氯氧化教學(xué)教程

第3章化學(xué)處理法3.氯氧化disinfection

3.1氯消毒連3.2污水氯氧化連3.3加氯量連3.4加氯設(shè)備與工藝連3.5氯化消毒副產(chǎn)物連3.6其他消毒方法連3.7污水消毒連作業(yè)

簡介：氯在常溫下為黃綠色氣體，具強(qiáng)烈刺激性及特殊臭味，氧化能力很強(qiáng)。在6、7個(gè)大氣壓下，可變成液態(tài)氯，體積縮小457倍。液態(tài)氯灌入鋼瓶，有利于貯存和運(yùn)輸。除氯外，漂白粉[Ca(OCl)Cl)和漂粉精[Ca(OCl)2]等也能用于消毒。含氯化合物中，氯的價(jià)數(shù)大于一l者，稱為有效氯，

3.1

氯消毒

1）氯消毒原理（1）反應(yīng)式氯易溶于水中，在清水中，發(fā)生下列反應(yīng)：Cl2+H2O

HOCl+H++Cl-HOCl

H++OCl-（2）影響消毒因素（i）加氯量和接觸時(shí)間：加氯量除需滿足需氯量外，尚應(yīng)有一定量的剩余氯。需氯量是指因滅菌、氧化有機(jī)物和還原性無機(jī)物以及某些氯化反應(yīng)等所消耗的氯量。所需余氯量的多少，與余氯性質(zhì)有關(guān)。就游離性余氯而言(指HOCl和OCl—)，則要求接觸30分鐘后，有0.3-0.5mg/L余氯；對于化合性余氯(指NH2Cl和NHCl2)，要求接觸1-2小時(shí)后，有1-2mg／L。（ii）溫度同PH值時(shí)溫度越低，HOCl越多（iii）PH的影響pH高時(shí)，OCl-較多。pH>9，OCl-接近100%。pH<6，HOCl接近100%。pH=7.54,[HOCl]=[OCl-]HOCl和OCl-都有氧化能力，但細(xì)菌是帶負(fù)電的，所以一般認(rèn)為主要是通過HOCl的作用來消毒的。實(shí)踐也表明pH越低，消毒作用越強(qiáng)。2）氯胺消毒：（1）生成反應(yīng)式NH3+HOCl

NH2Cl+H2O（一氯胺）

NH2Cl+HOCl

NHCl2+H2O（二氯胺）

NHCl2+HOCl

NCl3+H2O（三氯胺）其比例與pH有關(guān)。

pH>9，一氯胺占優(yōu)勢

pH為7時(shí)，一氯胺和二氯胺同時(shí)存在。

pH<6.5時(shí)，二氯胺

pH<4.5三氯胺

氯氨的消毒也是依靠HOCl。只有HOCl消耗得差不多時(shí)，反應(yīng)才會向左移動。因此，有氯胺存在時(shí)，消毒作用比較緩慢，如氯消毒5分鐘，殺滅細(xì)菌99％以上，而用氯胺消毒，相同條件下僅殺滅50％。二氯胺的殺菌效果較一氯胺高，三氯胺則幾乎無殺菌作用。它們之間的生成量比例，取決于氨和氯的相對濃度、pH值和溫度等因素。一般而言，pH＞7時(shí)，一氯胺的生成量較多；pH＝7．0時(shí)，一氯胺和二氯胺近似相等；pH＜6．5時(shí)，主要為二氯胺；三氯胺只有當(dāng)pH＜4.4時(shí)才存在。因二氯胺很臭，故主要應(yīng)以一氯胺消毒。（2）特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：水中含有有機(jī)物和酚時(shí)，氯氨消毒不會產(chǎn)生氯臭和氯酚臭，大大減少了THMs的產(chǎn)生，能保持水中余氯較久。缺點(diǎn)：作用緩慢，殺菌能力比自由氯弱。單獨(dú)使用的情況較少。（3）常用藥劑：液氨、硫酸氨或氯化氨。（4）投加量：氯和氨的投加量視水質(zhì)不同而有所不同。一般采用氯：氨＝3：1～6：1，（5）投加順序：先加氨，再加氯，為防止生成三氯胺返回目錄3.2污水氯氧化氯氧化廣泛應(yīng)用于污水處理中，如醫(yī)院污水處理、除臭、消毒等。

1）含氰污水處理含氰污水氧化反應(yīng)分為兩階段進(jìn)行第一階段，CN-CNO-，

PH維持在10~11，時(shí)間：5min。若用Cl2作氧化劑要不斷加堿，以維持一定的堿度，若用NaOCl，由于水解呈堿性，所以不用加堿第二階段，CNO-NH3（酸性條件）或N2（PH：8~8.5），反應(yīng)時(shí)間1h，

