1、消毒1848年霍亂造成了一萬四千多名倫敦市民死亡，1853年霍亂再次暴發，當初倫敦地下排水系統總工程師John Snow認識到了霍亂是經過飲用水傳輸。于是就有了對飲用水消毒處理。概述1第1頁定義：消毒是將水體中病原微生物(pathogenic organisms)滅活，使之數量或者濃度降低到不能再引發人發病程度。對象：病菌(bacteria)、原生動物胞囊（protozoan oocysts and cysts）、病毒（viruses）（如傳染性肝炎病毒、腦膜炎病毒）等。幾個常見病毒：一、消毒概述HIV H7N92第2頁消毒與滅菌不一樣：滅菌不但要求去除致病微生物，還要求將全部微生物全部殺滅或

2、去除掉，消毒只要求場所與物品到達無害化水平。評價指標：3第3頁1854年倫敦出現霍亂（cholera），John Snow發覺霍亂經過受污染飲用水來傳輸。1881年 Koch 發覺氯能夠殺死細菌。19 比利時Middleheike市首次在公共水處理中采取氯消毒。19美國芝加哥水廠用氯酸鈣進行消毒。19提出了折點加氯方法。1978年TONELLI和HO對紫外線進行了評定，研究表明低劑量紫外線對二級處理排放污水消毒是有效殺毒劑，不會產生有害副產物。二、消毒簡史4第4頁1、化學藥劑（氧化劑等）明礬，次氯酸，二氧化氯，漂白粉等。2、物理法（a加熱法、b機械法、c輻射法）3. 生物法三、消毒方法5第5頁

3、(1)經過攻擊病原體細胞，主要外部組成部分如細胞壁、細胞膜等而破壞或消弱其結構組織； (2)經過破壞病原體酶系統而破壞其正常新陳代謝活動；四、消毒機理6第6頁(3)經過破壞病原體蛋白質、核酸、輔酶等物質合成而干擾其正常生物合成，阻止其正常生長發育。 對于不一樣消毒劑和不一樣微生物類型，可能是其中一個或者幾個機理共同作用。7第7頁在1850年由英國John Snow 首先將氯消毒劑用于供水消毒上，當初有效低預防了霍亂蔓延。氯消毒辦法在英國倫敦成功后，19美國新澤西州澤西島市率先對自來水進行了氯化消毒，隨即在國際上許多城市紛紛采取了該項技術。 到了20世紀初，氯化法就廣泛應用于消毒工藝。 氯消毒是

4、國內外最主要消毒技術，美國自來水廠中約有94.5%采取氯消毒。中國據預計99.5%以上自來水廠采取氯消毒。氯消毒一、氯消毒概述8第8頁液氯消毒成本低；氯消毒含有連續消毒能力，消毒效果良好；氯消毒歷史較長，經驗較多，是一個比較成熟消毒方法。但同時氯消毒存在消毒副產物問題，使用液氯消毒后往往會產生鹵化有機物等消毒副產物，可能會對人體產生危害。9第9頁氯易溶于水中，在清水中，發生以下反應： Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl- HOCl H+ + OCl-HOCl和OCl-都有氧化能力，但細菌O是帶負電，所以普通認為主要是經過HOCl作用來消毒。二、氯消毒原理10第10頁濾后加氯 ；濾

5、前加氯 ；管網中途加氯1. 加氯設備加氯機：轉子加氯機三、氯消毒應用11第11頁2.加氯工藝12第12頁1. 漂白粉 13四、與氯相關消毒方法第13頁2、NaClO消毒 次氯酸鈉是一個廣譜高效消毒藥，可廣泛應用于人畜醫療衛生防疫。如飲用水消毒、療源地消毒、污水處理、畜禽養殖場消毒。 NaClO消毒設備14第14頁原理：NaClO + H2O HClO+NaOH次氯酸鈉發生器食鹽電解：NaCl+H2ONaClO+H2主要是以產生出次氯酸，然后釋放出新生態氧O方式。優缺點：次氯酸消毒含有余氯連續消毒作用；操作簡單；比投量液氯安全和方便；使用成本即使比漂白粉高，不過比液氯低。 不能貯存，須現場制備；

