水循環(huán)過程中因受自然因素和人類的生活生產(chǎn)活動(dòng)的影響，雜質(zhì)和異物帶入水循環(huán)形成污水。污水主要包括城市生活污水、工業(yè)廢水和徑流污水。若這些污水若不經(jīng)處理就排入地面水體，就會(huì)使河流、湖泊受到嚴(yán)重污染。污水經(jīng)過二級(jí)處理后，仍可能有病原菌，因此必須對(duì)污水進(jìn)行。深圳市水天藍(lán)**科技有限公司在本文分析比較了在污水工藝的液氯消毒、二氧化氯發(fā)生器、臭氧消毒、紫外線消毒技術(shù)的適用條件、優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)污水技術(shù)的發(fā)展方向進(jìn)行了詳細(xì)分析，探討。
一：液氯消毒：
液氯消毒法（chlorine disinfection）指的是將液氯汽化后通過加氯機(jī)投入水中完成氧化和的方法。液氯是迄今為止相當(dāng)常用的方法，其特點(diǎn)是液氯成本低、工藝成熟、效果穩(wěn)定可靠。由于加氯法一般要求不少于30 min的接觸時(shí)間，接觸池容積較大；氯氣是劇毒***，存儲(chǔ)氯氣的鋼瓶屬高壓容器，有潛在威脅，需要按安全規(guī)定興建氯庫(kù)和加氯間；液氯消毒將生成有害的有機(jī)氯化物，但是他的持續(xù)能力,讓他成為現(xiàn)今水處理行業(yè)里比較常用的工藝。
氯消毒原理一般分為兩種：
1.當(dāng)水中無(wú)氨氮存在時(shí)，氯氣加入水中產(chǎn)生一系列化學(xué)變化。不同的水質(zhì)其化學(xué)反應(yīng)的過程也不一樣，但**終起作用的產(chǎn)物為次氯酸和次氯酸根離子。
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl– （1）
次氯酸是一種弱電介質(zhì)
HOCl→H++ OCl–（2）
次氯酸與次氯酸根在水里所占的比例主要取決于水的pH值，HOCl和OCl–都具有氧化能力，但HOCl是中性分子，可以擴(kuò)散到帶負(fù)電荷的表面，并滲入體內(nèi)，氯原子氧化作用破壞體內(nèi)的酶，使死亡；而OCl–帶負(fù)電，難于靠近帶負(fù)電荷的，所以雖有氧化能力也難起作用。可以看出，在pH值5.6 ~ 9.5范圍內(nèi)，水的pH值越低，HOCl的百分含量越大，因而效果越好。
2. 當(dāng)水中存在氨氮時(shí)，
（1）式產(chǎn)生的HOCl就會(huì)和氨化合，產(chǎn)生一類叫胺的化合物，其成份視水的pH值及Cl2和NH3含量的比值而定。
NH3+HOCl →NH2Cl+ H2O………………….(3)
NH3+2HOCl→NHCl2+2 H2O…………………(4)
NH3+3HOCl →NCl3+3 H2O………………….(5)
當(dāng)水的pH值在5~8.5之間時(shí)，NH2Cl 和NHCl2同時(shí)存在，但pH值低時(shí)，NHCl2較多，NHCl2的**能力NH2Cl 強(qiáng)，所以水的pH值低一些，也是有利于作用的。NCl3要在pH值低于4.4時(shí)才產(chǎn)生，在一般的飲用水中不大可能形成。所以，無(wú)論水中是否存在氨氮，在使用液氯消毒時(shí)，在pH值6.8~8.5范圍內(nèi)，pH值越低，效果比pH值高的效果好。
液氯消毒優(yōu)缺點(diǎn)：
液氯消毒法，指的是將液氯汽化后通過加氯機(jī)投入水中完成氧化和的方法。其特點(diǎn)是液氯成本低、工藝成熟、效果穩(wěn)定可靠。缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生氯化副產(chǎn)物，主要是指飲用水氯化過程中產(chǎn)生的鹵代化合物。有機(jī)副產(chǎn)物氯化碳?xì)浠衔锶纾喝燃淄楹望u乙酸，因其強(qiáng)致*性已成為控制的主要目標(biāo)。
液氯消毒工藝流程：
二、二氧化氯發(fā)生器 ：
