污水深度处理脱N脱P课件

第四章 污废水深度处理和微污染水源水的微生物处理 环境微生物基础教学课件 2024/7/51本章内容第一节第一节 微生物脱氮、脱磷原理微生物脱氮、脱磷原理1.1.脱氮脱磷的意义脱氮脱磷的意义2.2.微生物脱氮原理及微生物微生物脱氮原理及微生物3.3.微生物脱磷原理及微生物微生物脱磷原理及微生物第二节第二节 微污染水源水的预处理微污染水源水的预处理1.1.微污染水源水的概念和存在形式微污染水源水的概念和存在形式2.2.微污染水的生物处理目的微污染水的生物处理目的3.3.微污染水源水微生物处理方法微污染水源水微生物处理方法4.4.微污染水源水处理中微生物群落微污染水源水处理中微生物群落环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/52第三节第三节 人工湿地中微生物与水生植物的净人工湿地中微生物与水生植物的净化作用化作用人工湿地生态系统人工湿地生态系统人工湿地净化污水的基本原理人工湿地净化污水的基本原理人工湿地各组成的功能人工湿地各组成的功能人工湿地处理污水的效果人工湿地处理污水的效果第四节第四节 饮用水消毒饮用水消毒消毒的重要性消毒的重要性消毒方法消毒方法2024/7/53第一节第一节 微生物脱氮、脱磷原理微生物脱氮、脱磷原理水体中氮磷的主要来源水体中氮磷的主要来源？环境微生物基础教学课件 天津工业大学一、脱氮，脱磷的目的和意义一、脱氮，脱磷的目的和意义污水经过一级处理污水经过一级处理COD去除率去除率30污水生物二级处理污水生物二级处理COD去除率去除率70-90NO3N，NO2N，NH3-N，PO43-，SO42-剩余的剩余的N、P？微生物吸收其中微生物吸收其中25的的N和和19的的P2024/7/54一级标准污水综合排放标准一级标准污水综合排放标准GB8978-1996中规中规定：定：废水磷含量废水磷含量 0.5mg/L氨氮氨氮 15mgL环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/55二微生物脱氮的原理及微生物二微生物脱氮的原理及微生物 环境微生物基础教学课件 天津工业大学1生物脱氮原理生物脱氮原理NH3-N有机氮生物好氧氧化有机氮生物好氧氧化化化除除有有机机氮氮好好氧氧氧氧NO2-,NO3-好好氧氧硝硝化化厌厌氧氧反反硝硝化化N22024/7/56环境微生物基础教学课件 天津工业大学硝化作用段及微生物硝化作用段及微生物短程硝化短程硝化全程硝化全程硝化2024/7/57氧化氨的细菌氧化氨的细菌 亚硝化菌亚硝化菌氧化亚硝酸的细菌氧化亚硝酸的细菌-硝化菌硝化菌微生物微生物2024/7/58氧化氨的细菌氧化氨的细菌 亚硝化菌亚硝化菌好氧氨氧化菌好氧氨氧化菌：以：以NHNH3 3为供氢体，以为供氢体，以O O2 2为最终电子为最终电子受体，产生亚硝酸。最适合温度为受体，产生亚硝酸。最适合温度为25-3025-30，温度，温度范围范围5-305-30；最适最适pHpH值为值为7.5-8.07.5-8.0，pHpH值范围值范围5.8-8.55.8-8.5；世代时间长。在最适的条件下，亚硝化球菌的世世代时间长。