6、當前設備小，產氣量小，使用受限；消耗電能及食鹽，適合用于小型工廠或網管中途加氯。15第15頁3、氯胺消毒（NH2Cl，NHCl2，NCl3） 指是氯和氨反應生成一氯胺和二氯胺以完成氧化和消毒方法。氯胺作為飲用水消毒劑，19首次在加拿大渥太華應用。最初加入氨和氯形成氯胺用于對水中嗅和味控制，在二十世紀二十到三十年代得到廣泛使用。原理：當水中存在氨氮時，加入水中氯會與水中氨氮發生以下反應 NH4+HClONH2Cl+H2O+H+ NH2Cl+HClONHCl2+H2O NHCl2+HClONCl3+H2O16第16頁氯胺消毒優缺點:因氯胺與水中腐殖物質作用較小，所以降低了腐殖物質與游離氯所形成致癌

7、物質(如三鹵甲烷)；在管網中氯胺形成余氯連續時間長，因而能有效地抑制殘余細菌再繁殖； 防止了氯引發臭味。17第17頁4、二氧化氯消毒（ ClO2 ）指是將二氧化氯投加水中以完成氧化和消毒方法。ClO2在常溫下是一個黃綠色氣體，含有刺激性。溶解度是氯5倍。極不穩定，氣態和液態ClO2均易爆炸。故必須以水溶液形式現場制取。 原理：中性條件中6ClO2 + 3H2O = 5HClO3 + HCl 堿性環境中 2ClO2 + OH- = ClO3- + ClO2- + H2O 二氧化氯消毒發生器18第18頁制取方法： 亞氯酸鈉和氯制取： Cl2 + H2O HClO + HCl HClO + HCl

8、+2NaClO2 2ClO2 + 2NaCl +H2O用酸與亞氯酸鈉制取: 5NaClO2 + 4HCl 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O優缺點：ClO2對細菌細胞含有較強吸附和穿透能力，滅活能力強。甚至本身氧化能力能去除THMs前驅體。ClO2消毒能力比氯強。ClO2余量能在管網中保持很長時間。 ClO2本身和副產物ClO2對人體血紅細胞有損害。ClO2制備成本高且需要現場制備，制備過程也比較復雜。 19第19頁 1893年，在荷蘭奧茨胡恩建立了世界上第一家使用臭氧進行飲用水處理工廠，但其后近1時間內因為各種原因，應用不是很普遍。 自從世界衛生組織確認經氯化消毒飲用水存在致癌性THM

9、s后，臭氧便作為最安全可靠飲用水消毒方法在世界各地快速發展起來。 近年來臭氧消毒技術應用日益廣泛，但同時臭氧化副作用也開始引發人們關注。臭氧消毒一、臭氧消毒概述20第20頁臭氧極其不穩定，分解時會釋放出新生態氧 O3 O2+O新生態氧含有極強氧化能力，對含有頑強抵抗力微生物，會破壞細菌有機鏈狀結構造成細菌死亡。二、臭氧消毒機理21第21頁O3滅菌有以下3種形式：1.臭氧能氧化分解細菌內部葡萄糖所需酶，使細菌滅活死亡。2.直接與細菌、病毒作用，破壞它們細胞器和DNA、RNA，使細菌新陳代謝受到破壞，造成細菌死亡。3.透過細胞膜組織，侵入細胞內，作用于外膜脂蛋白和內部脂多糖，使細菌發生通透性畸變而