二氧化氯化學(xué)性質(zhì)活潑，易溶于水，在20℃下溶解度為107.98g/L，是氯氣的溶解度的5倍。氧化能力為氯氣的2倍。ClO2是中性分子，在水中幾乎以分子狀態(tài)存在，所以極易穿透細(xì)胞膜，滲入細(xì)胞內(nèi)，將其核酸（DNA或RNA）氧化后，從而阻止的合成代謝，并使死亡。在飲用水中 ClO2反應(yīng)如下式.(6)、(7)所示。
ClO2+ e→ClO2– (6)
ClO2+2 H2O +4e-→Cl–+4OH– (7)
實(shí)驗(yàn)測(cè)知，式(6)式的電極電位0.95V ，式(7) 式的電極電位0.78V。所以使用二氧化氯消毒還可以氧化水中的一些還原性金屬離子（如Fe2+ Mn2+等），即對(duì)水中的鐵、錳有著不錯(cuò)的去處效果。ClO2的氧化能力與溶液的酸堿性有關(guān)，溶液酸性越強(qiáng)，ClO2的氧化能力越強(qiáng)。但在pH值6-10范圍內(nèi)的**，效果幾乎不受pH值影響。
二氧化氯消毒的優(yōu)缺點(diǎn) ：
二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，它在水的中有以下獨(dú)特的***：可減少水中三鹵等氯化副產(chǎn)物的形成；當(dāng)水中含氨時(shí)不與氨反應(yīng)，其二氧化氯的氧化和作用不受影響；能殺滅水中的疒原微生物和疒毒；作用不受水質(zhì)酸堿度的影響；經(jīng)二氧化氯處理后，水中余氯穩(wěn)定持久，防止再污染的能力強(qiáng)；因氧化作用強(qiáng)，可除去水中的色和味，不與酚形成氯酚臭；對(duì)鐵、錳的除去效果較氯強(qiáng)；二氧化氯的水溶液可以安全生產(chǎn)和使用。其缺點(diǎn)是：二氧化氯具有性，必須在現(xiàn)場(chǎng)制備，立即使用；制備含氯低的二氧化氯較復(fù)雜，其成本較其它方法高；二氧化氯的歧化產(chǎn)物對(duì)動(dòng)物可引起溶血性貧血和變性血紅旦質(zhì)血癥等中毒反應(yīng)。
二氧化氯發(fā)生器工藝流程：
綜上所述，在凈水工藝條件下，用液氯消毒，起**作用的主要是HOCl，其**效果比OCl–高近80倍。由圖表Ⅰ可以看出pH值越高，HOCl離解的越多，當(dāng)pH值大于8時(shí)即達(dá)到75%的OCl–，效果就愈發(fā)降低。經(jīng)過眾多試驗(yàn)結(jié)果得出，ClO2可以在范圍內(nèi)殺滅，液氯只有在近中性條件下才能有效地殺滅。
三：臭氧消毒：
臭氧（O3）是氧的同素異形體，它是一種具有特殊氣味的淡藍(lán)色氣體。分子結(jié)構(gòu)呈三角形，鍵角為116°，其密度是氧氣的1.5倍，在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，它在水中的氧化還原電位為2.07V，*次于氟（2.5V），其氧化能力高于氯（1.36V）和二氧化氯（1.5V），能破壞分解的細(xì)胞壁，很快地?cái)U(kuò)散透進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，氧化分解內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等，也可以直接與、**發(fā)生作用，破壞細(xì)胞、核糖核酸（RNA），分解脫氧核糖核酸（DNA）、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使的代謝和繁殖過程遭到破壞。被臭氧殺死是由細(xì)胞膜的斷裂所致，這一過程被稱為細(xì)胞消散，是由于細(xì)胞質(zhì)在水中被粉碎引起的，在消散的條件下細(xì)胞不可能
再生。應(yīng)當(dāng)指出，與次氯酸類消毒劑不同，臭氧的**能力不受PH值變化和氨的影響，其**能力比氯大600-3000倍，它的、作用幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的，在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時(shí)，0.5-1min內(nèi)就可以致死。
