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主题: 有一种方法，可以在几秒钟内使被病菌污染的水源变成可饮用水。如何引入到灾区？
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作者 有一种方法，可以在几秒钟内使被病菌污染的水源变成可饮用水。如何引入到灾区？   
所跟贴 我看电视，现在当地在发一种药片，放水里才能使用 -- 狼协 - (22 Byte) 2008-5-27 周二, 02:19 (541 reads)
木辛
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头衔: 海归元帅

头衔: 海归元帅
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加入时间: 2004/02/23
文章: 7094

海归分: 1808921
文章标题: 转两篇东西：1）水消毒 (379 reads)      时间: 2008-5-27 周二, 03:08   
作者：木辛 在 海归商务 发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com

水 消 毒

目前我国用于饮用水消毒的方法主要有氯化消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒。

第一节 氯化消毒

1．常用氯消毒剂的种类

1．1氯 分子式为Cl2，分子量是70．91。氯是一种强氧化物质，在常温常压下呈黄绿色气体，氯气较空气重2．5倍，具有强烈的刺激性和氯臭味。当加压至6—7个大气压时可液化，体积缩小 457倍，可灌入钢瓶中贮存，故又称液氯。液氯较水重1．5倍，将液氯置于大气中，立即变成气体，将氯气通入水中可得氯水。氯加入水中可变为盐酸和次氯酸。

1．2漂白粉 漂白粉又称含氯石灰、氯化石灰。它是将氯气通入熟石灰中而制成的混合物，主要成分为次氯酸钙(含32％—36％)，还含氯化钙(29％)、氧化钙(10％—18％)、氢氧化钙(15％)及水(10％)，通常以Ca0Cl2代表其分子式。

漂白粉为白色颗粒状粉末，有氯臭，能溶于水，溶液呈碱性，有大量沉渣。漂白粉稳定性差，在一般保存过程中，有效氯每月可减少1％—3％，因此不宜保存过长时间。

1．3漂白粉精 将氯化石灰乳经过结晶分离，再溶解喷雾干 燥即制成漂白粉精，漂白粉精含次氯酸钙约80％，还含少量的氯化钙(2．74％)、氢氧化钙(1．9％)。 漂白粉精为白色粉末，有氯臭，易溶于水，溶液呈碱性，有少量沉渣，稳定性较漂白粉好，有效氯含量是漂白粉的一倍。

1．4有机含氯消毒剂 目前最常用于各种物品消毒的是二氯异氰尿酸钠(优氯净)， 二氯异氰尿酸钠为白色粉末，有氯臭气，有效氯含量为60％—64％，性质稳定，易溶于水，溶液呈弱酸性。但据研究报道有机氯毒性危害程度比无机氯大，且可能有致癌作用，因此，采用有机含氯消毒剂作长期饮用水消毒是不适宜的。 1．5次氯酸钠 电解食盐所得氯气与氢氧化钠作用生成次氯酸钠，分子式NaOCl，分子量为74．44。次氯酸钠为淡黄色液体，有氯臭，有效氯含量为12％—14％，易溶于水，稳定性差，受热及阳光照射有效氯易丧失，故不宜长时间保存。

2.氯化消毒的基本原理

2.1氯的杀菌机理 氯的杀菌作用是由于次氯酸体积小，电荷中性，易于穿过细胞壁；同时，它又是一种强氧化剂，能损害细胞膜，使蛋白质、RNA和DNA等物质释出，并影响多种酶系统(主要是磷酸葡萄糖去氢酶的巯基被氧化破坏)，从而使细菌 。氯对病毒的作用，在于对核酸的 性损害。有资料指出病毒对氯的抵抗力较细菌强，其原因可能是病毒缺乏一系列的代谢酶；氯较易破坏—SH键，而较难使蛋白质变性。

2.2影响消毒效果的因素 氯化消毒的效果受下列各因素的影响：加氯量、接触时间、PH值、水温、水的浑浊度和微生物的种类及数量。

2．2．1加氯量：用氯及含氯化合物消毒饮水时，氯不仅与水中细菌作用，还要氧化水中的有机物和还原性无机物，其需要的氯的总量称为“需氯量”。为保证消毒效果，加氯量必须超过水的需氯量，使在氧化和杀菌后还能剩余一些有效氯，称为“余氯”。一般要求氯加入水中后，接触30分钟，水中至少应保持游离性余氯0．3mg/l。在配水管网末梢，游离性余氯不应低于0．05mg/l。余氯分为游离性余氯和化合性余氯两种，游离性的HOCl、OCl-和Cl2;化合性如NH2Cl和NHCl2。前者杀菌力较强，后者杀菌力较弱。

