《水质工程学》课程教学资源（PPT课件）18—1氯消毒

十八章消毒目的：消除水中的致病微生物的致病作用

十八章 消毒 目的：消除水中的致病微生物的 致病作用

细菌性病源微生物水中致病微生物（病源性病菌）病毒性病源微生物（病源性病毒）源水中的微生物，大多附着在悬浮颗粒上水处理（沉淀，过滤）已将绝大多数的微生物去除了，但还没达到饮用水标准，要进一步消毒。1、目的：消除水中的致病微生物的致病作用2、指标：细菌总数：不超过100个/mL大肠菌群：不超过3个/3、方法：物理法：加热，紫外线照射化学法：加药剂（主要是氯消毒）

细菌性病源微生物 水中致病微生物 （病源性病菌） 病毒性病源微生物 （病源性病毒） 源水中的微生物，大多附着在悬浮颗粒上， 水处理（沉淀，过滤）已将绝大多数的微生 物去除了，但还没达到饮用水标准，要进一步 消毒。 1、目的：消除水中的致病微生物的致病作用。 2、指标：细菌总数：不超过 100 个/mL 大肠菌群：不超过 3 个/L 3、方法： 物理法：加热，紫外线照射 化学法：加药剂（主要是氯消毒）

素问题：受到有机污染的水与氯反应会产生三氯甲烷CHCI3（氯仿）。素氯仿是致癌物！素其危害现有争议。素已经有国家禁用氯消毒

 问题：受到有机污染的水与氯反应会产 生三氯甲烷CHCl3（氯仿）。  氯仿是致癌物！  其危害现有争议。  已经有国家禁用氯消毒

氯消毒$18-1、氯消毒原理：氯ClI是强氧化剂起氧化作用1、原水中不含氨氮时：CI2+H,O二HOCI+HCI (歧化反应K;→为平衡常数OCI-+H+称为自由性余氯。Cl,， HOCl;OCI-_Ki与温度有关P360表18-1（不同温度平衡常数有变化）次氣酸离解平药常数表 18-1度c10152025温50K,×10**(mol/L)3.32.02.3.2.63.0.3.7

§18-1 氯消毒 一、氯消毒原理：氯Cl2是强氧化剂起氧化作用。 1、原水中不含氨氮时： Cl2+H2O HOCl+HCl (歧化反应) Ki →为平衡常数 OCl－+H+ Cl2，HOCl；OCl－——称为自由性余氯。 Ki与温度有关P360表18-1（不同温度平衡常数 有变化）

称：HOCI、OCI-（次氯酸和次氯酸根）为自由性氯或有效氯。它可通过细菌细胞壁，在细胞内起氧化作用破坏细菌的酶系统，使细菌被杀死（失去生命能力）。细菌一般带负电，所以HOCI杀菌效果比OCI-好。所以应控制PH值低一些。[ocl-[H+] [oc-]证明：Ig K = Ig[H+ igK:[HOC]][HOC]OCI-lg K = -PH+ lg[HOC]]OCI-PH + lg K = lg[HOC]]PH高,[OCI-]>[HOC] 。 PH低, [HOC] >[OCI-]

称：HOCl、OCl－ （次氯酸和次氯酸根）为自 由性氯或有效氯。 它可通过细菌细胞壁，在细胞内起氧化作用破 坏细菌的酶系统，使细菌被杀死（失去生命 能力）。细菌一般带负电，所以HOCl杀菌效 果比OCl－好。所以应控制PH值低一些。 证明： ∴ PH高，[OCl－]>[HOCl] 。 PH低, [HOCl] > [OCl－]     HOCl H OCl K + −  =     HOCl OCl K H − + lg = lg lg   HOCl OCl K PH − lg = − + lg   HOCl OCl PH K − + lg = lg

t=20C时,100PH>9,8020OCI-接近100%。PH=7.54时,(%) 1D0H6040（%）0°℃20°C[HOC] ~[OCI-]4060PH<6时,2080[HOCI]接近100%0100.567891011pH图18-1不同pH值和水温附，水中HOC1和OC1的比例