臭氧消毒原理可以認(rèn)為是一種氧化反應(yīng)：
（1）臭氧對(duì)滅活的機(jī)理：
臭氧對(duì)的滅活反應(yīng)總是進(jìn)行的很迅速。與其它**劑不同的是：臭氧能與細(xì)胞壁脂類雙鍵反應(yīng)， 穿入菌體內(nèi)部，作用于蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，從而導(dǎo)致死亡。臭氧還作用于細(xì)胞內(nèi)的核物質(zhì)，如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。
（2）臭氧的滅活機(jī)理：
臭氧的作用首先是**的衣體殼蛋白的四條多肽鏈，并使RNA受到損傷，特別是形成它的蛋白質(zhì)。噬菌體被臭氧氧化后，電鏡觀察可見其表皮被破碎成許多碎片，從中釋放出許多核糖核酸，干擾其吸附到寄存體上。臭氧**的徹底性是不容懷疑的。
臭氧消毒的優(yōu)缺點(diǎn)：
***：1、臭氧消毒作用是極強(qiáng)的，不管是**，還是未萌動(dòng)的孢子都具有殺滅作用。
2、殺滅速度快，是氯的600－3000倍，在相同的作用時(shí)（滅大腸桿菌率為99.9％）其濃度是氯的0.000048倍。
3、臭氧消毒過程中產(chǎn)生的氧化物是、無(wú)味能生物降介的物質(zhì)。
4、臭氧能很快分解為氧，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，被人們稱之為“潔凈的消毒劑”。而且提高養(yǎng)殖用水中的溶氧量。
5、臭氧氣體游離狀態(tài)，中不會(huì)產(chǎn)生死角。
6、臭氧在過程中通過其氧化絮凝作用對(duì)水質(zhì)起到一定的凈化作用。
7、臭氧消毒技術(shù)可用于養(yǎng)殖用水飲用水海水、污水處理也可，用于環(huán)境物體等應(yīng)用范圍廣。
8、臭氧在應(yīng)用中，只能就地產(chǎn)生，所以簡(jiǎn)便、完全、可靠、經(jīng)濟(jì)。
缺點(diǎn)：
1、對(duì)消毒后的物質(zhì)無(wú)保護(hù)性余量
2、臭氧是**氣體過量會(huì)使人的呼吸系統(tǒng)出現(xiàn)障礙，這就要求密封使用使人不在臭氧過量的環(huán)境中停留過長(zhǎng)時(shí)間。
臭氧消毒工藝流程：
四：紫外線消毒：
紫外線根據(jù)波長(zhǎng)分為：這里近紫外線（UVA），遠(yuǎn)紫外線（UVB）和超短紫外線（UVC）。紫外線對(duì)人體皮膚的滲透程度是不同的。紫外線的波長(zhǎng)愈短，對(duì)人類皮膚危害越大。
紫外線消毒原理：
紫外線消毒是指利用適當(dāng)波長(zhǎng)的紫外線能夠破壞微生物機(jī)體細(xì)胞中的DNA（脫氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子結(jié)構(gòu)，造成生長(zhǎng)性細(xì)胞死亡和（或）再生性細(xì)胞死亡，達(dá)到**的效果。紫外線消毒可用于氯氣和次氯酸鹽供應(yīng)困難的地區(qū)和水處理后對(duì)氯的副產(chǎn)物有嚴(yán)格限制的場(chǎng)合。紫外線消毒技術(shù)基于現(xiàn)代防*學(xué)、醫(yī)學(xué)和光動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，利用特殊設(shè)計(jì)的效率高、**度和長(zhǎng)壽命的UVC波段紫外光照射流水，將水中各種、**、寄生蟲、水藻以及其他病原體直接殺死。
紫外線消毒的***如下：
***：不在水中引進(jìn)雜質(zhì)，水的物化性質(zhì)基本不變；
水的化學(xué)組成（如氯含量）和溫度變化一般不會(huì)影響效果；
不另增加水中的嗅、味，不產(chǎn)生諸如三鹵甲烷等類的副產(chǎn)物；