10、溶解死亡。22第22頁三、技術及應用方法 臭氧消毒示意圖23第23頁臭氧滅菌為溶菌級方法，殺菌徹底，無殘留，殺菌廣譜；O3對霉菌也有極強殺滅作用。且O3是一個無污染消毒劑；O3為氣體，能快速彌漫到整個滅菌空間，滅菌無死角。投資大，費用較氯化消毒高；消毒后對管道有腐蝕作用；同時水中大分子物質變成份子較小中間產物，可能有毒性。四、優缺點24第24頁臭氧消毒在飲用水中應用越來越廣泛，比如臭氧-陶粒聯用去除水中微污染有機物、臭氧化-生物活性炭技術聯用等。臭氧化-生物活性炭深度處理五、技術發展與展望25第25頁O3+UV法是催化氧化法26O3+UV聯合工藝第26頁臭氧消毒技術產業屬于新興朝陽產業，應用范

11、圍極廣，產品開發潛力大，國際上臭氧技術生產企業仍處于百家爭鳴，沒有品牌，沒有大企業壟斷，國內臭氧技術與國外存在差距，但趕超國際水平技術難度并不高，國內現在是臭氧技術發展大好時機。27第27頁 大約在1個多世紀以前，人們就開始了對紫外線消毒機理和應用研究。早在1877年，Down和Blunt第一次報道了關于太陽光輻射能夠殺滅培養基中細菌特征，這也揭開了人們對紫外線消毒研究和應用序幕。紫外線消毒一、紫外線消毒概述28第28頁 紫外線是一個波長范圍為 136-390 nm不可見光線，在波長為 240-280 nm時含有殺菌作用，尤以波長 253.7 nm處殺菌能力最強。 依據生物效應不一樣，將紫外線

12、按照波長劃分為四個部分：A波段(UVA)；B波段(UVB)；C波段(UVC)；D波段(UVD)。水消毒主要采取是C波段紫外線。二、紫外線消毒原理29第29頁UV 消毒器按水流邊界不一樣分為敞開式和封閉式。 1）敞開式系統在敞開式UV消毒器中被消毒水在重力作用下流經UV消毒器并殺滅水中微生物。敞開式系統又可分為浸沒式和水面式兩種。浸沒式又稱為水中照射法，其經典結構如圖1所表示三、消毒器結構形式30第30頁2）封閉式系統封閉式 UV 消毒器屬承壓型，用金屬筒體和帶石英套管紫外線燈把被消毒水封閉起來，結構形式如圖 2所表示。31第31頁低壓低強度紫外線燈通常汞氬燈發出為UVC區域紫外線，低壓低強度紫

13、外線燈長度為0.751.5 m，橫斷面直徑為1520 mm。低壓高強燈低壓高強燈90%以上紫外能輸出在253.7 nm波段，單根紫外燈最大輸出功率普通在100 W左右中壓高強燈中壓燈紫外能輸出在消毒200 nm300 nm波段多頻譜輸出，單根紫外燈輸出功率在420 W以上。四、不一樣類型紫外線燈32第32頁優缺點：殺菌效率高，操作簡單；不產生有毒有害副產物占地面積小，停留時間短。無連續殺菌能力，紫外燈管輕易結垢，影響紫 外光透出和殺菌效果；一些細菌被紫外照射失活病毒細菌可經過光協作可修復復活。五、優缺點33第33頁紫外線消毒技術在過去幾十年已經發展相當成熟，而今正由主流水處理企業進行著標準化使

14、用和推廣。經過多年發展，該技術已經成為成熟可靠高效環境保護消毒技術，在國外各個領域得到了廣泛利用。在我國因為對其技術了解有一定不足，在污水處理中應用不多。進入 21 世紀后，伴隨對污水尾水消毒日益重視和運行經驗積累，紫外線消毒技術將得到推廣，預計今后有條件污水處理廠中 50將會采取紫外線消毒，并成為取代傳統化學消毒方法主流技術六、技術發展與應用前景34第34頁6.5 消毒副產物1974年Rook在飲用水中發覺了三氯甲烷后，其它研究人員也相繼在飲用水中檢測出三氯甲烷以及其它大量有機鹵代物。水體中有機物成份非常復雜，尤其是存在各種化學污染物。在對水消毒過程中，會產生消毒副產物。35第35頁36一、

