1.氯消毒

氯氣溶解在水中后，水解為HC1和次氯酸H0C1,次氯酸再離解為H+和0C1—，H0C1比0C1-的氧化能力要強得多。另外，由于H0C1是中性分子，容易接近細菌而予以氧化，而0C1-帶負電荷，難以靠近同樣帶負電的細菌，雖然有一定氧化作用，但在濃度較低時(shí)很難起到消毒作用。pH值小于7和溫度較低時(shí)，H0C1含量高，消毒效果較好。pH值小于6時(shí)，水中的氯幾乎100%地以H0-C1的形式存在，PH值為7.5時(shí)，HOC1和OCr的含量大致相等，因此氯的殺菌作用在酸性水中比在堿性水中更有效。如果污水中含有氨氮，加氯時(shí)會(huì )生成一氯氨NH2C1和二氯氨NHC12，此時(shí)消毒作用比較緩慢，效果較差，且需要較長(cháng)的接觸時(shí)間。

(1)防止氯中毒的措施

雖然空氣中高允許濃度為lmL/m3，但長(cháng)期在低于此值的環(huán)境中工作，也會(huì )導致慢性中毒，表現為患慢性支氣管炎、慢性胃腸炎、牙齦炎、口腔炎、皮膚搔癢癥等疾病。短時(shí)間暴露在高氯環(huán)境中，會(huì )導致急性中毒。輕度急性中毒表現為喉干胸悶、脈搏加快等癥狀，重度急性中毒表現為支氣管痙攣和水腫，甚至出現昏迷或休克。防止出現氯中毒的措施可總結如下：

①經(jīng)常接觸氯氣的工作人員對氯味的敏感程度會(huì )有所降低，常常會(huì )在聞不到氯味的時(shí)候，人就已經(jīng)受到氯的傷害。因此操作人員的值班室要和加氯間分開(kāi)設置，并在加氯間安裝監測及警報裝置，隨時(shí)對真中的氯濃度進(jìn)行檢測。

②加氯間要靠近加氯點(diǎn)，兩者間距不超過(guò)30m。加氯間建筑要堅固防火、耐凍保溫、通風(fēng)良好、大門(mén)外開(kāi)，并與其他工作間嚴格分開(kāi)、沒(méi)有任何直接連通。由于氯比空氣重，因此當氯氣在室內泄漏后，會(huì )將空氣排擠出去，在封閉的室內下部積聚并逐漸向上擴散。所以加氯間的底部必須安裝強制排風(fēng)設施，進(jìn)氣孔要設在高處。

③加氯間門(mén)外要備用檢修工具、防毒面具和搶救器具等，照明和通風(fēng)設備的開(kāi)關(guān)也要設在室外，在進(jìn)人加氯間之前，先進(jìn)行通風(fēng)。通向加氯間的壓力水管必須保證不間斷供水，并保持水壓穩定，同時(shí)還要有應對突然停水的措施。加氯間內要設置堿液池，并定時(shí)檢驗，保證堿液隨時(shí)有效。當發(fā)現氯瓶有嚴重泄漏時(shí)，戴好防毒面具，然后將氯瓶迅速移人堿液池中。

④當發(fā)現現場(chǎng)有人急性氯中毒后，要設法迅速將中毒者轉移到具有新鮮空氣的地方，對呼吸困難者，應當讓其吸氧，嚴禁進(jìn)行人工呼吸，可以用2%的碳酸氫鈉溶液為其洗眼、鼻、口等部位，還可以讓其吸人霧化的5%碳酸氫鈉溶液。

(2)使用液氯瓶時(shí)的注意事項

液氯通常在鋼瓶中貯存和運輸，使用時(shí)將液氯轉變成氯氣加人水中。

①氯瓶?jì)葔毫σ话銥?.6~0.8MPa，所以不能在太陽(yáng)下曝曬或靠近爐火及其他高溫熱源，以免氣化時(shí)壓力過(guò)高發(fā)生爆炸。液氯和干燥的氯氣對銅、鐵和鋼等金屬沒(méi)有腐蝕性，但遇水或受潮時(shí)，化學(xué)活性增強，能腐蝕大多數金屬。因此貯氯鋼瓶必須保持