反應(yīng)設(shè)備：反應(yīng)池（壓縮空氣攪拌或水泵循環(huán)攪拌），沉淀池（二池交替作反應(yīng)與沉淀）2）含酚污水處理用氯氧化除酚。理論投氯量與酚量之比為6：1，即可將酚完全破壞，但實(shí)際中投氯量為理論投氯量的10倍左右，原因是（i）污水中存在其他化合物與氯作用，消耗氯量；

（ii）投氯量不足，酚氧化不充分，而且生成具有強(qiáng)烈臭味的氯酚。3）污水脫色氯有較好的脫色效果，對印染廢水脫色，脫色效果與PH和投氯方式有關(guān)，堿性條件下效果好。返回目錄3.3加氯量

加氯量＝需氯量＋余氯需氯量：滅活水中微生物、氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。余氯：出廠水接觸30分后余氯不低于0.3mg/L；在管網(wǎng)末梢不應(yīng)低于0.05mg/L。返回目錄3.4加氯設(shè)備與工藝1）加氯設(shè)備大中型水廠一般均用液氯。氯的投加設(shè)備種類很多，常用的有真空加氯機(jī)和轉(zhuǎn)子加氯機(jī)。來自氯瓶的氯氣首先進(jìn)入旋風(fēng)分離器，以分離懸浮雜質(zhì)；再通過彈簧膜閥、控制閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì)和中轉(zhuǎn)玻璃罩，以調(diào)控和測定加氯量；然后氯氣經(jīng)水射器與壓力水混合、溶解，并被輸送至加氯點(diǎn)。2）加氯工藝返回目錄3.5氯化消毒副產(chǎn)物有機(jī)物與氯生成有機(jī)氯化物，三鹵甲烷。我國新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了三鹵甲烷(THMs)濃度，包括：氯仿、溴仿、二溴一氯甲烷和一溴二氯甲烷四種物質(zhì)。

1993年美國制訂的消毒劑－消毒副產(chǎn)物方案中建議：

THMs80

g/L，鹵乙酸（HAAS）：一共五種（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸），五種之和在1997年低于60

g/L，2000年低于30

g/L。返回目錄（1）二氧化氯性質(zhì)ClO2在常溫下是一種黃綠色氣體，具有刺激性。溶解度是氯的5倍。極不穩(wěn)定，氣態(tài)和液態(tài)ClO2均易爆炸。故必須以水溶液的形式現(xiàn)場制取。（2）

制取方法：

（i）亞氯酸鈉和氯制?。篊l2+H2O→HOCl+HClHOCl+HCl+2NaClO2

→2ClO2+2NaCl+H2O（ii）用酸與亞氯酸鈉制取:5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O1）二氧化氯消毒3.6

其它消毒法（3）二氧化氯氧化特點(diǎn)（i）ClO2消毒能力比氯強(qiáng)。（ii）ClO2不水解，消毒受pH影響較小。（iii）ClO2余量能在管網(wǎng)中保持很長的時(shí)間。（iv）作為氧化劑，能去除或降低水的色度等。

（v）

但ClO2本身和副產(chǎn)物ClO2－對人體血紅細(xì)胞有損害。有報(bào)道認(rèn)為還對人的神經(jīng)系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)有損害。

2）臭氧消毒（1）作用：既是氧化劑，又是消毒劑，滲入細(xì)胞壁。（2）特點(diǎn)：作為消毒劑，不會產(chǎn)生三鹵甲烷副產(chǎn)物，殺菌和氧化能力比氯強(qiáng)。但由于臭氧在水中不穩(wěn)定，易散失，因此在O3之后，往往需要投加少量的氯等。（3）應(yīng)用：歐洲普遍用臭氧處理飲用水，在美國也逐漸流行。（4）關(guān)注：但近年來臭氧化的副作用也開始引起人們的關(guān)注。水中大分子物質(zhì)變成分子較小的中間產(chǎn)物，可能有毒性。或者中間產(chǎn)物和氯作用后致突變反而增強(qiáng)。返回目錄必要性：污水經(jīng)一級或二級處理以后，水質(zhì)大大改善，細(xì)菌含量也幅度降低，但細(xì)菌的絕對值仍很高，并存在有病原菌的可能。因此在排放之前或回用之前，應(yīng)進(jìn)行消毒。工藝：一般采用氯消毒：Cl2污水→混合池→接觸池→排放加氯量：

一般城市污水二級處理出水：加5－10mg/L接觸時(shí)間：30分，余氯量：>0.5mg/L3.7污水消毒返回目錄作業(yè)：（1）電解（各班1~5號）（2）焚燒（各班6~10號）（3