCl HOCl-H +OCl- HOCl：中性分子，可進(jìn)入帶負(fù)電

2、的細(xì)菌表面，并滲入菌體內(nèi)氧化破壞酶系統(tǒng)，使細(xì)菌死亡。 OCl-：帶負(fù)電荷，難靠近帶負(fù)電的細(xì)菌，消毒作用差。 2、有效氯 凡是化合價高于-1的氯化物都有氧化能力，有效氯即表示氯化物的氧化能力。 3、漂白粉中為何有效氯最多為35%左右在漂白粉中：Ca2+ O-2 Cl-1 Cl+1價Cl到-1價可接受2個電子，在Cl中，2個Cl可接受2個電子。故以CaOClCl與Cl2比較，1摩爾的CaOClCl氧化能力相當(dāng)于1摩爾的Cl2，所以漂白粉（CaOClCl分子量為127）中的有效氯為：2*35.5/127=56% 一般漂白粉中含CaOClCl最多為62.5%,則它所含有效氯最多為：0.56*0.625

3、=35%。4、PH值對氯消毒效果的影響由 HOCl=H+OCl- 知PH值越高，OCl成分多，消毒作用差.PH值較底，HOCl成分多，消毒作用好。5、飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中對余氯的規(guī)定加氯接觸30分鐘后,游離性余氯不底于0.3mg/L管網(wǎng)末梢水的游離性余氯不低于0.05mg/L，以保證自來水出廠后仍有持續(xù)的殺菌能力。并可以作為水質(zhì)受到再度污染的指示信號。加氯量=需氯量+余氯量 加氯量一般為1.02.5 mg/L6、液氯消毒，當(dāng)水中有腐植酸時，易形成三氯甲烷致癌物.氯化消毒的安全問題氯化消毒的安全問題 揮發(fā)性的四種三鹵甲烷類揮發(fā)性的四種三鹵甲烷類(THMs)(THMs)有機(jī)物：即有機(jī)物：即氯仿氯仿,

4、,一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿，一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿，有致突變性和動物致癌性。有致突變性和動物致癌性。 非揮發(fā)性鹵代有機(jī)物：鹵乙腈、鹵乙酸、鹵非揮發(fā)性鹵代有機(jī)物：鹵乙腈、鹵乙酸、鹵代酚、鹵代酮和鹵代醛等，也具有一定的突代酚、鹵代酮和鹵代醛等，也具有一定的突變性和致癌性。變性和致癌性。 防治措施防治措施 在消毒前盡量減少水中的在消毒前盡量減少水中的THMsTHMs前體；前體； 如盡可能選擇有機(jī)前體物含量低的水源如盡可能選擇有機(jī)前體物含量低的水源 通過理化、生物等方法吸附或破壞飲水中已通過理化、生物等方法吸附或破壞飲水中已生成的生成的THMsTHMs； 如活性炭如活性炭 改用不產(chǎn)生

5、改用不產(chǎn)生THMsTHMs的消毒劑。的消毒劑。 如二氧化氯、臭氧、氯胺或紫外線等如二氧化氯、臭氧、氯胺或紫外線等二、二氧化氯消毒二、二氧化氯消毒 為黃紅色氣體，帶有一種辛辣氣味。為黃紅色氣體，帶有一種辛辣氣味。 是聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的一種安全、高效、廣譜、強(qiáng)力是聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的一種安全、高效、廣譜、強(qiáng)力殺菌劑；殺菌劑； 其消毒作用主要是氧化；其消毒作用主要是氧化； 其有效氯是氯氣的其有效氯是氯氣的2.632.63倍，殺菌能力是氯氣的倍，殺菌能力是氯氣的5 5倍，是次氯酸倍，是次氯酸鈉的鈉的5050倍以上；倍以上； 可以殺滅一切微生物，包括：可以殺滅一切微生物，包括： 細(xì)菌繁殖體、分