在最适的条件下，亚硝化球菌的世代时间是代时间是8-128-12小时小时，亚硝化螺菌属的世代时间是，亚硝化螺菌属的世代时间是2424小时小时；含淡黄至红色的细胞色素；含淡黄至红色的细胞色素；无机化能营养型无机化能营养型；环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/59氧化氨的细菌氧化氨的细菌 亚硝化菌亚硝化菌厌氧氨氧化菌厌氧氨氧化菌：以：以NHNH3 3为供氢体，以为供氢体，以NONO2 2-或或NONO3 3-为最为最终电子受，氧化氨为终电子受，氧化氨为N N2 2环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/510氧化氨的细菌氧化氨的细菌 亚硝化菌亚硝化菌厌氧氨反硫化菌厌氧氨反硫化菌：以：以NHNH3 3为供氢体，以为供氢体，以SOSO4 42-2-为最终为最终电子受，氧化氨为电子受，氧化氨为N N2 2环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/511氧化亚硝酸的细菌氧化亚硝酸的细菌-硝化菌硝化菌生长生长pHpH值范围值范围7.5-8.07.5-8.0；温度为温度为25-3025-30；亚硝酸的浓度为亚硝酸的浓度为2-30mmoL/L2-30mmoL/L时，生长最好；时，生长最好；世代时间随环境的变化改变，世代时间随环境的变化改变，8h-8h-几天几天；硝化杆菌属既能硝化杆菌属既能无机化能营养又可以有机化能营无机化能营养又可以有机化能营养。养。在化能无机营养下比有机营养生长快。硝化在化能无机营养下比有机营养生长快。硝化螺菌属在有机营养下生长比无机营养下生长快；螺菌属在有机营养下生长比无机营养下生长快；大多数的硝化菌属细胞质内都含有贮存物，如大多数的硝化菌属细胞质内都含有贮存物，如肝肝糖，多聚磷酸盐，聚糖，多聚磷酸盐，聚-羟基丁酸盐（羟基丁酸盐（PHBPHB）；含有淡黄至淡红的细胞色素。含有淡黄至淡红的细胞色素。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/512主要的亚硝化和硝化细菌有：主要的亚硝化和硝化细菌有：亚硝化单胞菌属，球菌属，螺菌属，叶菌亚硝化单胞菌属，球菌属，螺菌属，叶菌属，弧菌属；属，弧菌属；硝化杆菌属，刺菌属，球菌属，螺菌属。硝化杆菌属，刺菌属，球菌属，螺菌属。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/513运行中的控制：运行中的控制：充足的氧，充足的氧，1.2-2.0mg/L1.2-2.0mg/L，浓度小于，浓度小于0.5mg/L0.5mg/L，硝化作，硝化作用停止；用停止；碱度控制在碱度控制在7.5-8.07.5-8.0；控制控制BODBOD5 5，20-30mg/L20-30mg/L；温度温度-5-60-5-60；控制泥龄，保证泥龄在控制泥龄，保证泥龄在5 5天天以上；以上；硝化过程产生硝酸，硝化过程产生硝酸，pHpH下降，适当添加下降，适当添加NaHCONaHCO3 3。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/514反硝化作用段及微生物反硝化作用段及微生物环境微生物基础教学课件 天津工业大学反硝化脱氮反硝化脱氮厌氧氨氧化厌氧氨氧化厌氧氨反硫化脱氮厌氧氨反硫化脱氮短程反硝化类型短程反硝化类型2024/7/515兼性厌氧，异养型，以有机碳源葡萄糖、甲醇、兼性厌氧，异养型，以有机碳源葡萄糖、甲醇、乳糖、丙酮酸为碳源；乳糖、丙酮酸为碳源；氧浓度低于氧浓度低于0.2mg/L0.2mg/L时利于反硝化；时利于反硝化；有电子供体即碳源；有电子供体即碳源；温度温度10-3510-35；pH7-8pH7-8。