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加氯消毒及紫外消毒实验中国环境管理干部学院环境技术研究与实验中心Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
1为了预防肠道传染病的发生和流行，确保饮用水的安全，水经净化后还必须进行消毒。消毒方法很多，主要有两大类：一是物理法，如煮沸、紫外线照射、超声波杀菌等；二是化学法，是往水中投加各种消毒剂，如氯、臭氧、高锰酸钾、碘、溴等氧化剂和某些金属离子。目前我国广泛采用的是氯化消毒法。Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
2加氯消毒装置紫外消毒装置进水流量控制阀加样泵加样口进水流量控制阀浮子流量计紫外灯管进水管出水管进水管出水管Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
3一.加氯消毒实验（折点加氯）（一）实验目的：(1)掌握折点加氯消毒的实验技术。(2)通过实验，探讨某含氨氮水样与不同氯量接触一定时间(2h)的情况下，水中游离而余氯、化合性余氯及总余氯量与投氯量的关系。（二）加氯消毒原理：氯气或其他氯化消毒剂溶于水后,在常温下很快水解成次氯酸(HOCL)CL2+H2O→HOCL+H++CL-2Ca(OCL)CL+2H2O→HOCL+Ca(OH)2+CaCL2Ca(OCL)2+2H2O→2HOCL+Ca(OH)2HOCL特点：呈电中性→易接近并吸附于微生物分子小→颗粒小，易穿过微生物细胞壁a.影响细菌多种酶系统，损伤细胞膜，强氧化剂→使蛋白，核酸释出致细菌死亡b.氧化病毒核酸，使病毒死亡。此外氯加入水时，可产生氯胺，也有杀菌作用。Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
4加氯量与余氯量的关系水中存在较多氨时，(加氯量：氨氮<5：1时，余氯以NH2CL为主）出现余氯后，随加氯量增加余氯逐渐增加，但产生的主要为化合性余氯。至C点，加氯量增加，余氯反而下降，是因为氯与氨已全部形成氯胺，而氯胺在过量氯作用下逐渐分解。如：达D点时，分解结束，继续加氯余氯又上升，形成游离性余氯，故D点称为折点。原水游离氨在0.5mg/L以下时，加氯量可控制在折点后；原水游离氨在0.5mg/L以上时，产生的化合性余氯已够消毒，加氯量可控制在C点前。Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
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6(3)进行折点加氯实验①调节流量控制阀门，使进水流量控制在100L/h,分别在12个1000mL烧杯中各盛原水1000mL。②同时打开并调节加样泵加样速率，分别按每烧杯加氯量为lmg、2mg、4mg、6mg、8mg、10mg、12mg、14mg、16mg、18mg、20mg进行氯源投加（幻灯片2）。③将12个盛有1000mL原水的烧杯注明编号(1、2、……12)，其投氯量分别为0mg／L、lmg／L、2mg／L、4mg／L、6mg／L、8mg／L、10mg／L、12mg／L、14mg／L、16mg／L、18mg／L及20mg／L，快速混匀2h后，立即测各烧杯水样的游离氯、化合氯及总余氯的量，并记录数据（见下表）。水样编号123456789101112漂白粉溶液投加量/ml加氯量总余氯（A）游离性余氯（B）化合性余氯（C＝A－B）Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
7④总氯及余氯的测定：使用意大利哈纳总氯和余氯测定仪进行测定（测定方法见附表：总氯和余氯测定仪使用方法附表2：总氯和余氯测定仪使用方法）（四）实验结果整理根据比色测定结果进行余氯计算，绘制游离余氯、化合余氯及总余氯与投氯量的关系曲线。（五）注意事项(1)各水样加氯的接触时间应尽可能相同或接近，以利互相比较。(2)所用漂白粉的存放时间，最好不要超过几个月。漂白粉应密闭存放，避免受热受潮。（六）思考题(1)水中含有氨氮时，投氯量—余氯量关系曲线为何出现折点?(2)有哪些因素影响投氯量?(3)本实验原水如采用折点加氯消毒，应有多大的投氯量?Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
8二紫外消毒实验（一）实验目的：(1)了解紫外消毒的工作原理。(2)掌握紫外消毒系统的基本流程（二）紫外消毒的原理：水的紫外线消毒，是通过紫外线对水的照射进行的，是一个光化学过程。紫外线的杀菌机理是一个较为复杂的过程，较为普遍的看法是：微生物体受到紫外线照射，吸取了紫外线的能量，实质是核酸对紫外线能量的吸收。核酸吸收紫外线后发生突变，其复制、转录封锁受到阻碍，从而引起微生物体内蛋白质和酶的合成障碍；另一方面产生自由基可引起光电离，从而导致细胞死亡。Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
9紫外线消毒器的消毒能力是指在额定进水量的情况下对水中微生物的杀灭功能。其物理表达式表示在该状态下的辐照剂量：W——辐照剂量，μW/（cm2•s）；I——辐照强度，μW/cm2；V——消毒器的有效水容积，L；Q——消毒器的额定进水量，m3/h杀灭不同的微生物需要不同的辐照剂量，确定决定合适的辐照剂量是确定消毒器能力的核心问题。一般来说，水消毒应该侧重于杀灭通过水传染疾病的肠道细菌，所以紫外线消毒器所能提供的辐照剂量最低应不小于9000μW/（cm2•s）。本实验中紫外消毒装置额定进水流量为0.1m3/h（即100L/h）Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
10（三）实验步骤：（1）调节紫外消毒装置中进水流量控制阀，分别按50L/h、100L/h、200L/h的流量进水（2）按上述三种不同流量进水，正常运行紫外消毒装置10min，分别在出水管处采集消毒后水样（3）按照微生物实验当中《水中大肠杆菌总数的测定》进行微生物的测定，将检测结果记入到下表中：进水流量50L/h100L/h200L/h大肠杆菌群总数Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
11附表1：加氯消毒与紫外消毒的比较加氯消毒优点：消毒效果可靠；操作简便，易于控制；具有剩余消毒剂，并易于监测；成本低。缺点：原水有机物含量高时,会产生大量氯化副产物,特别在用预氯法或折点氯化法时;水中酚含量超标时,会产生氯酚溴;氯气有毒,需防止漏出和事故。紫外消毒优点：接触时间短；效率高；不影响水质，无臭味；管理简单缺点：无持续杀菌作用；成本较贵Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
12附表2：总氯和余氯测定仪使用方法意大利哈纳总氯和余氯测定仪比色瓶Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
13操作程序：①打开仪表盘上电源开关②选择测定模式（“总氯”或“余氯”）③将10ml待测样品倒入比色瓶中，旋紧瓶盖④将比色瓶正确放入到测定仪中⑤按“ZERO”键，液晶屏出现“SIP”字样⑥数秒中以后出现“－0.0－”字样，表示仪表已回零，可继续进行样品的测定⑦按测定模式加入相应的袋装试剂（左为总氯测定试剂，右为余氯测定试剂）Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
14⑧旋紧瓶盖，振荡比色瓶使试剂与水样混合均匀⑨静置数秒钟后，待显色反应完全将比色瓶插入到测定仪中⑩按“READ”键，液晶屏显示“SIP”字样，数秒中后，将显示测定数据，单位为mg/L。（注意：总氯测定时，试剂与水样混合均匀后应静置反应两分半钟方能进行第⑩步操作）Sino-DutchDemonstrationResearcherandTrainingCentreforWaterTreatment
