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求助!!如何解决水产品消毒难题!!

本主题由 54whx 于 2008-4-29 11:59 设置高亮
臭氧的消毒的效果肯定要比目前其他的消毒方法好,但是臭氧的消毒没有持续性,用其他的消毒剂大多数会有二次污染,就像自来水的消毒一样,现在很多都在用氯消毒,但是会有三致前驱物质的产生,其实用臭氧还是不错的,但是关键在于怎么样去设计,让它有消毒的持久性啊。

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应该根据不同的水质和处理要求选用合理的消毒工艺,二氧化氯、臭氧和紫外线消毒各有利弊,就看你能不能根据实际情况将它使用好。我厂先采取的是二氧化氯消毒,由于选用的设备不好,一直没能正常运行,后来换了紫外线消毒,施工单位为了省钱,少装了两组灯管,达不到设计要求,原因是透光率不够。所以我个人认为,光有好的处理工艺还不行,要根据科学实际来设计、安装和使用消毒设施才有效果,否则都是白扯。

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学习乐 呵呵 有帮组

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学了不少知识

看到前辈们都在讨论,我才发现自己的知识真的是很浅薄,希望能多向前辈们讨教学习。

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二氧化氯(ClO2)预氧化杀藻效果又很好,且不会产生氯化消毒副产物,不过ClO2消毒或作为氧化剂存在以下问题值得重视:ClO2本身和副产物ClO2ˉ对人体血细胞有损害。毒理学研究表明,二氧化氯是一种有毒化合物,对肝功能、血液、中枢神经有一定影响;二氧化氯的副产物主要是ClO2ˉ和ClO3ˉ,这些副产物对人体产生一定的危害,可能会抑制人体甲状腺素的分泌,引起胎儿小脑重量下降,神经行为作用迟缓和细胞数下降等,所以采用二氧化氯消毒应严格控制管网水中ClO2ˉ不得超过0.2mg/L。在我国生活饮用水水质新标准中,不得超过0.8mg。L。
此外,由于制取ClO2的NaClO2的价格很高,约为CL2的10倍,这也限制了ClO2消毒在我国的广泛使用。
由于ClO2氧化时向ClO2ˉ和ClO3ˉ的转化率为70%,所以ClO2投加量不宜超过1mg/L,这个投加量对含藻量高的水是不够的,所以限制了二氧化氯用作预氧化剂的使用。(在欧美有一些国家严格控制投加量。)

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高锰酸钾预氧化杀藻,由于其氧化能力较弱,杀藻效果不如前几种预氧化剂。但是,上述几种氧化剂杀藻时会导致藻细胞的破坏,使水中臭味物质以及藻毒素含量增大,造成二次污染。高锰酸钾杀藻时藻细胞内溶物基本不外泄。此外,高锰酸钾预氧化迄今尚未发现对人体有害的氧化副产物,所以是比绿、臭氧和二氧化氯更安全的杀藻剂。高锰酸盐复合剂(PPC)由于主、辅剂的相互协同效应,使其杀藻效果显著提高。