反硝化菌反硝化菌2024/7/516常加入甲醇或者乙醇作为外源碳，或者以部分常加入甲醇或者乙醇作为外源碳，或者以部分污水作为外源碳污水作为外源碳（补充碳源）（补充碳源）；内源碳，细胞死亡溶解析出的有机物。内源碳，细胞死亡溶解析出的有机物。环境微生物基础教学课件 天津工业大学外源反硝化及内源反硝化外源反硝化及内源反硝化2024/7/517微生物的脱氮工艺A/O厌氧好氧A2/O厌氧厌氧好氧A2/O2厌氧好氧厌氧好氧SBR序批式间歇曝气反应器2024/7/518微生物的脱氮工艺2024/7/519倒置反硝化的好处充分利用进水的可降解的COD，减少外加碳源，另外反硝化产生的碱度可以为好氧池硝化补充碱度反硝化池是厌氧缺氧的环境，这样相当于一个水解酸化池，将大分子的有机物水解酸化成小分子，有利于后面的COD去除2024/7/520短程硝化-厌氧氨氧化节省25%能耗节省62.5%供氧40%碳源50%碱量2024/7/521环境微生物基础教学课件 天津工业大学A/OA/O脱氮工艺脱氮工艺脱氮工艺脱氮工艺废废水水好好氧氧脱脱氮氮缺缺氧氧反反硝硝化化沉淀池沉淀池好好氧氧硝硝化化沉淀池沉淀池1好氧活性污泥回流缺氧活性污泥回流出水出水回流回流2.脱氮工艺脱氮工艺2024/7/522环境微生物基础教学课件 天津工业大学三三.脱磷作用及其微生物脱磷作用及其微生物 微微生生物物进进行行好好氧氧反反应应中中，吸吸收收营营养养物物比比例例为为BOD:N:P=100:5:1,但但只只去去除除污污水水中中约约19左左右右的的磷磷，剩余剩余P可以通过生物脱磷方法去除。可以通过生物脱磷方法去除。脱磷原理：脱磷原理：依靠依靠聚磷菌聚磷菌（兼性厌氧菌）（兼性厌氧菌）聚磷，聚磷，再从水中除去这些细菌再从水中除去这些细菌。聚磷菌聚磷菌在好氧时在好氧时大量吸收磷酸盐大量吸收磷酸盐合成自身核酸和合成自身核酸和ATP多聚磷酸盐颗粒（异染粒）多聚磷酸盐颗粒（异染粒）2024/7/523环境微生物基础教学课件 天津工业大学聚聚P聚聚P聚聚P聚聚P部分回流部分回流做菌种做菌种大部分大部分（P）去除去除大量吸收大量吸收大量吸收大量吸收水中水中水中水中P P三种基质低级脂肪酸三种基质低级脂肪酸葡萄糖，甲醇乙醇葡萄糖，甲醇乙醇丁酸，乳酸，琥珀酸。丁酸，乳酸，琥珀酸。厌氧放磷厌氧放磷好氧吸磷好氧吸磷1除磷的微生物原理除磷的微生物原理2024/7/5242.聚磷菌聚磷菌 不动杆菌不动杆菌莫拉氏菌群、假单胞菌属、气单莫拉氏菌群、假单胞菌属、气单胞菌属、黄杆菌属等。亚硝化杆菌属、亚硝化叶菌胞菌属、黄杆菌属等。亚硝化杆菌属、亚硝化叶菌属、亚硝化球菌属、硝化杆菌属、硝化球菌属。属、亚硝化球菌属、硝化杆菌属、硝化球菌属。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/525环境微生物基础教学课件 天津工业大学A/O法除磷工艺法除磷工艺原废水原废水释放磷释放磷（厌氧）（厌氧）曝气池曝气池（去除（去除BOD5，吸收磷）吸收磷）（好氧）（好氧）沉淀池沉淀池处理水处理水剩余污泥剩余污泥回流污泥回流污泥（含磷污泥（含磷污泥）厌氧好氧除磷工艺流程厌氧好氧除磷工艺流程3.除磷工艺除磷工艺2024/7/526为达到良好的除磷效果，要求NO3-、NO2-极低，DO在0.2mg/L以下，氧化还原电位低于150mV，温度30左右，左右，pHpH在在7-87-8除磷运行条件除磷运行条件2024/7/527思考题什么是聚磷菌：某些微生物在好氧时，不仅大量吸收磷酸盐合成自身核酸和ATP，而且能逆浓度梯度过量的吸磷，合成贮能的物质多聚磷酸盐颗粒（异染粒）在体内，供其内源呼吸时用。