2．2．2接触时间： 氯加入水中后，必须保证与水有一定的接触时间，才能充分发挥消毒作用。用游离性有效氯(指HOCl和OCl—)消毒时，接触时间应至少30分钟，游离性余氯达0．3—0．5mg/l；采用氯胺(指NH2C1和NHCl2)消毒时，接触时间应在l—2小时，化合性余氯达1—2mg/l。

2．2．3水的PH值： 次氯酸是弱电解质，其离解程度取决于水温和水的PH值。当PH值＜5．0时，HOCL呈100％形式存在于水中，随着PH值的增高，HOCl逐渐减少而OCL-逐渐增多。PH值在6．0时，HOCl在95％以上；PH值

＞7．0值，H0CL含量急剧减少；PH＝7．5时，HOCl和OCl-大致相等；PH值＞9时，OCl-接近100％。根据对大肠杆菌的实验，次氯酸(HOCl)的杀菌效率比次氯酸离子(OCL-)高约80倍。因此，消毒时应注意控制水的PH值，不要太高，以免生成OCl-较多，H0CL较少而影响杀菌效率。

用漂白粉消毒时，因同时产生Ca(OH)2，可使PH值升高。故当漂白粉因保存不当或放置过久而使有效氯含量低时，消毒效果会受影响。

二氯胺的杀菌效果较一氯胺高，三氯胺则几乎无杀菌作用。它们之间的生成量比例，取决于氨和氯的相对浓底，PH值和温度等因素。一般而言，当PH值＞7时，一氯胺的生成量较多；PH＝7．0时，一氯胺和二氯胺近似相等;PH值＜6．5时，主要为二氯胺；三氯胺只有当PH值＜4．4时才存在。

2．2．4水温： 水温高，杀菌效果好。水温每提高10℃，病菌杀灭率约提高2—3倍。

2．2．5水的浑浊度： 用氯消毒时，必须使生成的次氯酸(HOC1)和次氯酸离子(OCl-)直接与水中细菌接触，方能达到杀菌效果。如水的浑浊度很高，悬浮物质较多，细菌多附着在这些悬浮颗粒上，则氯的作用达不到细菌本身，使杀菌效果降低。这说明消毒前混凝沉淀和过滤处理的必要性。悬浮颗粒对消毒的影响， 因颗粒性质、微生物种类而不同。如粘土颗粒吸附微生物后，对消毒效果影响甚小，而粪尿中的细胞碎片、或污水中的有机颗粒与微生物结合后，会使微生物获得明显的保护作用。病毒因体积小，表面积大，易被吸附成团，因而颗粒对病毒的保护作用较细菌大。

2．2．6水中微生物的种类和数量 不同微生物对氯的耐受性不尽相同，除腺病毒外，肠道病毒对氯的耐受性较肠道病原菌强。

消毒往往达不到100％的杀灭效果，常以99％、99．9％或99．99％的效果为参数。故消毒前若水中细菌过多，则消毒后水中细菌数就不易达到卫生标准的要求。

3．氯消毒的几种方法

3．1普通氯化消毒法 当水中需氯量较低，且基本无氨(＜0．3mg/L)时，加入少量氯即可达到消毒目的一种消毒法。此法产生的主要是游离性余氯，所需接触时间短，效果可靠；但要求源水污染较轻，且基本无酚类物质(氯能与酚形成有嗅味的氯酚)；游离性余氯较不稳定，不易在较长管网中保持至管网末梢。

3．2折点氯消毒法 采用超过折点的加氯量，使水中形成适量的游离性余氯，称为折点氯消毒法。本法的优点是：消毒效果可靠；能明显降低锰、铁、酚和有机物含量；并具有降低臭味和色度的作用。缺点是耗氯多，因而有可能产生较多的氯化副产物三卤甲烷;需事先求出折点加氯量，比较麻烦，有时水样折点不明显；会使水的PH值过低，故必要时尚需加碱调整。

3．3氯胺消毒法 在水中加入氨(液氨、硫酸胺或氯化胺)，则加氯后生成一氯胺和二氯胺，这种方法为氯胺消毒。氨与氯的比例应通过试验确定，其范围一般为1：3—1：6。本法的优点是：三卤甲烷类物质的形成明显较普通氯化法低；如先加氨后加氯，则可防止氯酚臭，化合性余氯较稳定，在管网中可维持较长时间，使管网末梢余氯得到保证。缺点是：氯胺的消毒作用不如次氯酸强，要求保证足够长的接触时间(2小时)和较高的余氯量(1—2mg/l)，因此接触时间长，费用较贵；需加氨而操作复杂；对病毒的杀灭效果较差。

