水循環(huán)過程中因受自然因素和人類的生活生產(chǎn)活動的影響，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，就會使河流、湖泊受到嚴重污染。污水經(jīng)過二級處理后，仍可能有病原菌，因此必須對污水進行。深圳市水天藍**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，并對污水技術(shù)的發(fā)展方向進行了詳細分析，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投入水中完成氧化和的方法。液氯是迄今為止相當常用的方法，其特點是液氯成本低、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的接觸時間，接觸池容積較大；氯氣是劇毒***，存儲氯氣的鋼瓶屬高壓容器，有潛在威脅，需要按安全規(guī)定興建氯庫和加氯間；液氯消毒將生成有害的有機氯化物，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.當水中無氨氮存在時，氯氣加入水中產(chǎn)生一系列化學變化。不同的水質(zhì)其化學反應(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，可以擴散到帶負電荷的表面，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–帶負電，難于靠近帶負電荷的，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. 當水中存在氨氮時，
（1）式產(chǎn)生的HOCl就會和氨化合，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)
當水的pH值在5~8.5之間時，NH2Cl 和NHCl2同時存在，但pH值低時，NHCl2較多，NHCl2的**能力NH2Cl 強，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時才產(chǎn)生，在一般的飲用水中不大可能形成。所以，無論水中是否存在氨氮，在使用液氯消毒時，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：
液氯消毒法，指的是將液氯汽化后通過加氯機投入水中完成氧化和的方法。其特點是液氯成本低、工藝成熟、效果穩(wěn)定可靠。缺點是會產(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。有機副產(chǎn)物氯化碳氫化合物如：三氯甲烷和鹵乙酸，因其強致*性已成為控制的主要目標。
液氯消毒工藝流程：
二、二氧化氯發(fā)生器 ：
二氧化氯化學性質(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，所以極易穿透細胞膜，滲入細胞內(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)
實驗測知，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），即對水中的鐵、錳有著不錯的去處效果。ClO2的氧化能力與溶液的酸堿性有關(guān)，溶液酸性越強，ClO2的氧化能力越強。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 ：
二氧化氯是一種強氧化劑，它在水的中有以下獨特的***：可減少水中三鹵等氯化副產(chǎn)物的形成；當水中含氨時不與氨反應(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；因氧化作用強，可除去水中的色和味，不與酚形成氯酚臭；對鐵、錳的除去效果較氯強；二氧化氯的水溶液可以安全生產(chǎn)和使用。其缺點是：二氧化氯具有性，必須在現(xiàn)場制備，立即使用；制備含氯低的二氧化氯較復雜，其成本較其它方法高；二氧化氯的歧化產(chǎn)物對動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pH值大于8時即達到75%的OCl–，效果就愈發(fā)降低。經(jīng)過眾多試驗結(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），能破壞分解的細胞壁，很快地擴散透進細胞內(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。被臭氧殺死是由細胞膜的斷裂所致，這一過程被稱為細胞消散，是由于細胞質(zhì)在水中被粉碎引起的，在消散的條件下細胞不可能
再生。應(yīng)當指出，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、作用幾乎是瞬時發(fā)生的，在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時，0.5-1min內(nèi)就可以致死。
臭氧消毒原理可以認為是一種氧化反應(yīng)：
（1）臭氧對滅活的機理：
臭氧對的滅活反應(yīng)總是進行的很迅速。與其它**劑不同的是：臭氧能與細胞壁脂類雙鍵反應(yīng)， 穿入菌體內(nèi)部，作用于蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導致死亡。臭氧還作用于細胞內(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：
***：1、臭氧消毒作用是極強的，不管是**，還是未萌動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（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、無味能生物降介的物質(zhì)。
4、臭氧能很快分解為氧，不會產(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)，中不會產(chǎn)生死角。
6、臭氧在過程中通過其氧化絮凝作用對水質(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，所以簡便、完全、可靠、經(jīng)濟。
缺點：
1、對消毒后的物質(zhì)無保護性余量
2、臭氧是**氣體過量會使人的呼吸系統(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)境中停留過長時間。
臭氧消毒工藝流程：
四：紫外線消毒：
紫外線根據(jù)波長分為：這里近紫外線（UVA），遠紫外線（UVB）和超短紫外線（UVC）。紫外線對人體皮膚的滲透程度是不同的。紫外線的波長愈短，對人類皮膚危害越大。
紫外線消毒原理：
紫外線消毒是指利用適當波長的紫外線能夠破壞微生物機體細胞中的DNA（脫氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子結(jié)構(gòu)，造成生長性細胞死亡和（或）再生性細胞死亡，達到**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)和水處理后對氯的副產(chǎn)物有嚴格限制的場合。紫外線消毒技術(shù)基于現(xiàn)代防*學、醫(yī)學和光動力學的基礎(chǔ)上，利用特殊設(shè)計的效率高、**度和長壽命的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：
***：不在水中引進雜質(zhì)，水的物化性質(zhì)基本不變；
水的化學組成（如氯含量）和溫度變化一般不會影響效果；
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，處理時間短，在一定的輻射強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；
過度處理一般不會產(chǎn)生水質(zhì)問題；
一體化的設(shè)備構(gòu)造簡單，容易安裝，小巧輕便，水頭損失很小，占地少；
容易操作和管理，容易實現(xiàn)自動化，設(shè)計良好的系統(tǒng)的設(shè)備運行維護工作量很少；
運行管理比較安全，基本沒有使用、運輸和儲存其他化學品可能帶來的劇毒、易燃、和腐蝕性的安全**；
系統(tǒng)除了必須運行的水泵以外，沒有其他噪音源。
水必須進行前處理，因為紫外線會被水中的許多物質(zhì)吸收，如酚類、芳香化合物等有機物、某些生物、無機物和濁度；
沒有持續(xù)能力，并且可能存在微生物的光復活問題，用在處理水能立即使用的場合、管路沒有二次污染和原水生物穩(wěn)定性較好的情況（要求有機物含量低于10μg/L）;
不易做到在整個處理空間內(nèi)輻射均勻，有照射的陰影區(qū)；
沒有容易檢測的殘余性質(zhì)，處理效果不易迅速確定，難以監(jiān)測處理強度；
處理水量較小；較短波長的紫外線（低于200nm）照射可能會使硝酸鹽轉(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。
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供應(yīng)室無菌區(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，即臭氧對的殺滅率更高，此點提示在臨床工作的無菌區(qū)，要想達到更好的效果，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，影響對空氣消毒的質(zhì)量，同時紫外線消毒方式對紫外線照射的距離、的環(huán)境、照射時間以及照射對象均
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)紫外線對人體有損害，可使局部皮膚產(chǎn)生紅斑，眼睛長時間直視可引起紫外線眼，長期接觸紫外線還可引起白細胞下降等相關(guān)**。而臭氧消毒器是運用放電法，以空氣為原料，運用**的控制系統(tǒng)制備一定量的臭氧,在相對密封的環(huán)境下，呈現(xiàn)彌漫性循環(huán)氣體，且擴散均勻，通透性好，克服了紫外線消毒留有死角的問題，能達到全方面、快速的**目的，同時臭氧的**譜廣，既可以殺滅繁殖體、**、芽孢、和原蟲孢體等多種微生物，同時又具有較強的除霉、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效果可靠，能夠有效殺滅供應(yīng)室無菌區(qū)的，消毒后死角少，作用快速、操作簡便，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)室無菌區(qū)進行空氣消毒時，臭氧消毒為首先選擇。
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