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高锰酸钾
一、高锰酸钾的主要性质:
    固态的高锰酸钾是紫色粒状或针状晶体,有蓝色金属光泽,无臭味,不易溶解。
    高锰酸钾的水溶液为紫色,有甜涩味,容易因光照分解,二氧化锰和其它杂质条件的催化作用而分解,产生粽色的二氧化锰沉淀。
    高锰酸钾在酸性条件下是强氧化剂,能氧化水中的大部分有机质,在中性和碱性条件下能分解成二氧化锰并放出活性氧。
    高锰酸钾固体大量储存时有燃烧的危险,溶液和干态物质在与有机物或易氧化物质接触时可能分爆炸。
二、高锰酸钾的应用特点:
据Banerjea实验,在普通情况下2mg/L,深度24h接触间时可获得满意的消毒,相当于CT值2880min.mg/L。但高锰酸钾的消毒能力要逊色于臭氧和氯,接触时间需要很长。
高锰酸钾用于水的消毒特点:
优点:(1)高锰酸钾可以用来氧化吸附由氧和引起臭味的有机物,可以与许多水中的杂质如二价铁、锰、硫、氰、酚等反应,由于有机物被氧化,因此会减少处理水中THM,氯酚和其它氧化消素副产物的产生,使水的致突变活性大大降低。
(2)采用高锰酸钾消毒的水不会产生嗅、味和有毒的消毒副产物。
(3)、能够杀灭很多门类的藻类和微生物,甚至部分原生物和蠕虫。
(4)、投加和检测比较方便。
(5)、反应产物为水合的二氧化锰,它有一定的吸附和助凝作用。
(6)、高锰酸钾可以和活性炭联用,两者都有去除氯代物前驱物质的作用。联用时对水中有机物的去除效率远高于其各自单独使用的效率,但使用时应注意,由于活性炭会还原高锰酸钾,所以两者不宜同时使用。
缺点:(1)、接触时间长。(特别适合长距离输送的预氧化)
(2)、投加过量会引起出厂水色度升高。长期过量投加,反应产物水含二氧化锰易使滤料板结。
(3)、高锰酸钾价格较贵。
三、高锰酸钾除藻:
利用高锰酸钾除藻也有较好的效果,对碱性水的除藻效果优于中性或酸性水。一般高锰酸钾投加量为1–3mg/L、接触时间不少于2h以上。如果预氧化过程中高锰酸钾投量过,可能会穿透滤池而进入配水管网,出现“黑水”现象,而且出水的含锰量增加,有可能不符合生活饮用水水质标准。过剩的高锰酸钾可在沉淀池中去除,只要淡红色已在池内消失,高锰酸钾就不会进入滤池。
有时也可投加粉末活性碳去除过剩的高锰酸钾,其投加点应在高锰酸钾氧化反应完成以后,以免相互作用而降低除藻效果,但是粉末活性碳也可能穿透滤池而进入配水管网,宜在滤速上加以控制。
采用高锰酸盐复合药剂或高锰酸钾作为预氧化剂,所取得的除藻效果优于单纯混凝效果,它可以显著降低水中的U254值,也就是破坏水中的有机物结构,同时它还能消除由藻细胞分泌的部分臭味物质,对藻毒素MC,高锰酸盐的去除率可以达到60%。马军等认为它所形成的新生态水合二氧化锰对含藻水的混凝具有明显的促进作用,新水合二氧化锰能够吸附水中藻类,从而增加藻在水中的沉淀速度,形成相对较密实的絮体。预氯化常用于水处理工艺中,以杀死藻类,是单一的氧化作用,而高锰酸盐预氧化能是氧化和新生态水合二氧化锰吸附的协同作用。
高锰酸钾对水中浮游生物有显著影响,一高锰酸钾可使微生物失去运动活性;二是在高锰酸钾作用下,微生物细胞可分泌出生化聚合物。
四、高锰酸钾的投加量的确定。
高锰酸钾的消耗量是确定高锰酸钾投加量的一个主要指标,可通过烧杯搅拌实验确定。高锰酸钾消耗量与原水水质、温度、反应时间等有关。其测定方法为:在一定的温度下,向1L原水中投入不同量的高锰酸钾,剧烈搅拌一定时间(此时间由实际水处理工艺上高锰酸钾投加点到反应池出口的水力停留时间确定。)后观察水的颜色,当水中高锰酸钾的特征浅粉红色刚消失时,此时的高锰酸钾投加量既为该种地表水的最高高锰酸钾消耗量,实际应用中可参照此作为高锰酸钾的最高投加量。一般生产运行中的高锰酸钾投加量低于此投加量。(高锰酸钾的使用浓度0.5~1%,每次配置溶液在搅拌条件下溶解时间1~2小时,每次配置溶液可使用1~2d。通常投加量0.2~2mg/L。)