0.05~0.1MPa的余壓，不能全部用空，以免進(jìn)水。

②液氯變成氯氣要吸收熱量，在氣溫較低、液氯自然氣化的數量受限時(shí)，常需要對氯瓶進(jìn)行加熱。但切不可用明火、蒸汽直接加熱氯瓶，也不宜使氯瓶溫度升高太多或太快，一般可使用 [#]5~25t的溫水連續淋灑氯瓶的方法對氯瓶加溫。

③要經(jīng)常用10%氨水檢查加氯機與氯瓶的連接處是否泄漏，如果發(fā)現加氯機的氯氣管出現堵塞現象，切不可用水沖洗，可以用鋼絲疏通，再用打氣筒或壓縮空氣將雜物吹掉。

④開(kāi)啟前要檢査氯瓶的放置位置是否正確，一定要保證出口朝上，即放出來(lái)的是氯氣而不是液氯。開(kāi)氯瓶總閥時(shí)，要先緩慢開(kāi)半圈，隨即用10%氨水檢查是否漏氣，一切正常后再逐漸打開(kāi)。如果閥門(mén)難以開(kāi)啟，不能用榔頭敲擊，也不能用長(cháng)扳手硬扳，以防將閥桿疔斷。

(3)使用氯消毒時(shí)投加量的確定

液氯的投加是通過(guò)加氯機來(lái)實(shí)現的，常用的加氯機是ZJ型轉子加氯機。來(lái)自氯瓶的氯氣首先進(jìn)人旋風(fēng)分離器，再通過(guò)彈簧膜閥和控制閥進(jìn)人轉子流量計和中轉玻璃罩，后經(jīng)水射器與壓力水混合并溶解于其中后輸送到加氯點(diǎn)。為避免氯泄漏帶來(lái)的危險，加氯機實(shí)行負壓加氯，即使用水射器抽吸所需的氯。

加氯量包括需氯量和余氯量?jì)刹糠�，需氯量是指用于殺死細菌和氧化水中還原性物質(zhì)（H2S、、Fe2+,NH/和胺等）及有機物所需要的氯量，余氯量是指為維持水中的消毒效果即不出現細菌的再繁殖所多加的氯量。當水中余氯為游離性余氯時(shí)，消毒過(guò)程迅速，并能同時(shí)除臭和脫色，但水中帶氯味。當水中余氯為化合性余氯時(shí)，消毒作用緩慢但持久，水的氯味也較輕。

加氯量應經(jīng)過(guò)試驗確定，若無(wú)實(shí)測資料，可參考使用下列數據：①一級處理后的污水20?30mg/L;②不完全人工二級處理污水10~ [#]5mg/L;③完全人工二級處理后的污水5~ [#]0mg/Lo

為使消毒劑充分發(fā)揮效用，應有適當的混合方式和一定的接觸時(shí)間。生物濾池后的二次沉淀池，當污水不回流時(shí)，可作為加氯消毒的接觸池；曝氣池后的二沉池不能兼做接觸池，而應在二沉池后另外設置單獨的接觸池。包括接觸池后污水在管渠中的全部時(shí)間在內，氯與污水的接觸時(shí)間一般為30min左右，并保證余氯不少于0.05mg/L。