2024/7/528思考题1、生物脱氮原理是什么？含氮化合物是如何转化为氮气被去除的2、亚硝化菌、硝化菌的特征是什么？2024/7/529 有有机机物物、氨氨氮氮、藻藻类类分分泌泌物物、挥挥发发酚酚、氰氰化化物、重金属、农药等物、重金属、农药等。环境微生物基础教学课件 天津工业大学第二节第二节 微污染水源水的预处理微污染水源水的预处理1微污染水源水的概念和存在形式微污染水源水的概念和存在形式 微污染水源水是受到有机物、氨氮、磷及有毒微污染水源水是受到有机物、氨氮、磷及有毒污染物较低程度的水源水。污染物较低程度的水源水。自自然然水水体体工业废水工业废水生活污水生活污水农业灌溉农业灌溉养殖业排放养殖业排放2024/7/5302微污染水的生物处理的目的微污染水的生物处理的目的自自来来水水厂厂传传统统的的饮饮用用水水处处理理采采用用混混凝凝-沉沉淀淀-过过滤滤-消消毒毒的的方方法法。水水中中的的有有机机物物的的去去除除只达到只达到20-3020-30。有有机机物物还还会会使使过过滤滤效效率率下下降降，过过滤滤池池的的使使用周期缩短。用周期缩短。用用来来消消毒毒的的氯氯等等物物质质与与烷烷烃烃等等有有机机物物反反应应，产产生生卤卤代代烃烃三三氯氯甲甲烷烷和和二二氯氯乙乙酸酸等等致致癌癌前前体物。体物。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/531对于有机物的净化必须采用生物净化的方法，使有机物转化为二氧化碳等无机物质，从而使得有机物得到真正的降解，而不会产生二次污染。2024/7/532例如农业上使用的有机氯（OCPS）杀虫剂随地表径流和农业废水排放如天然水体中后，导致水体的有机农药污染。曾经用气质联用仪（GCMS）对松花江哈尔滨河段的检测表明其中有机物达246种，其中烷烃类49种，烯烃类7种，芳烃58种，多环芳烃15种，有些是优先控制污染物。尽管微污染的水中污染物浓度低，但作为饮用水的水源已经对人类的身体健康造成了严重的影响。2024/7/533水中氨氮浓度高，使得供水管路中亚硝化细菌增生，促使NO2-浓度增高。水体中污染物可能造成水质的恶化，藻类繁殖，藻类分泌的毒物对人体有毒害作用。水体中悬浮物质增多，产生难闻的气味。供水中的污染物质对管道造成了腐蚀，危害供水业及用户2024/7/5343.微污染水源水微生物处理方法微污染水源水微生物处理方法 微微生生物物细细胞胞与与有有机机物物营营养养接接触触的的机机会会少少很很多多，而而吸吸收收有有机机营营养养的的唯唯一一途途经经就就是是接接触触。在在这这种种水水体体中中，微微生生物物较较少少以以游游离离态态存存在在，9999以以上上的的微微生生物物都都固固着着在在某某种种介介质质表表面面，形成贫营养生物膜。形成贫营养生物膜。环境微生物基础教学课件 天津工业大学贫营养水中微生物的特性贫营养水中微生物的特性 2024/7/535处理微污染水源水的工艺常用处理微污染水源水的工艺常用生物膜法生物膜法。环境微生物基础教学课件 天津工业大学生物膜法生物膜法能够截留微生物和有机物，保证能够截留微生物和有机物，保证处理系统中有足够的高效降解有处理系统中有足够的高效降解有机物和去除氨氮的微生物群落。机物和去除氨氮的微生物群落。