15、氯消毒副產物（THMs、HANs、HAAS、MX等） 氯消毒副產物產生簡明示意圖第36頁二氧化氯消毒也會產生少許消毒副產物，如亞氯酸鹽、氯酸鹽等。有研究表明，過量ClO2、ClO2和ClO3對人體健康有著潛在影響，可能會引發貧血癥，影響嬰兒神經系統二、二氧化氯消毒副產物ClO2,ClO337 二氧化氯消毒副產物形成第37頁研究者采取氯胺消毒，對生成消毒副產物進行分析檢測，檢測出了消毒副產物三鹵甲烷(THMs)、鹵乙腈（HANs）、鹵代酮（HKs）、三氯乙醛（CH）和三氯硝基甲烷（TCNM）。三、氯胺消毒副產物（THMs、HANs、HKs、CH、TCNM）38第38頁水中有溴離子存在時，溴離子與

16、臭氧反應以下： BrO3O2+BrO- H+BrO- HBrO BrO +2O3 2O2+BrO3四、臭氧消毒副產物（BrO3-， THMs等）39第39頁新型含氮副產物鹵代硝基甲烷（HNMs），三氯硝基甲烷（TCNM），鹵乙酸（HAAS）因為其高毒性和在水中被頻繁檢出，已經引發了全世界關注。當前在國內外自來水廠中均已經檢出HNMs。五、氮類消毒副產物（THM，HNMs，TCNM，HAAS）40第40頁人們很早就認識到自然界中一些生物能夠對一些有害生物起到抑制或者殺滅作用，而又不對環境產生任何連續性破壞作用，并受到這些生物特殊功效啟發，發展利用了這些生物及其代謝產物進行消毒滅菌生物消毒法。6.

17、6消毒新技術進展41一、生物消毒第41頁研究發覺在紫外線照射下ZnS、CdS等金屬硫化物或這TiO2、ZrO2、ZnO等金屬氧化物能夠發生光催化反應，產生能夠滅活微生物和降解有機污染物強氧化性物質。42二、光催化消毒第42頁靜電水處理技術屬于物理法處理過程，與化學法處理成不一樣，不是靠改變水中離子成份到達水處理目標，而是經過高壓或者低壓靜電場作用，而是經過改變水分子結構或改變水分子電子結構從而到達水處理目標。43三、電場消毒第43頁超聲波對污水進行消毒研究剛才起步，各種原因對消毒效果影響還不太清楚，其消毒機理還尚待深入研究。已經有資料看，高頻率超聲主要作用在于菌膠團解聚，而對于細菌滅活效用不大

18、，低頻超聲波才含有真正消毒效果，但單純超聲波消毒存在能耗較高問題，普通和UV技術聯用。44四、超聲波消毒第44頁生活中消毒？45第45頁漂白粉是什么？46第46頁漂白粉 漂白粉是氫氧化鈣、氯化鈣，次氯酸鈣混合物，其主要成份是次氯酸鈣Ca(ClO) ，有效氯含量為30%-38%。漂白粉為白色或灰白色粉末或顆粒，有顯著氯臭味，很不穩定，吸濕性強，易受光、熱、水和乙醇等作用而分解。漂白粉溶解于水，其水溶液能夠使石蕊試紙變藍，隨即逐步褪色而變白。遇空氣中二氧化碳可游離出次氯酸，遇稀鹽酸則產生大量氯氣。47第47頁漂白粉質量是按它“有效氯”以及它能在長時期保持有效氯能力來決定。有效氯是依據它同鹽酸作用時產生氯氣量來計算。反應化學方程式是：Ca(ClO)+4HCl=2Cl+CaCl+2HOCl2+2HI=2HCl+I2NaSO+I=NaSO6+2NaI反應生成碘用硫代硫酸鈉（Na