3．4过量氯消毒法 当水源受有机物和细菌污染较严重时，或在野外工作、行军等条件下，需在短时间内达到消毒效果时，可加过量氯于水中，使余氯达l—5mg/l。消毒后的水需用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠,硫代硫酸钠)或活性炭脱氯。

4．加氯地点

4．1加氯地点 在水的净化处理流程中，加氯地点可选择为： 4．1．1滤前加氯 指在混凝沉淀前加氯，其主要目的在于改良混凝沉淀和防止藻类生长，但易生成大量氯化副产物。

4．1．2滤后加氯 指在滤后水中加氯，其目的是杀灭水中病原微生物，它是最常用的消毒方法。也可采取二次加氯，即混凝沉淀前和滤后各加一次。

4．1．3中途加氯 在输水管线较长时，在管网中途的加压泵站或贮水池泵站的补充加氯。采用此法既能保证末梢余氯，又不致使水厂附近的管网水含余氯过高。

5．氯化消毒的安全性问题

5．1氯化副产物的形成及危害 在氯化消毒杀灭水中病原微生物的同时，氯与水中的有机物反应，产生一系列氯的副产物。通常，将水中能与氯形成氯化副产物的有机物称为有机前体物。天然水中有机前体物以腐殖质(含腐殖酸和富里酸)为主要成分，其次有藻类及其代谢产物、蛋白质等。腐殖质是氯化消毒过程中形成氯化副产物三卤甲烷的主要前体物质。三卤甲烷属挥发性卤代有机物，主要有四种：即氯仿,一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷和溴仿。其中以氯仿含量最高。据研究表明氯仿具有致突变性和动物致癌性。

氯化副产物中非挥发性卤代有机物有卤乙腈、卤乙酸、卤代酚、卤代酮和卤代醛等。这类物质目前现有仪器难以检测，但它们仍具有一定的突变性和致癌性。

5．2防治措施 对氯化副产物的防治，可根据情况采取以下措施：尽可能选择有机前体物含量低的水源；加强混凝沉淀和过滤等净化措施；防止藻类在制水构筑物内的生长，以降低有机前体物的含量；改善氯化消毒方法，如取消预氯化和避免折点氯消毒，采用管网中途加氯等，以减少氯化副产物的形成；采用颗粒活性炭过滤，以除去已形成的氯化副产物；此外还可考虑采用二氧化氯或臭氧作氧化剂／消毒剂，也可改用氯胺消毒。 6．氯制剂效果测定 用于饮水消毒的含氯制剂有液氯、漂白粉、漂白粉精片和次氯酸钠等，其消毒效果取决于有效氯的含量，液氯含有效氯在99％以上；新鲜漂白粉含有效氯在30％—35％；漂白粉精片含有效氯高达60％—70％；刚生产的次氯酸钠有效氯在13％-14％。漂白粉有效氯含量必须达25％以上，次氯酸钠有效氯含量应在10％以上才能作饮水消毒剂。有效氯的测定可采用碘量法。其原理是：氯在酸性溶液中与碘化钾起氧化作用，释出相当量的碘，再以硫代硫酸钠标准溶液来滴定碘，然后根据硫代硫酸钠标准溶液的用量计算出含氯化合物中有效氯的含量。漂白粉中有效氯的测定还可采用较简捷的蓝墨水快速测定法。因蓝墨水能为有效氯所漂白，故可根据消耗蓝墨水的体积计算漂白粉中有效氯的含量。

饮水在采用氯化消毒时，将涉及三个指标：加氯量，需氯量和余氯。 加氯量是指水中所加入的氯量。

需氯量是指消毒饮水所需要的氯量。

余氯是指水经加氯消毒接触一定时间后，水中所剩余的氯量，将加氯量减去余氯量即为水体的需氯量。饮水中余氯的作用是表证消毒效果，并可防止饮水受到再次污染。余氯有三种形式：

