工程部年度工作匯報

1、 飲用水消毒技術簡介發(fā)展歷程1627年，英國科學家發(fā)表了許多凈化水處理的辦法：滲透、蒸餾、煮沸、混凝。19世紀初開始，人類開始主動利用化學藥劑進行殺菌消毒。 1820年漂白粉被發(fā)明后，人們將其用到飲用水消毒和感染創(chuàng)傷治療上，效果良好。這是化學殺菌消毒法的第一個里程碑。1902年開始，將氯消毒作為水常規(guī)處理工序。19041905年用次氯酸鈉來殺滅傷寒病毒。1908年首次在芝加哥水廠使用次氯酸鈉進行常規(guī)消毒。目前次氯酸鈉消毒還未成為消毒劑主流。1944年二氧化氯在尼亞加拉瀑布水廠得到大規(guī)模應用。飲用水消毒技術分類物理消毒技術：加熱、輻射、過濾、微波輻射、電場處理、磁場處理、超聲波處理、壓力處理、紫

2、外線輻射、除垢儀處理化學消毒技術：鹵素消毒（氯消毒）、臭氧消毒、重金屬離子消毒、過氧化氫消毒、過氧乙酸消毒、高鐵酸鉀消毒、高錳酸鉀消毒、表面活性物質、其他有機合成物、羥基自由基消毒。 當前還沒有發(fā)現一種消毒方法能符合以下所有條件：消毒的效果、消毒劑的價格、消毒劑應用的健康考慮、消毒反應產物的性質和后果、藥劑發(fā)揮作用的穩(wěn)定性、可監(jiān)測性、消毒作用的靈敏性和作用范圍、消毒劑性質的可操作性。 消毒是相對的，并不要求清除或殺滅所有微生物。物理消毒技術加熱消毒：煮沸1520min左右的水對飲用是安全的。輻射消毒：其共同特點是其消毒效果一般不受溫度、壓力和ph等因素的影響，殺菌迅速、廣譜。但是輻射消毒沒有后

3、繼的消毒作用，對輻射源的安全防護要求很高，影響了設備造價和推廣使用。過濾消毒: 除了去除微生物以外，膜過濾還可以去除水中的其他無機物顆粒和一大部分有機物分子，從而去除了微生物生長繁衍所需要的基質。據研究，當水中的有機物濃度降低到一定水平，就能起到控制微生物的作用。常規(guī)過濾不能去掉全部的微生物，但過濾能大大降低水的濁度，將微生物個體暴露在水中消毒劑的作用范圍之內，使后續(xù)的消毒處理更為奏效。粗砂濾和微孔篩濾可去除100um大小的顆粒，超濾可有效地去除病毒，根據實驗能達到6個對數級的去除率。電場消毒：電化學裝置的殺菌效率隨電流密度的增大而提高；隨ph的升高而降低；水流在裝置中的停留時間超過1min后

4、消毒效果較好；氯離子濃度大于1520mg/l時可以達到顯著消毒效果。物理消毒技術紫外線消毒：是控制賈第氏蟲和隱孢子蟲等病原蟲的最為經濟有效是消毒方法。并且，紫外線消毒用于膜過濾之前的微生物控制效果良好。當水中存在有機物數量較多時，紫外線的輻射會生成醛類，必須予以控制。當水溫較低時用紫外線消毒比較經濟?；瘜W消毒技術鹵素消毒：采用溴消毒時ph應保持在7.8-8.2比較合適，比用氯消毒時高，當ph大于8.5時，溴的殺菌效率明顯下降。氯溴合劑的消毒效果要比單用氯或單用溴提高10倍。 重金屬離子消毒：銀容易通過電解而離子化，常據此原理在水中放入銀質或鍍銀的電極通電進行水消毒。主要用于游泳池消毒。但飲用含

5、銀量較多的水會在皮膚、眼睛上生成黑斑。 高錳酸鉀消毒：應用時宜先于絮凝劑前投加。是將其作為加氯消毒之前的預處理，降低整個消毒過程中三鹵甲烷的生成?；瘜W消毒技術氯消毒：次氯酸根的殺菌作用比次氯酸鈉弱得多，所以氯的氧化性能和主要消毒作用保持在形成的hocl中。投加液氯會消耗水中的堿度，趨向于降低ph；而次氯酸鹽的投加會增加堿度，趨向于升高ph。次氯酸形式的氯比次氯酸根離子的殺菌效率要大得多（7080倍），原因可能是細胞在水中帶微弱的負電，對次氯酸根離子有排斥作用。由此也可與解釋ph對消毒的影響，ph7時消毒最為迅速。一般認為ph6.57是實踐消毒操作中最為適宜的范圍。由于氯的擴散和反應需要一定的作

