课程名称：《水质工程学I》第周，第16讲次摘要第五章消毒授课题目（章、节）S5-1氯消毒【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重 点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】第五章消毒目的：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）1: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/L3、方法：物理法：加热，紫外线照射化学法：加药剂（主要是氯消毒）问题：受到有机污染的水与氯反应会产生三氯甲烷CHC13（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。S5-1氯消毒
课程名称：《水质工程学 I》 第 周，第 16 讲次 摘 要 授课题目（章、节） 第五章 消毒 §5-1 氯消毒 【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。 【重 点】 【难 点】 内 容 【本讲课程的引入】 【本讲课程的内容】 第五章 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/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） 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。 §5-1 氯消毒
、氯消毒原理：氯C12是强氧化剂起氧化作用。1、原水中不含氨氮时：C12+H20HOC1+HC1(歧化反应)Ki→为平衡常数Ocl-+HC12，HOC1；OC1一一一称为自由性余氯。K，与温度有关P360表18-1（不同温度平衡常数有变化）次酸高解平衡常数表18-110.5152025温度2.63.03.3K,×10** (mol/L)2.02.33.7称：HOC1、OC1-（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HOC1杀菌效果比OC1一好。所以应控制PH值低一些。100证明：[H[ocr]20K:[HOC]]0403DOHocI-L130Ig K = lg[HOC]20ocI-Ig K = -PH+lg[HOC]10510DH[oc-]图18-1不同pH值和水温时，水中HOC1.. PH +Ig K = lg[HOC]]和OCI的比例PH高，[OC]-]>[HOC1]。PH低,[HOC]]>[OC]-]t=20℃时，PH>9,0C1接近100%。PH=7.54时，[HOC1]～[OC1-]。PH<6时，[HOC1]接近100%2、水中实际存在氨氮：（有机污染使水含有氮氮）①C12+H20HOC1+HC1
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：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： HOCl H OCl K + − = HOCl OCl K H − + lg = lg lg HOCl OCl K PH − lg = − + lg ∴ HOCl OCl PH K − + lg = lg PH 高，[OCl－ ]>[HOCl]。PH 低,[HOCl]>[OCl－ ] 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：（有机污染使水含有氮氮） ① Cl2+H2O HOCl+HCl
NH3+HOC1NH.C1+H20有臭味NH2C1+HOC1NHC12+H20有恶臭味NHC12+HOC1NC13+H20-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NC1,存在（挥发性）。③水中氯胺的作用：i消减消毒强度，使HOC1浓度低，消毒作用渐缓。使接触消毒时间增长。氯消毒：可杀99%5min氯胺消毒：达60%5min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。iii消毒作用：（NHC12>NH,C1>NC13）化合性氯11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，和还原性物质所消1、氯量耗的部分。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；OC1-。余氯NHC1（化合性余氯：3NHC12(
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 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。 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，和还原性物质所消 1、氯量 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
NC13（（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：0.5~1mg/1管网末梢：0.05~0.1mg/1规范要求管网末梢不低于0.05mg/13、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。(7/80)D!洗米0R加氧量（mg/L）图18-2加氯蛋与余氯关系②水中有细菌有机物，无氨氮：iOM一一需氯量，杀细菌氧化有机物用量。iiO"M'=OM量；AB——余氯量。BM’一一两部分：一部分与氯反应慢的在测余氯时仍在（氧化有机物：杀菌）与氯反应；另一部分水中余氯受一些杂质和光线作用会分解2HOC1-→2HC1+02③水中存在有机物、细菌、氨氮时：1区：0A一一需氯量余氯量为零，加氯量b全部与有机物和杀菌作用耗尽。消毒效果不可靠。2区：AH一有一定的余氯量a2（化合性余氯）
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：0.5～1mg/l 管网末梢：0.05~0.1mg/l 规范要求管网末梢不低于 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 O′M′=OM 量； AB——余氯量。 BM′——两部分：一部分与氯反应慢的在测余氯时仍在（氧化 有机物；杀菌）与氯反应； 另一部分水中余氯受一些杂质和光线作用会分解 2HOCl 2HCl+O2 ③水中存在有机物、细菌、氨氮时： 1 区：OA——需氯量 余氯量为零，加氯量 b1全部与有机物和杀菌作用耗尽。消毒效果不 可靠。 2 区：AH—有一定的余氯量 a2(化合性余氯)
(.1/8)自由余裂化合余家加氧盘（(mg/L）图18-3折点加氯OA一需氯量一部分分解：2HOC1→2HC1+02b2(b2—0A)加氯量一部分反应慢的有机物与氯反应。（如：C+2C12+2H20→4HC1+C02）a2一余氯量。3区：HB一一余氯量a3（化合性余氯如NH2C1，NHC12）【b2[0A+(b2-0A)]b3 Cba—b22NH2C1+HOC1-N21+3HC1+H20所耗氯量加氯量越多，耗氯量越多，余氯a3越少。4区：BC段一一过了折点B（称为加氯折点），称为折点氯化。完全没有消耗氯的杂质了，出现了自由性余氯。C自由性余氯：HOC1、OC1一、C12余氯人L化合性余氯（如：NH,C1，NHC12R一NC1x）NHzC1浓度低到一定程度不再消耗氯。4、生产上消毒的加氯量：
OA—需氯量 b2 一部分分解： 2HOCl→2HCl+O2 （b2－OA） 加氯量 一部分反应慢的有机物与氯反应。 （如：C+2Cl2+2H2O→4HCl+CO2） a2—余氯量。 3 区：HB——余氯量 a3(化合性余氯如 NH2Cl，NHCl2.) b2[OA+(b2-OA)] b3 b3－b2 2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O 所耗氯量 加氯量越多，耗氯量越多，余氯 a3越少。 4 区：BC 段——过了折点 B（称为加氯折点），称为折点氯化。完 全没有消耗氯的杂质了，出现了自由性余氯。 自由性余氯：HOCl、OCl－、Cl2 余氯 化合性余氯（如：NH2Cl， NHCl2.R－NClx） NH2Cl 浓度低到一定程度不再消耗氯。 4、生产上消毒的加氯量：