总余氯、化合性余氯、游离性余氯。

我国生活饮用水卫生标准中规定集中式给水出厂水中游离性余氯含量不得低于0．3mg／L。

余氯测定方法有：碘量法测定总余氯量，原理同有效氯测定；邻联甲苯胺的比色法测定总余氯和游离性余氯量，其原理是在PH小于1．3的酸性溶液中，余氯与邻联甲苯胺反应，生成黄色的醌式化合物，用目视比色法进行比色定量；邻联甲苯胺—亚砷酸盐比色法可分别测定三种形式的余氯和干扰假色，它的原理是当余氯与邻联甲苯胺生成黄色化合物后，再加入亚砷酸盐其颜色不再变化，如先加亚砷酸盐将余氯还原为氯化物，则余氯不能与邻联甲苯胺作用生成黄色化合物，此时溶液呈现的颜色为干扰物的假色。根据亚砷酸盐及邻联甲苯胺的加入次序，并控制不同的显色时间，则可分别测出游离性余氯，化合物余氯和总余氯的含量，并能去除假色干扰。

由于邻联甲苯胺具有致癌性，目前国际上已取消此比色法，而采用DPD法测定水中余氯(包括游离氯、化合性余氯、总余氯)含量。其原理是：氯与D.P.D在偏酸性条件下作用，生成桃红色产物，颜色的深浅与水中余氯的含量成正比。按加人试剂的顺序不同，可测出三种不同的余氯。

第二节 其他消毒

1．二氧化氯消毒 本世纪40年代，欧洲一些国家发现用二氧化氯(C102)用于水的消毒有很好的效果，但因制造复杂，价格较贵，过去未受到重视。近年来，国外为避免氯消毒所引起的有害作用而寻找新的消毒剂时，对它的研究和应用日益增多，据资料统计，在1977年欧洲使用二氧化氯的水厂就有数千个，美国有103个水厂使用二氧化氯消毒。我国近两年也有采用二氧化氯消毒饮水的水厂出现。

1．1二氧化氯的理化特性

二氧化氯在常温下为橙黄色气体，溶点-59．5℃，沸点11℃，冷水中溶解度为2．9g/l(即4℃时的溶解度)，热水中分解成HCl02、C12和O2。二氧化氯易溶于水，但不和水起化学反应，在水中极易挥发，其水中溶液呈黄绿色，敞开存放时能被光分解.因此不宜贮存，必须在现场边生产边使用；在密闭，避光条件下存放，很稳定，如果轻度酸化(PH6)则更稳定。二氧化氯很容易爆炸，当空气中浓度大于10％或水中浓度大于30％时，都具有爆炸性。因此在生产时常用空气来冲谈二氧化氯气体，使其浓度低于8％—10％。将此气体溶于水时，水中二氧化氯浓度约为6—8mg/L。

二氧化氯在酸性条件下有很强的氧化性。

1．2二氧化氯的消毒力 从研究资料显示，二氧化氯对细菌、病毒及真菌孢子的杀灭能力均很强，由于CLO2是一种不稳定化合物，不含H0Cl和H0Cl-形式的有效氯，然而其浓度常以有效氯的术语表示。Cl02氯原子为正4价，还原成氯化物时将可得到5个电子，因此其氧化力相当于氯的5倍，有效氯含量为263%。故二氧化氯是极为有效的饮水消毒剂。二氧化氯对微生物的杀灭原理是：二氧化氯对细胞壁有较好的吸附性和透过性能，可有效地氧化细胞内含疏基的酶；可与半胱氨酸、色氨酸和游离脂肪酸反应，快速控制生物蛋白质的合成，使膜的渗透性增高；并能改变病毒衣壳蛋白，导致病毒灭活。

1．3二氧化氯的毒性 二氧化氯及其歧化形成的亚氯酸盐和氯酸根有一定的毒性。C1O2-能引起动物的溶血性贫血和变性血红蛋白血症，CLO2还具有降低血清甲状腺素的作用。经动物实验证明，只有在接触高浓度二氧化氯及歧化产物亚氯酸盐时，才会产生不利影响；低剂量接触一般不会影响其健康。例如：有人用小白鼠作实验，饮用含亚氯酸盐100mg/l的水，可使它们的血红蛋白含量明显减少；饮用含量为10mg/l的水就未引起这种变化。让大鼠长期饮用含二氧化氯10mg/l的水，两年后也未检查出对动物健康有害的作用。

1．4二氧化氯消毒 CLO2在饮水消毒中除可单独使用外，也可与其它消毒剂配合使用。如用CL02作制水前处理，然后在滤后水中加氯，这样可防止形成过量的三卤甲烷，减少构筑物上藻类的生长，并能避免管网水中C102、C102-和CL03-的总量过高。