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二氧化氯
一、        性质:
(一)        、物理性质:
①、二氧化氯ClO2摩尔质量为67.453g/mol是在自然界中完全或几乎完全以单体游离原子团整体存在的少数化合物之一。ClO2熔点-59℃,沸点11℃。常温下是黄绿色或橘红色气体,ClO2蒸气在外观和味道上酷似氯气,有窒息性臭味,当溶液中ClO2浓度高于30%或空气中大于10%,易发生低水平爆炸,在有机蒸气条件下,这种爆炸可能变得强烈。
②、二氧化氯不稳定、受热或遇光易分解成氧和氯。
③、二氧化氯气体易溶于水,其溶解度约是Cl2的5倍,溶解中形成黄绿色的溶液,具有与Cl2近似的辛辣的刺激性气味。
(二)        、化学性质:
①        、二氧化氯系一强氧化剂,其有效氯是氯气的2.6倍,与很多物质都能发生强烈反应,二氧化氯腐蚀性很强。
②        、二氧化氯能与很多无机和有机污染物发生氧化反应其中包括铁、锰、硫化物、氰化物和含氮化物等无机物以及酚类、有机硫化物、多环芳烃、胺类、不饱和化合物、醇醛和碳水化物以及氨基酸和农药等有机物反应。
③、在2-30℃内测定亚硝酸盐和4-甲基酚的阿累尼乌斯图给出了很好的线性关系,每升高1℃其表现速率常数分别增加4%和7%。
二、        二氧化氯的消毒机理及特性:
二氧化氯对微生物的灭活机理:先进入微生物体内,然后破坏微生物体内的酶和蛋白质以达到灭活微生物的目的,但二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力,特别是在低浓度时更加突出。二氧化氯主要通过两种机理灭活微生物,(一)、是二氧化氯与微生物体内的生物分子反应。(二)、是二氧化氯影响微生物的生理功能。
三、        影响二氧化氯消毒效果的因素:
1、        水温:与液氯消毒相似,温度越高,二氧化氯的杀菌效力越大。在同等条件下,当体系温度从20℃降到10℃时,二氧化氯对隐孢子虫的灭活效率降低了4%。温度低时二氧化氯的消毒能力较差,大约5℃时要比20℃时多消毒剂31%~35%。
2、        pH值:适应范围宽。ClO2分解是pH和OH-浓度的函数:
当 pH值>9时
   2 ClO2+2 OH-= ClO2- + ClO3-+H2O  (岐化反应)
3、悬浮物:悬浮物能阻碍二氧化氯直接与细菌等微生物的接触,从而不利于二氧化氯对微生物的灭活。
4、二氧化氯投加量与接触时间:
二氧化氯对微生物的灭活效果随其投加量的增高而提高,消毒剂对微生物的总体灭活效果取决于残余消毒剂浓度与接触时间的乘积,因此延长接触时间也有助于提高消毒剂的灭菌效果,但出水余量不可过高,否则易产生异味和提高色度。
5、光对二氧化氯的影响:
二氧化氯化学性质不稳定,见光极易分解,以稳定性液体二氧化氯的衰减为例,在二氧化氯初始浓度为1mg/l,衰减时间为20分钟,阳光直射、室内有光、室内无光下的二氧化氯残余率分别为12.12%(实测值)88.55%(实测值)99.85%(计算值)。
四、        投加量的一般控制:
投加量可分为两部分:一部分是为了杀灭细菌除藻类、蚤类、氧
化有机物等而消耗的量,这部分和原水水质情况有关,另一部分是剩余量,是为了满足水在管网中有持续杀菌能力,现国标规定出口不低于0.1mg/l,但在夏季应相应提高。在夏季水温高时二氧化氯在水中衰减散失的比较快,但不宜过高如果超过0.5mg/l,水在加热时产生异味(崔福义)并增加出水厂水的色度,增加亚氯酸盐、氯酸盐含量。应多点投加充分发挥二氧化氯在低浓度时灭活性突出的特点。
五、二氧化氯投加需注意的其它事项:
1、 因二氧化氯具有遇光分解的特性,如果沉淀池 滤池的采光条件较好,应在投加二氧化氯时在沉淀池和滤池增加避光设施,否则将会出现以下情况:
①        二氧化氯遇光分解,使二氧化氯不能充发挥作用,并分解产生亚氯酸盐 、氯酸盐。