6、用時間，所以當加氯量足夠時，增加接觸時間比增大加氯量更能夠取得顯著的消毒效果。 前加氯應先于石灰和聚合氯化鋁。投加次氯酸鈉可降低石灰用量?；瘜W消毒法的共同優(yōu)點 （1）殺菌作用是化學物質的微粒與有機體作用的結果，消毒劑分子可以被水流帶到各處，所以設計良好的消毒方法可以維持較好的消毒持續(xù)作用，能控制較大的殺菌范圍；（2）某些消毒劑可以采用大規(guī)模工業(yè)生產的產品提供，這樣能降低消毒成本；（3）由于消毒作用是化學物質微粒與有機體的分散作用，消毒工藝耗用能量一般要比物理法少； (4) 比較適用于大規(guī)模供水系統(tǒng)的消毒。化學消毒法的缺點（1）大部分化學消毒劑本身都有一定的毒性，投加的消毒劑還可能產生消毒副產物

7、，影響人體健康；（2）進行消毒劑的生產、儲備和運輸時有一定的安全隱患；（3）全套消毒設施的占地，包括藥劑的生產、配制、投加和儲存庫房，一般要比物理消毒法的大。消毒副產物的控制原則控制消毒副產物的原則（1）、控制消毒劑的投加方式和最大投加量，而對消毒副產物基本不做控制。（2）、采用水處理工藝控制出水消毒副產物的數量，對消毒劑的投加不作限制。對于有害的消毒副產物的控制方法有兩種途徑：一是設法降低原水中可能形成消毒副產物的前體物質的濃度，或是去除已經產生的消毒副產物。（用膜法、紫外光降解、活性炭吸附、曝氣法）（3）、既控制出水消毒副產物的數量，也控制消毒劑的投加方式和投加量。（4）、采用新的消毒劑和

8、消毒工藝。消毒藥劑本身及副產物的危害二氧化氯會抑制甲狀腺素的分泌，氯氨可能引起肝臟細胞的有絲分裂異常，氯會影響血液膽固醇的含量，氯能與水處理中廣泛使用的鋁鹽結合生成氯化鋁，氯化鋁累積在腦細胞中，導致老年性癡呆等。氯消毒副產物有500多種，為了安全考慮，荷蘭、德國、日本和加拿大魁北克等地已經禁止使用氯消毒。次氯酸鈉介紹液體次氯酸鈉為無色或淡黃色溶液，高濃度的有效氯含量在5%15%，密度為1.0751.205kg/l。有少量刺激性氣味，易溶于水，ph為1113，呈現強堿性；穩(wěn)定性差于氯氣，見光分解，隨著次氯酸鈉液溫度升高，濃度會慢慢降低，影響有效氯成分，不易曝曬和久藏，要貯藏在密閉容器中。次氯酸鈉

9、是強氧化性，和氯氣氧化性相同，與人體皮膚接觸有輕微腐蝕性，可用清水沖洗。 與衣物接觸有較強漂白作用。次氯酸鈉有效氯衰減速度(7月29日-12月)圖圖2-1 次氯酸鈉有效氯衰減速度(7月29日-12月)次氯酸鈉的優(yōu)點次氯酸鈉主要有三大優(yōu)點：1.次氯酸鈉呈堿性，能夠提高水體的ph，降低水體的加堿量。2.次氯酸鈉為液體產品，投入水體后能夠快速的與水體混合，減少有效成分的損失，確保出廠水管網余氯達到標準，減少消毒副產物的生成。3.次氯酸鈉液體更為安全可靠，不存在泄漏風險。常用化學消毒藥劑性能對比表 (氯氣、二氧化氯、次氯酸鈉）次氯酸鈉與氯氣的投加量對比-1表1 1997年-2005年閘北水廠氯氣投加量

10、（kg/kt水）年份年份199719981999200020012002200320042005平均平均長江源水氯基4.013.774.493.343.263.893.383.052.883.56日期日期1517192123252729平均平均長江源水氯基2.292.972.882.772.592.252.312.512.57表2 加注次氯酸鈉后的氯基單耗（kg/kt水）備注：上述表格引自潘衛(wèi)文、應培琪、楊珍、史靚。 次氯酸鈉消毒劑在閘北水廠的應用及其有效成分衰減實驗。 上海閘北水廠次氯酸鈉與氯氣的投加量對比-2進水流量進水流量（m3/h）氯氣投加量氯氣投加量（ kg）次氯酸鈉投加量次氯酸鈉投