活性污泥法活性污泥法要求较高的有机浓度和营养物质要求较高的有机浓度和营养物质 生物膜法中有：生物膜法中有：生物滤池，生物转盘，生物流化生物滤池，生物转盘，生物流化床，生物接触氧化法床，生物接触氧化法。2024/7/536环境微生物基础教学课件 天津工业大学生物接触氧化法是效率较高的一种处理工艺。生物接触氧化法在曝气池中设置填料，作为生物膜的载体，经充氧的废水以一定的流速流过填料，利用生物膜和悬浮的活性污泥中的微生物的联合作用净化污水，又称接触氧化法和淹没式生物滤池。2024/7/537这种方法的特点：微生物浓度较高，具有丰富的生物相，不同生长速度和不同种类的微生物在生物膜中构成了较为稳定的生态系统。可承受较高的负荷，氧化池体积小。系统中的曝气装置对水流充分的搅动，生物膜活性高，传质条件好。剩余污泥少，且沉降性能好。2024/7/538国内的国内的蚌埠淮河、宁波姚江、嘉兴新滕塘蚌埠淮河、宁波姚江、嘉兴新滕塘应用了生应用了生物接触氧化法处理水源水。物接触氧化法处理水源水。同济大学设计的深圳水库水源水同济大学设计的深圳水库水源水生物接触氧化处理生物接触氧化处理渠工程规模为渠工程规模为40010400104 4m m3 3/d/d。2024/7/539水源水预处理的工艺要根据水质的特征和处理目的而定选用何种填料是重要的一环，与处理效率紧密相连。系统中生物数量有限，生物膜的生长难度较高。选用活性炭具有较好的挂膜特性，同时还能截留吸附颗粒状有机物和胶体物质。另外还有采用陶粒，质轻的塑料材料PVC、PS、环氧树脂等。目前有采用新型的中空纤维材料作为载体，纤维中心通气性好。2024/7/5404.微污染水源水处理中微生物群落微污染水源水处理中微生物群落 需需要要适适应应贫贫营营养养环环境境的的异异养养生生物物，除除碳碳菌菌，硝硝化化细细菌菌，反反硝硝化化细细菌菌，藻藻类类，原原生生动动物物，微微型型后后生生动物动物组成的生态系统组成的生态系统。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/541诺卡氏菌属和假单胞菌是优势菌属诺卡氏菌属和假单胞菌是优势菌属 环境微生物基础教学课件 天津工业大学诺诺卡卡氏氏菌菌属属是是丝丝状状菌菌，适适合合在在贫贫营营养养环环境境中中生生活活。丝丝状状菌菌的的菌菌丝丝织织成成生生物物膜膜的的经经纬纬，使使生生物物膜膜具具有有稳稳定的结构。定的结构。杆杆菌菌和和球球菌菌类类微微生生物物在在生生物物膜膜上上的的生生长长主主要要是是以以丝丝状菌为骨架。状菌为骨架。在这种骨架上大量的微生物形成各种菌胶团。在这种骨架上大量的微生物形成各种菌胶团。菌菌胶胶团团以以外外的的荚荚膜膜物物质质增增强强了了生生物物膜膜对对环环境境的的抵抵抗抗力，减少了原生动物对细菌的吞噬作用。力，减少了原生动物对细菌的吞噬作用。微微型型动动物物对对有有机机物物的的去去除除和和生生物物膜膜的的更更新新起起到到了了积积极的作用。极的作用。微微型型动动物物生生长长过过于于丰丰富富，就就会会取取食食生生物物膜膜或或者者使使生生物物膜膜与与有有机机物物接接触触减减少少，生生物物膜膜脱脱落落，产产生负面的影响。生负面的影响。2024/7/5425.预处理的运行条件预处理的运行条件供氢体。保证反硝化阶段的进行，必须保供氢体。保证反硝化阶段的进行，必须保证有足够的证有足够的有机物作有机物作为碳源供氢体。为碳源供氢体。环境微生物基础教学课件 天津工业大学 一一般般加加入入甲甲醇醇作作为为供供氢氢体体，但但这这种种方方法法增增加加运运行行费费用用，甲甲醇醇还还有有毒毒性性。