    ClO2+ H2O =ClO2- + ClO3+2H+
②        在反应池和沉淀池的过渡段、滤池(恒水位工作)滞水区存在藻、蚤类的二次繁殖问题。(二氧氯因自身分解及遇光分解,滞水区二氧氯浓度很低,藻、蚤类具有趋光性,为二次繁殖提供有利条件。)(夏季在斜板和滤池排水槽及池壁生长藻细胞成层的黏物质,形成一层润滑层,影响感官效果和水质,主要原因也是光。)
③        由于光照强度的不同使沉淀池,滤池出口余ClO2变化较大,必将影响清水池出口余ClO2的稳定性。
2、 二次投加后的水,在清水池不宜储存时间过长。二氧化氯静态衰减结果表明,二氧化氯浓度降低的大部分(50%--60%)发生在与水接触的10min内,在与水接触10min后的1天内,二氧化氯浓度降低了20%--40%。实际在清水池的衰减速度更快。
3、 沉淀池和滤池的负荷不易过低,防止二氧化氯自身挥发和分解。
六、ClO2的无机副产物的产生主要途径:
(1) 、在用ClO2净化饮用水时,大约有50%~70%参与反应的ClO2转化为ClO2—和ClO3—并残留在水中。
(2)、 在光和热的作用下也会产生ClO2—和ClO3—  。     
(3)、 ClO2 的强氧化性在与水中的某些还原物质反应而形成ClO2— 。
(4)、 ClO2在碱性介质中也会发生酸化反应,生成ClO2—和ClO3—。
(5)、 化学法产生二氧化氯的过程中,由反应条件的限制可造成不完全反应和非定量投加,将会导制产物中ClO2—和ClO3—   的增加。
七、如何最大限度减少无机副产物量:
(1)、若用氯酸盐法,可设法提高反应原料的转换效率,探求反应的最佳浓度、酸度、温度、压力。
(2)、要做好水源保护工作,提高二氧化氯应用工序之前处理工艺的效率,最大程度地降低水体与二氧化氯投加量以及有机和无机副产物的生成量。
(3)、在二氧化氯应用工艺阶段注意适量投加二氧化氯在满足氧化和消毒要求的情况下,尽量减少二氧化氯的残余量,并且不要使二氧化氯暴露在阳光下而分解,同时注意水体的pH 值等条件,充分发挥二氧化氯的氧化能力。
八、亚氯酸盐的去除技术:
在净水工艺中去除亚氯酸盐的应用技术,基本上都是氧化还原法,还原法包括硫化物,亚铁和活性炭吸附等还原产物为Cl—   
氧化法有臭氧氧化等氧化产物为氯酸性。
九、二氧化氯净化饮用水的优势与不足:
主要优点:
①二氧化氯对病毒的灭活能力比氯气强,特别是对隐孢子虫,贾第虫的灭活效果好。
②几乎不产生卤代消毒副产物。
③二氧化氯能氧化去除铁、锰、硫化物等,可以提高混凝效果。④可以有效去除由藻类或腐败生物引起的嗅、味、色,有效去除
致臭的氯酚类化合物,除臭效果比氯气好。
⑤适用的水质范围广,适用pH值范围大。
主要不足:
①净化过程中产生亚氯酸盐和氯酸盐等副产物。
②发生器优化运行控制有一定的难度,运行不佳时容易导致亚氯酸盐,氯酸盐等进入水体,并由此引起更多副产物问题。
③制造成本比氯气高。
④二氧化氯氧化能力强,易分解,必须现场发生,使用不够方便。
十、二氧化氯净化副产物的危害:
    二氧化氯副产物主要是ClO2-  ClO3- ,而其中ClO2-的作用最强,但较氯气所产生的副产物小的多。
高剂量的二氧化氯 可能会在人体内产生过量氧化氢,将液体中的单质碘氧化成活性形成,活性碘会与胃肠中的有机营养物结合成碘化有机物,从而干扰碘的吸收代谢并抑制其生理活性,抑制甲状腺素的分泌而导致血清中甲状腺素的降低,引起胎儿脑质增生。当饮食中脂肪和钙的含量较高时,二氧化氯还可使血液中的胆固醇浓度升高和增大血小板个体,增加心血管病。患病率,损害肝、肾和中枢神经系统。消毒副产物亚氯酸有较大的毒理学影响。亚氯酸盐能使红细胞氧化变性成为无色的正铁血红蛋白,引起溶血性贫血,导致生物个体成加速度减慢和幼胎夭折!还能影响肝功能和免疫反应,毒害性腺使含硫基因受抑制,肝产生坏死病变,肾和心肌营养不良。亚氯酸盐被国际癌症研究所确定为致癌物类。氯酸盐属于中等毒性的化合物,会引起肾功能衰竭。