t=20℃时， PH>9, OCl－接近100%。 PH=7.54时, [HOCl] ≈[OCl－]。 PH<6时, [HOCl]接近100%

2、水中实际存在氨氮：（有机污染使水含有氨氮）①Cl2+H2O 二HOCI+HCINH3+HOCINH,CI+H20NHCI,+H,ONH,CI+HOCI=有臭味NCl,+H2ONHCI,+HOCI有恶臭味其平衡是与PH值及温度有关。2PH>9 一氯胺占优势。PH=7.0一氯胺、二氯胺同时存在近似等量。PH<6.5二氯胺占优势。PH<4.5三氯胺NCI存在（挥发性）

2、水中实际存在氨氮：（有机污染使水含有氨氮） ①Cl2+H2O HOCl+HCl NH3+HOCl NH2Cl+H2O NH2Cl+HOCl NHCl2+H2O 有臭味 NHCl2+HOCl NCl3+H2O 有恶臭味 其平衡是与PH值及温度有关。 ② PH＞9 一氯胺占优势。 PH＝7.0 一氯胺、二氯胺同时存在， 近似等量。 PH＜6.5 二氯胺占优势。 PH＜4.5 三氯胺NCl3存在（挥发性）

③水中氯胺的作用：i消减消毒强度，使HOC浓度低，消毒作用渐缓。使接触消毒时间增长。可杀99%氯消毒：5min达60%氯胺消毒：5min达99%几小时后i消毒作用时间长：维护余氯持久。管网末梢要求的游离性余氯不低于0.05mg/L管网很大时：可采用氯胺消毒。后面会讲到川消毒作用：（NHCI,>NH,CI>NCI）化合性氯+有臭味消毒作用最差有恶臭味

③水中氯胺的作用： ⅰ消减消毒强度，使HOCl浓度低，消毒作用渐 缓。使接触消毒时间增长。 氯消毒： 5min 可杀99% 氯胺消毒： 5min 达60% 几小时后 达99% ii消毒作用时间长：维护余氯持久。 管网末梢要求的游离性余氯不低于 0.05mg/L。 管网很大时：可采用氯胺消毒。后面会讲到 iii消毒作用： （NHCl2＞NH2Cl＞NCl3）化合性氯 ↓ ↓ 有臭味 消毒作用最差有恶臭味

二、加氯量：需氯量：用于杀死细菌，氧化有机物1、氯量和还原性物质所消耗的部分。余氯：为了抑制水中残存细菌的再度繁殖，管网中所需少量的剩余氯自由性余氯：Cl；HOCl；OCI-余氯 NH,CI化合性余氯：NHCl2-_NCl3

二、加氯量： 需氯量：用于杀死细菌，氧化有机物， 1、氯量 和还原性物质所消耗的部分。 余氯：为了抑制水中残存细菌的再度 繁殖，管网中所需少量的剩余氯。 自由性余氯：Cl2；HOCl；OCl－ 。 余氯 NH2Cl 化合性余氯： NHCl2 NCl3

（1）抑制细菌的再度繁殖（杀菌作用）2、余氯的作用：（2）预示再次污染的信号。余氯量：出厂水：0.3~4mg/l管网末梢：≥0.05mg/l3、加氯量与余氯量的关系。①水中无细菌：有机物。(7/8）1加入水中的氯全为余氯2②水中有细菌有机物，无氨氮：i OM需氯量，杀细菌氧BA化有机物用量。0M加氮量（mg/L）ii OM'=OM量;图18-2加氯量与余氯关系AB-一余氯量

（1）抑制细菌的再度繁殖 2、余氯的作用： （杀菌作用） （2）预示再次污染的信号。 余氯量：出厂水：0.3~4mg/l 管网末梢：≥0.05mg/l 3、加氯量与余氯量的关系。 ①水中无细菌；有机物。 加入水中的氯全为余氯。 ②水中有细菌有机物，无氨氮： i OM——需氯量,杀细菌氧 化有机物用量。 ii OM′= OM量； AB——余氯量。 O′ M′ B A 45°