11、加量（ kg）控制出廠余氯控制出廠余氯(mg/l)控制出廠水控制出廠水ph800-10001.0-1.40.7-0.90.40-0.457.1-7.31000-12001.4-1.80.9-1.11200-14001.6-2.01.0-1.31400-16001.8-2.21.2-1.5上表為溫州鰲江水廠的次氯酸鈉與氯氣投加量對比數據二氧化氯發(fā)生器運行成本clo2投加量g/h水處量m3/hclo2成本(元/g)水處理成本(元/m3)每天運行費用（元）每年運行費用（元）氯酸鈉、鹽酸法（復合clo2）300041670.01390.010010003650萬40000.013313304855萬5

12、0000.016716706096萬注:每年按365天計上述數據引自-劉景華、尹長春。純二氧化氯氣體投純二氧化氯氣體投加加在在飲用水凈化上的應用飲用水凈化上的應用常用消毒劑的藥劑成本分析項目項目次氯酸鈉次氯酸鈉液氯液氯二氧化氯二氧化氯( (氯酸鈉氯酸鈉+ +鹽酸鹽酸) )投加量投加量9-11kg/kt1.4-1.8kg/kt0.7-1.1kg/kt單價單價1000元/噸3600元/噸13900元/噸成本（千噸水）成本（千噸水）9-11元/kt5.04-6.48元/kt9.73-15.29元/kt加堿成本加堿成本（0.1ph0.1ph）-1.5元/kt1.5元/kt藥劑成本藥劑成本9-11元/k

13、t6.54-7.98元/kt11.23-16.79元/kt綜上，次氯酸鈉與氯氣的投加成本在1.37:1左右。二氧化氯與次氯酸鈉的投加成本在1.53:1，實際考慮加堿成本的節(jié)約，次氯酸鈉與氯氣投加成本比較約為1.2:1項目項目次氯酸鈉次氯酸鈉氯氣氯氣投加量（投加量（kg/kt）9-111.6-1.8單價（元單價（元/kt）10003600成本（元成本（元/kt）9-115.8-6.5加堿成本（元加堿成本（元/kt）4.36.5藥劑成本（元藥劑成本（元/kt）13.3-15.312.3-13次氯酸鈉：氯氣次氯酸鈉：氯氣1.2：1序號序號出水余氯出水余氯前加氯前加氯（kg/kt）后加氯后加氯(kg/

14、kt)總投加量總投加量(kg/kt)10.350.463.59.520.40.4574.511.530.450.56.5511.540.5-0.5575.212.250.55-0.685.513.5常用消毒劑的藥劑成本分析次氯酸鈉投加系統(tǒng)簡介投加系統(tǒng)主要設備清單（以五萬噸水廠為例）次氯酸鈉投加系統(tǒng)圖（臥式儲罐）次氯酸鈉投加系統(tǒng)工程實例次氯酸鈉的投加次氯酸鈉的儲存次氯酸鈉投加系統(tǒng)工程實例次氯酸鈉投加系統(tǒng)工程實例投加計量泵卸料泵次氯酸鈉發(fā)生系統(tǒng)簡介發(fā)生系統(tǒng)流程圖采用次氯酸鈉發(fā)生器與成品次氯酸鈉的投資成本對比（以五萬噸水廠為例）次氯酸鈉消毒在省內自來水行業(yè)主要應用項目一覽表時間時間客戶客戶制水量制水

15、量2007年年臨海自來水5萬噸2011年年6月月紹興制水西郭應急備用水廠10萬噸2011年年9月月溫州平陽蕭江水廠1.5萬噸2011年年9月月溫州平陽鰲江水廠3萬噸2011年年11月月溫州平陽水頭水廠5萬噸2011年年11月月溫州樂清東山水廠1萬噸擬建項目一覽表時間時間客戶客戶制水量制水量2012年年天臺自來水一期、二期10萬噸2012年年黃巖自來水院橋水廠2萬噸2012年年3月月慈溪匡堰水廠1萬噸2012年年3月月紹興楊汛橋水廠2萬噸2012年年4月月諸暨征天水廠（新建）2萬噸2012年年諸暨幸福水廠（籌建）2萬噸次氯酸鈉應用小結1、生產濃度：10%有效氯含量2、生產方法：采用電解膜法3、儲存濃度：次氯酸鈉濃度控制在5%以下，