2.二氧化氯消毒

;氧化氯一般使用氯與鹽酸或稀硫酸與亞氯酸鈉或氯酸鈉反應的辦法產(chǎn)生：類(lèi)似的裝置很多，其主要過(guò)程是使用兩個(gè)計量泵分別向壓力反應室內送人一定濃度和一定比例的酸液和堿液，然后將生成的二氧化氯定量投加到消毒池，并根據出水中的余氯量對投加量進(jìn)行調整。C102對細菌的細胞壁有較強的吸附和穿透能力，從而有效的破壞細菌內含巰基的酶，即CICb可快速控制微生物蛋白質(zhì)的合成，對細菌、病毒等有很強的滅活能力。

(1)二氧化氯消毒的特點(diǎn)

①二氧化氯不與含氮有機物等某些耗氯物質(zhì)發(fā)生取代反應，消毒時(shí)可不致產(chǎn)生氯酚臭味和三鹵甲烷等氯代烴類(lèi)物質(zhì)，因此尤其適合于含酚或有機物較多的污水。

②C102在水中是純粹的溶解狀態(tài)，不與水發(fā)生化學(xué)反應，故它的消毒作用受水的pH值影響小，這是與氯消毒的區別之一。在較高的pH值下，C102消毒能力比氯強。比如pH值為8.5時(shí)，要造成99%以上的埃希氏大腸菌的殺滅率，二氧化氯只需要0.25mg/L的有效氯投加量和15s的接觸時(shí)間，而氯的投加至少需要0.75mg/L。

③二氧化氯在較廣泛的pH范圍內具有很強氧化能力，氧化能力為自由氯的2倍。能比氯更快地氧化錳、鐵等還原態(tài)物質(zhì)，同時(shí)能去除水中的氯酚和藻類(lèi)等引起的臭味，二氧化氯還具有強烈的漂白作用，可去除污水的色度。

④二氧化氯不與水中的氨氮等化合物作用而被消耗，因此

358在相同的有效氯投加量下，可以保持較高的余氯濃度，取得較好的消毒殺菌效果。

(2)使用二氧化氯的注意事項

①在水處理中，二氧化氯的投加量一般為0.1~ [#].5mg/L，具體投加量隨原水性質(zhì)和投加用途而定。當僅作為消毒劑時(shí)，投加范圍是0.1~ [#].3mg/L;當兼用作除臭劑時(shí)，投加范圍是0.6~ [#].3m^L;當兼用作氧化劑去除鐵、錳和有機物時(shí)，投加范圍是 [#]?1.5mg/L0

②二氧化氯是一種強氧化劑，其輸送和存儲都要使用防腐蝕、抗氧化的惰性材料，要避免與還原劑接觸，以免引起爆炸。

③采用現場(chǎng)制備二氧化氯的方法時(shí)，要防止二氧化氯在空氣中的積聚濃度過(guò)高而引起爆炸，一般要配備收集和中和二氧化氯制取過(guò)程中析出或泄漏氣體的措施。

④在工作區和成品儲藏室內，要有通風(fēng)裝置和監測及報警裝置，門(mén)外配備防護用品。

⑤穩定二氧化氯溶液本身沒(méi)有毒性，活化后才能釋放出二氧化氯，因此活化時(shí)要控制好反應強度，以免產(chǎn)生的二氧化氯在空氣中的積聚濃度過(guò)高而引起爆炸。

⑥二氧化氯溶液要采用深色塑料桶密閉包裝，儲存于陰涼通風(fēng)處，避免陽(yáng)光直射和與空氣接觸，運輸時(shí)要注意避開(kāi)高溫和強光環(huán)境，并盡量平穩。

3.紫外消毒

紫外消毒技術(shù)是利用特殊設計制造的高強度、高效率和長(cháng)壽命的C波段254run紫外光發(fā)生裝置產(chǎn)生的強紫外光照射水流，使水中的各種病原體細胞組織中的DNA結構受到破壞而失去活性，從而達到消毒殺菌的目的。污水處理中使用較多的紫外發(fā)生器是紫外汞燈，紫外燈的結構與日光燈相似，燈管由石英玻璃制成，其內表面涂有無(wú)磷涂層，燈管內裝有固體汞源或汞蒸氣和氬。按燈管內汞蒸氣壓力的大小，紫外燈可分為低壓汞燈（汞蒸氣壓力為1.33~ [#]33Pa)、中壓隸燈（未蒸氣壓力為0.1~IMPa)、高壓汞燈（汞蒸氣壓力高達20MPa)。中高壓紫外燈的溫度可以高達5001以上，通常需要使用石英玻璃或聚四氟乙烯等材料制成的管子將燈管和水流分開(kāi)。