**范圍廣而迅速，處理時(shí)間短，在一定的輻射強(qiáng)度下一般病原微生物*需十幾秒即可殺滅，能殺滅一些氯消毒法無(wú)法滅活的病菌，還能在一定程度上控制一些較高等的水生生物如藻類和紅蟲等；
過度處理一般不會(huì)產(chǎn)生水質(zhì)問題；
一體化的設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單，容易安裝，小巧輕便，水頭損失很小，占地少；
容易操作和管理，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，設(shè)計(jì)良好的系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行維護(hù)工作量很少；
運(yùn)行管理比較安全，基本沒有使用、運(yùn)輸和儲(chǔ)存其他化學(xué)品可能帶來(lái)的劇毒、易燃、和腐蝕性的安全**；
系統(tǒng)除了必須運(yùn)行的水泵以外，沒有其他噪音源。
水必須進(jìn)行前處理，因?yàn)樽贤饩€會(huì)被水中的許多物質(zhì)吸收，如酚類、芳香化合物等有機(jī)物、某些生物、無(wú)機(jī)物和濁度；
沒有持續(xù)能力，并且可能存在微生物的光復(fù)活問題，用在處理水能立即使用的場(chǎng)合、管路沒有二次污染和原水生物穩(wěn)定性較好的情況（要求有機(jī)物含量低于10μg/L）;
不易做到在整個(gè)處理空間內(nèi)輻射均勻，有照射的陰影區(qū)；
沒有容易檢測(cè)的殘余性質(zhì)，處理效果不易迅速確定，難以監(jiān)測(cè)處理強(qiáng)度；
處理水量較??；較短波長(zhǎng)的紫外線（低于200nm）照射可能會(huì)使硝酸鹽轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽，為了避免該問題應(yīng)采用特殊的燈管材料吸收上述范圍的波長(zhǎng)。
紫外線紫外光譜的范圍劃分如下表:
紫外線消毒工藝流程：
紫外線與臭氧消毒均對(duì)供應(yīng)室無(wú)菌區(qū)有明顯作用，數(shù)據(jù)又顯示臭氧消毒前后的菌落減少數(shù)明顯高于紫外線，即臭氧對(duì)的殺滅率更高，此點(diǎn)提示在臨床工作的無(wú)菌區(qū)，要想達(dá)到更好的效果，臭氧消毒器為首先選擇。就目前而言，臨床中以紫外線消毒為主，但紫外線燈管發(fā)出的低能量電磁輻射穿透性能差、容易受塵埃及物體的遮擋，影響對(duì)空氣消毒的質(zhì)量，同時(shí)紫外線消毒方式對(duì)紫外線照射的距離、的環(huán)境、照射時(shí)間以及照射對(duì)象均
有較高的要求，加上其操作過程中易受人為因素的影響，效果常常很不穩(wěn)定。在臨床中又發(fā)現(xiàn)紫外線對(duì)人體有損害，可使局部皮膚產(chǎn)生紅斑，眼睛長(zhǎng)時(shí)間直視可引起紫外線眼，長(zhǎng)期接觸紫外線還可引起白細(xì)胞下降等相關(guān)**。而臭氧消毒器是運(yùn)用放電法，以空氣為原料，運(yùn)用**的控制系統(tǒng)制備一定量的臭氧,在相對(duì)密封的環(huán)境下，呈現(xiàn)彌漫性循環(huán)氣體，且擴(kuò)散均勻，通透性好，克服了紫外線消毒留有死角的問題，能達(dá)到全方面、快速的**目的，同時(shí)臭氧的**譜廣，既可以殺滅繁殖體、**、芽孢、和原蟲孢體等多種微生物，同時(shí)又具有較強(qiáng)的除霉、除臭的功能。
總之我們發(fā)現(xiàn)在污水方面以臭氧為因子的消毒機(jī)效果可靠，能夠有效殺滅供應(yīng)室無(wú)菌區(qū)的，消毒后死角少，作用快速、操作簡(jiǎn)便，可以克服紫外線消毒的一些弊端，是目前較理想的方式。尤其在供應(yīng)室無(wú)菌區(qū)進(jìn)行空氣消毒時(shí)，臭氧消毒為首先選擇。
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