CLO2的投加量与源水水质有关，一般情况下，只作消毒用时，加入量为0．1—0.3mg/L，兼作前处理时，约为0.6-1.5mg/L。但无论何种情况，其余氯量应与游离余氯相同，且管网中CL02、C102-和CL03-的总量应低于1mg/L。

影响二氧化氯消毒效果的因素主要是温度，随着温度的降低其杀菌效力逐渐减弱。但消毒效果不受PH值的影响(PH6—10)，这使其对水质PH的变化比氯有更强的适应性，特别适用于碱度较高的水源水消毒；也不受天然水源中经常存在的氨的影响；因此，二氧化氯作为饮水消毒有其特有的实用性。

1．5二氧化氯消毒的优缺点 二氧化氯是一种强氧化剂，它在水的消毒中有以下独特的优点：可减少水中三卤甲烷等氯化副产物的形成；当水中含氨时不与氨反应，其二氧化氯的氧化和消毒作用不受影响；能杀灭水中的病原微生物和病毒；消毒作用不受水质酸碱度的影响；经二氧化氯处理后，水中余氯稳定持久，防止再污染的能力强；因氧化作用强，可除去水中的色和味，不与酚形成氯酚臭；对铁、锰的除去效果较氯强；二氧化氯的水溶液可以安全生产和使用。其缺点是：二氧化氯具有爆炸性，必须在现场制备，立即使用；制备含氯低的二氧化氯较复杂，其成本较其它消毒方法高；二氧化氯的歧化产物对动物可引起溶血性贫血和变性血红旦质血症等中毒反应。 2．紫外线消毒

2．1紫外线消毒原理 对病原微生物具有杀灭作用的紫外线波长主要为200-300nm，其中240—280nm波长的杀菌力较强，254nm波长的紫外线杀菌力最强。紫外线对病原微生物杀灭作用的原理是：当微生物被照射时，紫外线可透入微生物体内作用于核酸、原浆蛋白与酶，使其发生化学变化而造成微生物 。据研究，紫外线使DNA上相邻的胸腺嘧啶键合成双体，致DNA失去转录能力，病原微生物 。

2．2紫外线消毒方法 用紫外线消毒饮用水时，一般采用紫外线饮水消毒装置进行。消毒装置是管状，使水由一侧进入，另一侧流出，管道中用紫外灯照射。目前紫外线灯为高压石英水银灯。用于饮水消毒的设备有两种：套管进水式(浸入式)和反射罩式(水面式)。套管进水式是灯管外有石英套管，水从灯管旁流过而消毒；反射罩式是利用表面抛光的铝质反射罩将紫外线辐射到水中，所处理的水为无压流。灯管有效寿命为500h，灯管分低压灯管和高压灯管，高压灯管单位时间内消毒的水量较低压灯管为多。利用紫外线消毒时，水的色度和浊度要低，水深最好不超过2cm，光照接触时间10—100s。

2．3紫外线消毒的优缺点 紫外线消毒的优点是所需接触时间短，杀菌效率高，不改变水的物理化学性质；不产生残留物质和不良异味；缺点是消毒后水中无持续杀菌作用，每支灯管处理水量有限，且需定期清洗更换，(每周应用酒精棉球擦试灯管)，成本也较贵。因此，除单位供水可采用紫外线消毒外，未获得广泛应用。 3．臭氧消毒

3．1臭氧的理化特性 臭氧又称三氧。臭氧是已知最强的氧化剂，在常温下为淡兰色的爆炸性气体，有特臭。臭氧气体经低温压缩处理可呈液态，沸点为-112．3℃。臭氧在水中的溶解度比氧大13倍，但因分压较低，故在常温常压下只能得到每升数毫克的浓度溶液。臭氧稳定性极差，在常温下可自行分解为氧，并放出新生态氧：

3．2臭氧消毒的优缺点 臭氧消毒的优点是：消毒效果较C102和CL2好；用量少；接触时间短；PH在6—8．5范围内均有效；不影响水的感官性状，同时还有除臭、色、铁、锰、酚等多种作用；除水中有溴离子外，不产生三卤甲烷；用于前处理时尚能促进絮凝和澄清，降低混凝剂用量，并因而减少化学污泥量。缺点是：投资大、费用较氯化消毒高；水中03不稳定，控制和检测O3均需一定的技术，缺乏剩余消毒剂，出厂水无剩余03(03对管道腐蚀作用强，也不允许有剩余03)，因此需用第二消毒剂，以防止细菌后生长。

作者：木辛 在 海归商务 发贴, 来自【海归网】 http://www.haiguinet.com







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