(1)紫外消毒的技術(shù)關(guān)鍵

①紫外線(xiàn)的有效范圍是UV-C,波長(cháng)為200~280nm的紫

外線(xiàn)正好與微生物失活的頻譜曲線(xiàn)相重合，尤其是波長(cháng)為254nm的紫外線(xiàn)，是微生物失活的頻譜曲線(xiàn)的峰值。-

②能夠設計制造一套能耗低、效率高、運行管理簡(jiǎn)單的發(fā)生波長(cháng)為254nm紫外光的紫外燈裝置。因此紫外燈與其鎮流器(功率因數大于0.98),再加上監測控制（校驗調整UV強度）系統是UV消毒的核心。紫外燈的結構與日光燈相似，燈管內裝有固體汞源，國外有的公司能生產(chǎn)符合上述要求的低壓高強紫外燈，在滿(mǎn)負荷時(shí)使用壽命可以達到12000h以上，而且可以通過(guò)監測控制系統將燈光強度在50%?100%之間無(wú)級調整，根據水量的變化隨時(shí)調整燈光強度，以便達到既節約能耗又保證消毒效果的目的。

③紫外線(xiàn)劑量大小是決定微生物失活的關(guān)鍵。紫外線(xiàn)劑量不夠可能只是對致病微生物的DNA造成傷害，而不是致命的破壞，這些受傷的致病微生物在見(jiàn)到可見(jiàn)光后會(huì )逐漸自愈復活。在接觸池形狀和尺寸已定即曝光時(shí)間已定的情況下，進(jìn)人水中的紫外線(xiàn)劑量與紫外燈的功率、紫外燈石英套管的潔凈程度和污水的透光率等三個(gè)因素有關(guān)。為使污水得到充分的消毒，必須綜合考慮這三個(gè)因素，使紫外線(xiàn)劑量適中。

④由于紫外燈直接與水接觸，當水的硬度較大時(shí)，隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)，燈管表面必然會(huì )結垢，影響紫外光進(jìn)人水中的強度，導致效率降低和能耗增加�；瘜W(xué)清洗除了要消耗藥劑外，還要將消毒裝置停運，因此實(shí)現自動(dòng)清洗防止燈管表面結垢是UV消毒技術(shù)運行中的實(shí)際問(wèn)題。

⑤接觸水槽的水流狀態(tài)必須處于紊流狀態(tài)，一般要求水流速度不小于0.2m/s。如果水流處于層流狀態(tài)，因為紫外燈在水中的分布不可能絕對均勻，所以水流平穩地流過(guò)紫外燈區，部分微生物就有可能在紫外線(xiàn)強度較弱的部位穿過(guò)，而紊流狀態(tài)可以使水流充分接近紫外燈，達到較好的消毒效果。

(2)紫外消毒的優(yōu)點(diǎn)

①在消毒過(guò)程中，不需添加任何化學(xué)物質(zhì)，不會(huì )在水體中產(chǎn)生或殘留任何有毒物質(zhì)，因此不產(chǎn)生二次污染。

②細菌病毒等病原微生物暴露在C波段紫外光UV-C下，僅6s內產(chǎn)生的物理化學(xué)反應就能使其DNA受到致命破壞，達到消毒殺菌的目的。因此需要的接觸時(shí)間較短，整個(gè)消毒設施占地面積很小。