6、支桿菌，尤其對甲肝、乙肝、傷寒、脊髓灰細(xì)菌繁殖體、分支桿菌，尤其對甲肝、乙肝、傷寒、脊髓灰質(zhì)及艾滋病毒等。質(zhì)及艾滋病毒等。 二氧化氯消毒優(yōu)點二氧化氯消毒優(yōu)點 安全：不與有機(jī)物及腐殖質(zhì)等產(chǎn)生安全：不與有機(jī)物及腐殖質(zhì)等產(chǎn)生THMsTHMs，不與氨生成氯胺；，不與氨生成氯胺； 除臭：可以和水中的臭味物質(zhì)硫醇、仲胺、氰化物、硫化物除臭：可以和水中的臭味物質(zhì)硫醇、仲胺、氰化物、硫化物等反應(yīng)去除臭味；等反應(yīng)去除臭味； 殺菌能力較強(qiáng)：殺菌能力較強(qiáng)：O O3 3ClOClO2 2 ClCl2 2 氯胺氯胺 穩(wěn)定性較好：氯胺穩(wěn)定性較好：氯胺 ClOClO2 2 ClCl2 2 O O3 3 投資低易操作；投資低

7、易操作； 易監(jiān)測和控制。易監(jiān)測和控制。三、臭氧消毒三、臭氧消毒 臭氧又名三原子氧，氧在高壓電流作用下制取，因臭氧又名三原子氧，氧在高壓電流作用下制取，因類似魚腥味的臭味而得名，在自然條件下，是淡藍(lán)類似魚腥味的臭味而得名，在自然條件下，是淡藍(lán)色的氣體。色的氣體。 不穩(wěn)定，在水中比在空氣中更容易分解。不穩(wěn)定，在水中比在空氣中更容易分解。 邊制備便利用，在水中放出新生氧邊制備便利用，在水中放出新生氧(O)(O)，氧化能力很，氧化能力很強(qiáng)，較氯氣、二氧化氯氧化能力強(qiáng)，能氧化殺死水強(qiáng)，較氯氣、二氧化氯氧化能力強(qiáng)，能氧化殺死水中的有機(jī)物并殺死細(xì)菌及其芽孢。中的有機(jī)物并殺死細(xì)菌及其芽孢。 臭氧消毒飲用水臭氧

8、消毒飲用水 用量約為用量約為1-3mg/L 1-3mg/L 接觸時間需接觸時間需10-15min 10-15min 殺滅微生物敏感順序為：殺滅微生物敏感順序為： 大腸埃希氏菌、糞鏈球菌、結(jié)核桿菌、脊髓灰質(zhì)大腸埃希氏菌、糞鏈球菌、結(jié)核桿菌、脊髓灰質(zhì)炎病毒、巨大芽孢桿菌、阿米巴包囊炎病毒、巨大芽孢桿菌、阿米巴包囊臭氧消毒的優(yōu)點臭氧消毒的優(yōu)點 高效性高效性 較較ClO2ClO2和和Cl2Cl2高，且接觸時間短，同時是一種廣譜高，且接觸時間短，同時是一種廣譜殺菌劑殺菌劑 高潔性高潔性 臭氧在環(huán)境中可自然分解為氧氣，兼有脫色，除臭氧在環(huán)境中可自然分解為氧氣，兼有脫色，除味，去除鐵、錳、氧化分解有機(jī)物等作

9、用味，去除鐵、錳、氧化分解有機(jī)物等作用 安全性安全性 無二次污染，不產(chǎn)生無二次污染，不產(chǎn)生THMsTHMs等等臭氧消毒的缺點臭氧消毒的缺點 半衰期短半衰期短( (二十多分鐘二十多分鐘) )，無持續(xù)消毒功能；，無持續(xù)消毒功能； 對水管有強(qiáng)腐蝕性；對水管有強(qiáng)腐蝕性； 測定臭氧的含量較困難，控制臭氧濃度需要經(jīng)驗；測定臭氧的含量較困難，控制臭氧濃度需要經(jīng)驗； 臭氧發(fā)生器投資較高，耗電較大，運行費用較高；臭氧發(fā)生器投資較高，耗電較大，運行費用較高； 有毒性，池水中不允許超過有毒性，池水中不允許超過0.01mg/L0.01mg/L，空氣中不允，空氣中不允許超過許超過0.001mg/L0.001mg/L，管

