一、消毒定義：
將水體中的病原微生物(pathogenic organisms)滅活，使之減少到可以接受的程度。 人體內(nèi)致病微生物主要包括：
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。
消毒與滅菌(sterilization)不同：滅菌是消滅所有活的生物。 評價指標(biāo)：（生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范，衛(wèi)生部, 2001.6）
細(xì)菌總數(shù)：<100個/mL
總大腸菌群：每100mL水樣中不得檢出 糞大腸菌群：每100mL水樣中不得檢出
二、消毒簡史
1854年 John Snow 在倫敦發(fā)現(xiàn)霍亂（cholera）與飲用水密切相關(guān) 1881年 Koch 發(fā)現(xiàn)氯可以殺死細(xì)菌
1902年 比利時的Middleheike市**在公共水處理中采用氯消毒
三、消毒方法：
化學(xué)藥劑（氧化劑等） 物理法（熱和光） 機(jī)械法（格網(wǎng)、膜） 輻射（?射線、電子束）
四、消毒機(jī)理
可能有以下幾個方面的作用：
(1) 破壞細(xì)胞壁；(2)改變細(xì)胞通透性：（3）改變微生物的DNA或RNA；(4)抑制酶的活性
第2節(jié) 氯消毒
氯化作用（chlorination）常用作消毒的同義詞。 一、氯消毒原理
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-
HOCl和OCl-的比例與水中溫度和pH有關(guān)。pH高時，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。只有它才能擴(kuò)散到細(xì)菌表面，并穿透細(xì)胞壁到細(xì)菌內(nèi)部，破壞細(xì)菌酶系統(tǒng)。實踐也表明pH越低，消毒作用越強。
有關(guān)氯消毒理論仍有待研究。
如果有氨存在：
NH3 + HOCl ? NH2Cl + H2O NH2Cl + HOCl ? NHCl2 + H2O NHCl2 + HOCl ? NCl3 + H2O 其比例與pH有關(guān)。
pH>9，一氯胺占優(yōu)勢
pH為7時，一氯胺和二氯胺同時存在。 pH<6.5時，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，反應(yīng)才會向左移動。
因此，有氯胺存在時，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％。 三種氯胺中，二氯胺消毒效果**好，但有嗅味。三氯胺消毒作用極差，且有惡嗅味。
自由性或游離性氯（free available chlorine）：HOCl、OCl－ 化合性氯或結(jié)合性氯（combined available chlorine）：
二、消毒動力學(xué)
1. 接觸時間的影響：
在一定消毒劑的濃度下，消毒速度可用Chick定律（1908年）表示： - dN/dt ＝ k N
N：t時刻活的微生物數(shù)目；k：反應(yīng)速率常數(shù)；t：反應(yīng)時間
n>1 濃度影響大 n<1 時間影響大
在一般情況下，可以視n=1。
CT 值作為消毒劑消毒能力的判斷指標(biāo)。
三、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。 加氯曲線： ? 水中無任何微生物、有機(jī)物等，加氯量＝余氯，圖18－2中的① ? 水中有機(jī)物較少時，需氯量滿足以后就是余氯。圖18－2中的②
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OA段：水中雜質(zhì)把氯消耗光。
AH段：氯與氨反應(yīng)，有余氯存在，有一定消毒效果，但余氯為化合性氯，其主要成分是一氯氨。
HB段：仍然是化合性余氯，加氯量繼續(xù)增加，氯氨被氧化成不起消毒作用的化合物，余氯反而減少。
BC段：B點以后，出現(xiàn)自由性余氯。 加氯量超過折點需要量：折點氯化
當(dāng)原水游離氨<0.3mg/L時→→加氯量控制在折點后 當(dāng)原水游離氨>0.5mg/L時→→加氯量控制在峰點前
四、加氯點：
濾后加氯
濾前加氯――混凝劑投加時加氯，提高混凝效果。 管網(wǎng)中途加氯
五、加氯設(shè)備與工藝
1. 加氯設(shè)備
一般用氯氣：有毒氣體，在6－8氣壓下變成液氯 使用時采用氯瓶。干燥氯氣和液氯對鋼瓶無腐蝕作用，但遇水或受潮則會嚴(yán)重腐蝕金屬。因此，必須嚴(yán)格防止水和潮氣進(jìn)入氯瓶。 加氯機(jī)：轉(zhuǎn)子加氯機(jī)#p#分頁標(biāo)題#e#
六、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G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G制訂的消毒劑－消毒副產(chǎn)物方案中建議： THMs 80 ?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。
第3節(jié) 其它消毒法
一、氯氨消毒
優(yōu)點：水中含有有機(jī)物和酚時，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。
但作用緩慢，殺菌能力比自由氯弱。單獨使用的情況較少。 人工投加氨可以是液氨、硫酸氨或氯化氨。
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 采用氯氨消毒時，一般先加氨，再加氯。
二、二氧化氯消毒
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。 制取方法：
亞氯酸鈉和氯制取：
Cl2 + H2O → HOCl + HCl
HOCl + HCl +2NaClO2 → 2 ClO2 + 2NaCl +H2O
用酸與亞氯酸鈉制取:
5NaClO2 + 4HCl → 4 ClO2 + 5NaCl + 2H2O
ClO2既是消毒劑又是氧化能力很強的氧化劑。對細(xì)菌的細(xì)胞具有較強的吸附和穿透能力，滅活能力強。
不會與水中有機(jī)物作用生成有機(jī)氯化物。甚**本身的氧化能力能去除THMs前驅(qū)體。
ClO2消毒能力比氯強。
ClO2不水解，消毒受pH影響較小。 ClO2余量能在管網(wǎng)中保持很長的時間。 作為氧化劑，能去除或降低水的色度等。
但ClO2本身和副產(chǎn)物ClO2－
對人體血紅細(xì)胞有損害。有報道認(rèn)為還對人的神經(jīng)系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)有損害。
三、臭氧消毒
作用：既是氧化劑，又是消毒劑，滲入細(xì)胞壁。
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。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。
歐洲普遍用臭氧處理飲用水，在美G也逐漸流行。 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。
四、其它
次氯酸鈉消毒：次氯酸鈉發(fā)生器食鹽電解：NaCl+H2O?NaOCl+H2?紫外線消毒：消毒速度快，幾十秒鐘即能殺菌；不影響水的物理和化學(xué)性質(zhì)；操作簡單 電化學(xué)消毒：消毒效率高
第4節(jié) 污水消毒
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**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。
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