③次氯酸類(lèi)消毒劑和二氧化氯類(lèi)消毒劑的消毒機理是破壞病原體的細胞結構，因此即使加大投加量，對某些細胞結構不完善的病毒殺滅能力也較差，而UV-C消毒的原理是破壞病原體的DNA，因此對病毒的殺滅能力極強，即總的消毒效果顯著(zhù)。

④設備安裝維修簡(jiǎn)單，運行安全可靠，除了定期或根據需要更換紫外燈管外，幾乎沒(méi)有什么操作，可以實(shí)現自動(dòng)控制，管理簡(jiǎn)單。

⑤紫外線(xiàn)對無(wú)機物幾乎沒(méi)有什么破壞作用，因此接觸槽使用普通混凝土結構即可，不像氯類(lèi)殺菌劑對接觸池的要求那么高。

4.臭氧消毒

水處理中應用的臭氧發(fā)生器多是無(wú)聲放電法，其生產(chǎn)臭氧的原理是在兩平行高壓電極之間通人髙壓交流電后，氧分子受高能電子激發(fā)獲得能量，并相互發(fā)生碰撞聚合形成臭氧分子。常用的臭氧發(fā)生器為管式發(fā)生器，其外形像列管式換熱器，內有幾十甚至上百根相同的放電管，管外通冷卻水。每根放電管均有兩根同心圓管組成，外管為金屬管(不銹鋼管或鋁管），內管為玻璃管作介電體。內管一端封閉，管內壁鍍有鋁膜或銀膜作為電極。內、外管之間留有1?2mm的環(huán)形放電間隙。壓縮空氣或氧氣經(jīng)過(guò)冷卻及吸附除去雜質(zhì)后進(jìn)入臭氧發(fā)生器，加上15~20kV的高壓，即可制得臭氧。

在污水處理領(lǐng)Y域，利用臭氧及臭氧分解產(chǎn)生氧化能力更強的 [#]H自由基，不僅可以對水中微生物起到殺滅作用，而且可以對一些難以生物降解的有機污水進(jìn)行徹底的礦化處理，作為二級生物處理的預處理如采用這樣的系統對含二甲苯污水進(jìn)行處理時(shí)，可以將二甲苯徹底氧化成無(wú)毒的水及二氧化碳。

使用臭氧時(shí)要注意以下事項：

(1)臭氧是一種有毒氣體，對人眼和呼吸器官有強烈的刺激作用，正常大氣中的臭氧的體積比濃度是（1~4)x [#]0-8m3/m3,當空氣中臭氧體積比濃度達到（1~ [#]0)x [#]0-6m3/m3時(shí)，就會(huì )使人出現頭痛、惡心等癥狀�！豆�業(yè)企業(yè)設計衛生標準》規定車(chē)間空氣中03的高允許濃度為0.3mg/m3。

(2)臭氧極不穩定，在常溫常壓下容易自行分解成為氧氣并放出熱量。在空氣中，臭氧的分解速度與溫度和其濃度有關(guān)，溫度越高，分解越快，濃度越高，分解越快。臭氧在水中的分解速度比在空氣中的分解速度要快得多，水中的羥離子對其分解有強烈的催化作用，所以pH值越高，臭氧分解越快。因此不能貯存和運輸，必須在使用現場(chǎng)制備。

(3)臭氧具有強烈的腐蝕性，因此凡與其接觸的容器、管道、擴散器均要采用不銹鋼、陶瓷、聚氯乙烯塑料等耐腐蝕材料或作防腐處理。

(4)臭氧在水中的溶解度只有10mg/L，因此通人污水中的臭氧往往不能被全部利用。為了提高臭氧的利用率，接觸反應池好建成水深5~ [#]m的深水池，或建成封閉的多格串聯(lián)式接觸池，并設置管式或板式微孔擴散器散布臭氧。接觸時(shí)間通常只要數分鐘，投加量一般為1~5mg/L之間。