10、理要求較高。，管理要求較高。四、紫外線消毒四、紫外線消毒 常用物理消毒方法之一，用于飲水、飲料、物體表常用物理消毒方法之一，用于飲水、飲料、物體表面和空氣消毒。面和空氣消毒。 通過破壞病毒、細(xì)菌和其它微生物的遺傳物質(zhì)通過破壞病毒、細(xì)菌和其它微生物的遺傳物質(zhì)DNADNA，使其失去活性無法復(fù)制再生從而達(dá)到消毒的目的。使其失去活性無法復(fù)制再生從而達(dá)到消毒的目的。 對飲用水消毒特別有效，對地下水中的病原體尤其對飲用水消毒特別有效，對地下水中的病原體尤其是病毒特別有效。是病毒特別有效。紫外線消毒的優(yōu)點紫外線消毒的優(yōu)點 可以有效地使飲水中的細(xì)菌和病毒失活；可以有效地使飲水中的細(xì)菌和病毒失活； 不產(chǎn)生已知的

11、有毒的或致癌的副產(chǎn)物；不產(chǎn)生已知的有毒的或致癌的副產(chǎn)物； 無臭、無味、無毒，設(shè)備占地少，使用安全；無臭、無味、無毒，設(shè)備占地少，使用安全； 消毒效果穩(wěn)定，不受環(huán)境條件如溫度和水中酸堿度消毒效果穩(wěn)定，不受環(huán)境條件如溫度和水中酸堿度變化的影響。變化的影響。 紫外線消毒的缺點紫外線消毒的缺點 處理水中沒有消毒劑的殘留，因此處理后還要加氯；處理水中沒有消毒劑的殘留，因此處理后還要加氯； 測定紫外線劑量較困難；測定紫外線劑量較困難； 紫外線燈需要清洗維修，費用較高；紫外線燈需要清洗維修，費用較高； 經(jīng)紫外線處理的微生物病原菌可能會有光復(fù)活的問經(jīng)紫外線處理的微生物病原菌可能會有光復(fù)活的問題。題。 五、其他

12、消毒方法 （一）碘消毒 （二）重金屬消毒 （三）KDF過濾消毒 （四）超聲波消毒 六、消毒組合工藝一、水體富營養(yǎng)化及其危害一、水體富營養(yǎng)化及其危害(eutrophication)(eutrophication) 在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。大量死亡的現(xiàn)象。 水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化時，依據(jù)其生長的優(yōu)勢藻所含

13、色素的不同，水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化時，依據(jù)其生長的優(yōu)勢藻所含色素的不同，使得水體呈現(xiàn)不同顏色，在內(nèi)陸湖泊中此稱為水華，在海灣使得水體呈現(xiàn)不同顏色，在內(nèi)陸湖泊中此稱為水華，在海灣中則稱之為赤潮。中則稱之為赤潮。 富營養(yǎng)化可分為天然富營養(yǎng)化和人為富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化可分為天然富營養(yǎng)化和人為富營養(yǎng)化。第二節(jié)第二節(jié) 水體富營養(yǎng)化及水華控制水體富營養(yǎng)化及水華控制（一）水體富營養(yǎng)化與水華（一）水體富營養(yǎng)化與水華典型溫帶的湖泊由貧營養(yǎng)到富營養(yǎng)的過程典型溫帶的湖泊由貧營養(yǎng)到富營養(yǎng)的過程 任何一個湖泊都有任何一個湖泊都有形成、發(fā)展和衰亡形成、發(fā)展和衰亡的過程。的過程。 人為富營養(yǎng)化是由人為富營養(yǎng)化是由于氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)于

14、氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的過剩而造成的次的過剩而造成的次生污染。生污染。水華水華赤潮赤潮（三）水體富營養(yǎng)化評價指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)（三）水體富營養(yǎng)化評價指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn) N含量超過含量超過0.2-0.3mg/L P含量超過含量超過0.01-0.02mg/L BOD超過超過10mg/L 細(xì)菌總數(shù)超過細(xì)菌總數(shù)超過10萬個萬個/ml 葉綠素超過葉綠素超過10微克微克/L 富營養(yǎng)化水體微生物的動態(tài)變化富營養(yǎng)化水體微生物的動態(tài)變化 最多的是藍(lán)細(xì)菌和微小藻類。最多的是藍(lán)細(xì)菌和微小藻類。 湖泊水華常以藍(lán)藻綱為主，有微囊藻、魚腥湖泊水華常以藍(lán)藻綱為主，有微囊藻、魚腥藻、顫藻等藍(lán)細(xì)菌，還有某些甲藻、鞭毛藻、藻、顫藻等藍(lán)細(xì)菌，還有某些甲藻