可可以以用用乙乙醇醇和和糖糖代代替替，还还有有人人提提出出用用微微电电解解生生物物膜膜反反应应器器中中的的微微电解水产生的电解水产生的H2作为供氢体。作为供氢体。2024/7/543溶溶解解氧氧。溶溶解解氧氧一一般般在在4mg/l4mg/l，能能够够满满足足好好氧氧过过程程中中的的需需要要。反反硝硝化化过过程程中中要要求求缺缺氧氧条条件件，生生物物膜膜较较厚厚能能够够达达到到局局部部的的厌厌氧氧和和亏氧。亏氧。环境微生物基础教学课件 天津工业大学 反反硝硝化化阶阶段段放放在在好好氧氧阶阶段段之之前前，既既可可以以添添加加一一定定的的碳碳源源维维持持反反硝硝化化，又又能能够够使使水水中中多多余余有有机机物在好氧阶段分解掉。物在好氧阶段分解掉。2024/7/544水温和水温和pH pH。温度升高，对有机物和氨氮的。温度升高，对有机物和氨氮的去除有利，去除有利，2020以上处理效果好。以上处理效果好。环境微生物基础教学课件 天津工业大学深圳水库的年平均水温在深圳水库的年平均水温在23.6，pH值值7。2024/7/545思考题微污染水源水微生物处理方法及微污染水源水处理中微生物群落？2024/7/546第三节第三节 饮用水的消毒及其微生物学效应饮用水的消毒及其微生物学效应水中的细菌只有很少的一部分是水中的细菌只有很少的一部分是病原菌（或称致病原菌（或称致病菌）；病菌）；此类水中病原菌若此类水中病原菌若经水传播经水传播，在消化道滋生导致在消化道滋生导致疾病疾病肠道传染病；肠道传染病；肠道传染病如肠道传染病如伤寒，痢疾，霍乱；病毒性肝炎，伤寒，痢疾，霍乱；病毒性肝炎，脊髓灰质炎。脊髓灰质炎。一些借水传播的寄生虫病，如血吸虫等。一些借水传播的寄生虫病，如血吸虫等。环境微生物基础教学课件 天津工业大学一、水消毒的重要性一、水消毒的重要性2024/7/547环境微生物基础教学课件 天津工业大学 伤寒沙门氏菌伤寒沙门氏菌 通过通过内毒素内毒素致病致病(内毒素是其细胞壁的内毒素是其细胞壁的成分，化学成分为脂多糖，当细菌死亡分裂时会成分，化学成分为脂多糖，当细菌死亡分裂时会释放到环境中。释放到环境中。)在地面普通水中可生存在地面普通水中可生存13周周，井水中可生存，井水中可生存约约周周，在粪坑及污水，在粪坑及污水中可生存中可生存12个月个月。2024/7/548环境微生物基础教学课件 天津工业大学痢疾杆菌痢疾杆菌37 能耐能耐20天天，加热到，加热到60能能耐耐10min，对，对1的石炭酸，可的石炭酸，可抵抗半小时。抵抗半小时。传播方式：食物和饮用水传播方式：食物和饮用水内毒素内毒素损害了人体肠道细胞，引起肠损害了人体肠道细胞，引起肠道痉挛、腹泻等症状。道痉挛、腹泻等症状。2024/7/549环境微生物基础教学课件 天津工业大学霍乱弧菌霍乱弧菌革兰氏革兰氏阴性，有鞭毛阴性，有鞭毛传传播播方方式式：水水及及食食物物，与与病病人人或或带带菌菌动动物物接接触触，主主要要由由病病人人带带菌菌的的粪粪便便污污染染水水体体而传播。而传播。致病原因致病原因致病原因致病原因外毒素外毒素外毒素外毒素：霍乱弧菌霍乱弧菌由口进入人体由口进入人体小肠小肠中，大量繁殖中，大量繁殖释放出释放出外外外外毒素毒素破坏肠细胞膜，肠细胞破坏肠细胞膜，肠细胞大量脱水、电解质失衡。大量脱水、电解质失衡。2024/7/550环境微生物基础教学课件 天津工业大学传播方式：传播方式：虫卵通过病人粪便虫卵通过病人粪便虫卵通过病人粪便虫卵通过病人粪便污染水体。污染水体。污染水体。污染水体。