    二氧化氯,氯酸和亚氯酸的综合作用能引起质突变,使精子畸形,血液和尿液化学成分异常。因此有些人认为二氧化氯消毒的危险潜在不亚于加氯。不过上述研究结果都是在较高浓度和较高的摄入剂量下获得的。当浓度低于2 mg/L时,并没有观察到对实验个体有显著的生理影响。另外据研究 在低于5 mg/L 的浓度时,二氧化氯、氯酸和亚氯酸在生物体的蓄积作用,亚慢性中毒和致突变作用都不明显。所以在采用二氧化氯消毒时,如果严格控制管网中的ClO2-  ClO3- ClO2-的含量,则应当是能保证饮用水安全的。目前根据实验数据,认为安全浓度的界限为10~~100 mg/L 由于二氧化氯在水溶液中消耗较快,世界卫生组织认为设置亚氯酸盐指标限值已能保证毒性安全要求,可不用进一步设置其他毒理准则(新国标0.7 mg/L)
    据研究,所生成的亚氯酸盐和氯酸盐的数量还与总有机碳含量有关,当二氧化氯与总机碳的比例低于0.4时水处理效果最佳。所以有人建议在投二氧化氯后采用活性碳或其他还原剂(如亚铁盐)进行后续处理。
十一、滤后水二氧化氯的衰减规律及亚氯酸盐的生成规律:
二氧化氯反应时间延长而减少,反应前期衰减较快,后期衰减平缓,二氧化氯投加量越大,快速衰减所需要时间就越短。投加量3.23mg/L时,二氧化氯基本在1小时内完成快速衰减,之后衰减趋向平缓,而投加量2.04 mg /L的二氧化氯在6小时内都维持着较快的衰减速度。
亚氯酸根随反应时间延长而增多,二氧化氯投加量越大,时间内生成亚氯酸根越多,经过24小时后,二氧化氯投加量0.51mg/L 2.04 mg/L  3.24 mg/L时,亚氯酸根的转换率分别为58.3%  72.4%和65.1%。
十二、水中二氧化氯及副产物的控制:
(1)、 二氧化氯在投加量的限制,是为了避免水中二氧化氯及其衍生物对人体健康构成威胁,因此一些国家和组织对二氧化氯投加量和出厂二氧化氯余量及其氯酸盐做出了严格规定。在感官角度上对二氧化氯浓度的要求,通常从感官性能要求,二氧化氯浓度 要小于0.4mg/L(味阈)指标值为0.7 mg/L按一般实践中人体的感觉反应,水中二氧化氯的最大浓度在0.42——0.45 mg/L以下时对水没有异臭味的影响。(新国标 0.8mg/L )
(2)、 过量二氧化氯和副产物的控制:
1、        提高二氧化氯产品的纯度,改善工艺提高控制的精准度。
2、        改进水处理工艺。如采用避光,减少跌水,缩短工艺流程的时间等措施。
3、        去除消毒副产物。(例:在水中投加亚铁)
4Fe+ClO2+10H2O=Fe(OH)3↓+Clˉ+8H+
4、        去除过量的消毒剂。(例:在水投加CO2进行碳酸化处理)
十三、适合二氧化氯处理的水质条件:
1、原水中含有大量的腐殖酸,富里酸等天然有机物质或受到有机污染的地表水厂。
2、因大量藻类和真菌繁殖而产生的色、臭、味的水源。
3、PH和氨氮含量较高的水源。
4、原水的酚浓度高,并且氯酚是水产生味的主要来源。
5、铁、锰含量较高,要采用化学氧化去除的水源。
6、采用氯消毒会使三氯甲烷严重超标的水源等。
十四、二氧化氯投加量及投加点:
1、预处理: 用于预处理除铁、除锰、除藻时一般投加0.5-3.0mg/L
(一般是氯化所需剂量的30%----50%)若同时除臭则还要有所提高,但一般不超过5mg/L。
   投加点一般设在混凝剂加注前的5min左右,以二氧化氯与被去除物质所需的反应时间而定,接触时间约为15--30min,除臭时投加点可以设在滤后。
2、消毒处理:  用于出厂饮用水消最终处理时一般投加0.1--1.4mg/L水温低时投量可加大;投加点一般设在滤后,接触时间约为15--30 min。处理水中二氧化氯用于保证安全消毒的剩余浓度尚未有统一标准,各水质标准规定各不相同,我国新水质标准规定0.8—0.1mg/L。
总之,实践中二氧化氯的投加量一般约为0.1—5.0mg/L,主要与原水水质和加药处理的目的有关。

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