15、、鞭毛藻、硅藻、柵藻等。硅藻、柵藻等。 海洋赤潮主要藻種多屬甲藻綱，常見裸甲藻海洋赤潮主要藻種多屬甲藻綱，常見裸甲藻屬、膝溝藻屬、多甲藻屬等，主要有屬、膝溝藻屬、多甲藻屬等，主要有5綱綱15科科30種。種。（四）富營養(yǎng)化的危害（四）富營養(yǎng)化的危害 危害水域生態(tài)環(huán)境，影響棲息生物的生存，造成水危害水域生態(tài)環(huán)境，影響棲息生物的生存，造成水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)損失。產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)損失。 導(dǎo)致水生生態(tài)系統(tǒng)失衡。導(dǎo)致水生生態(tài)系統(tǒng)失衡。 破壞水域生態(tài)景觀，影響旅游觀光。破壞水域生態(tài)景觀，影響旅游觀光。 產(chǎn)生毒素危害人畜產(chǎn)生毒素危害人畜 產(chǎn)生不良?xì)馕逗皖伾a(chǎn)生不良?xì)馕逗皖伾?影響水廠正常運行影響水廠正常運行二、水華與赤潮的形

16、成原因二、水華與赤潮的形成原因 人為因素：人為因素： 超過水體自凈能力的大量氮磷及其它營養(yǎng)成分超過水體自凈能力的大量氮磷及其它營養(yǎng)成分 環(huán)境因素：環(huán)境因素： 季節(jié)和氣溫季節(jié)和氣溫 靜止水層等水文條件靜止水層等水文條件 低溶解氧和低溶解氧和pH 光線光線 鹽度鹽度三、水體中藻類的生長控制 （一）水體營養(yǎng)水平的控制 外污染源控制：點源、面源 內(nèi)污染源控制：底泥及腐爛的水生植物 水體中營養(yǎng)物質(zhì)的去除：污水處理、稀釋沖刷 （二）藻類生長的控制 藻類一般是無機(jī)營養(yǎng)的，即為自養(yǎng)型植物，尤其是在水庫、湖泊中藻類較多，使水產(chǎn)生色、臭、味，加重了水處理單元負(fù)荷。 1.物理抑藻技術(shù) 過濾法、遮光法、沉淀法、超聲波

17、法、紫外線法 2、化學(xué)抑藻技術(shù) 常用硫酸銅和漂白粉 對水庫、湖泊投加時，將藥裝在布袋中，系在船尾上，侵泡在水里航行。投藥量隨藻類的種類和數(shù)量而定。計算投藥量時一般以上層水(距水面1.5-3.0米的深度)容積來計算，而非總?cè)莘e。 3.生物抑藻技術(shù) 微生物抑藻技術(shù)：利用微生物溶解藻類。 生物濾食技術(shù)：生物操縱理論，在水體中引入合適的其他生物，直接或間接以藻類為食，抑制藻類過渡生長。 植物化感抑藻技術(shù)：利用植物對藻類的化感作用控制水中藻類生長。入侵植物 因人為或自然原因，從原來的生長地進(jìn)入另一個環(huán)境，并對該環(huán)境的生物、農(nóng)林牧漁業(yè)造成損失，給人類健康帶來危害，破壞生態(tài)平衡的生物。生物入侵 生物入侵是指

18、某種生物從外地自然傳入或人為引種后成為野生狀態(tài)，并對本地生態(tài)系統(tǒng)造成一定危害的現(xiàn)象。 第三節(jié)第三節(jié) 外來生物入侵及其危害外來生物入侵及其危害入侵植物的來源 1 植物自身擴(kuò)散或借助自然力量傳入 2 貿(mào)易、運輸?shù)确绞綄⒂泻χ参飵?3 某些機(jī)構(gòu)、個人在不知情下帶入 外來入侵物種具有生態(tài)適應(yīng)能力強(qiáng)，繁殖能力強(qiáng)，傳播能力強(qiáng)等特點；被入侵生態(tài)系統(tǒng)具有足夠的可利用資源，缺乏自然控制機(jī)制，人類進(jìn)入的頻率高等特點。外來物種的“外來”是以生態(tài)系統(tǒng)來定義的。入侵植物造成的危害 1 爭占生存空間，破壞原有生態(tài)系統(tǒng) 2 影響正常生產(chǎn)活動，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失 3 影響水環(huán)境質(zhì)量 在英國，為了控制12種最具危險性的外來入侵物種，在19891992年，光除草劑就花費了3.44億美元，而美國每年為控制“鳳眼蓮”的繁殖