2024/7/551环境微生物基础教学课件 天津工业大学饮用水的消毒非常重要。饮用水的消毒非常重要。2024/7/552二、水的消毒方法二、水的消毒方法 水体的消毒方法有水体的消毒方法有煮沸法，加氯消毒，臭煮沸法，加氯消毒，臭氧消毒，过氧化氢消毒，紫外辐射消毒，微电氧消毒，过氧化氢消毒，紫外辐射消毒，微电解消毒解消毒等。等。环境微生物基础教学课件 天津工业大学 自来水厂自来水厂加氯消毒加氯消毒是最常用，最经济，简单的是最常用，最经济，简单的消毒方法。消毒方法。2024/7/553氯的消毒起源于氯的消毒起源于18501850年，年，19041904年英国正式年英国正式将它用于公共给水的消毒。将它用于公共给水的消毒。常用的化学药剂有常用的化学药剂有液氯，漂白粉液氯，漂白粉(Ca(OCl)(Ca(OCl)2 2,CaClCaCl2 2,Ca(OH),Ca(OH)2 2混合物混合物)，氯胺，氯胺。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/554 氯常温时气态呈黄绿色，液氯为琥珀色，有刺氯常温时气态呈黄绿色，液氯为琥珀色，有刺激性气味，有很强的氧化性。与水的反应：激性气味，有很强的氧化性。与水的反应：环境微生物基础教学课件 天津工业大学1.氯消毒的原理氯消毒的原理2024/7/555环境微生物基础教学课件 天津工业大学 氯的水溶液中有氯的水溶液中有Cl2,HOCl,OCl-,Cl-,H+,同一同一温度下，这些分子和离子的浓度由水的温度下，这些分子和离子的浓度由水的pH值决定，值决定，有时受到水中的杂质的影响。有时受到水中的杂质的影响。水温为水温为2020pHpH值为值为6 6时，时，HOClHOCl，ClCl-为主，为主，OClOCl-为为HOClHOCl的的2.72.7；pHpH值为值为9 9时，时，OClOCl-为主为主，HOClHOCl与与OClOCl-比值约为比值约为0.270.27；pHpH值为值为7.677.67时，时，HOClHOCl与与ClCl-的浓度相等。的浓度相等。2020时时HOCl的解离常数为的解离常数为2.710-82525时时HOCl的解离常数为的解离常数为3.710-856水温水温2525，ClCl-1000mg/L10pH10时，时，OClOCl-几乎占全部。尽管几乎占全部。尽管OClOCl-是强氧化剂，是强氧化剂，但由于细菌表面带负电荷，但由于细菌表面带负电荷，同样带负电荷的同样带负电荷的OClOCl-无无法进入细菌体内，达不到杀菌的目的。法进入细菌体内，达不到杀菌的目的。2024/7/557环境微生物基础教学课件 天津工业大学杀菌的物质？杀菌的物质？水的水的pH值较低时，加氯的效果较好。值较低时，加氯的效果较好。HOCl-NH2-SHHOCl可破环细菌细胞质膜，进入菌体与菌体蛋白及酶蛋白中的-NH2和-SH反应达到杀菌作用。还可与细菌或病毒的核酸反应达到杀菌的作用。2024/7/558 污水中存在污水中存在氨氨，氨与氯很容易反应，随着加氯，氨与氯很容易反应，随着加氯量的增加，产物从量的增加，产物从一氯胺到三氯胺一氯胺到三氯胺。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/559消消毒毒时时在在水水中中的的加加氯氯量量可可分分为为两两部部分分，即即需需氯氯量量：直接用于杀死细菌和氧化有机物等所消耗的部分；直接用于杀死细菌和氧化有机物等所消耗的部分；余余氯氯量量是是为为了了抑抑制制水水中中残残存存细细菌菌的的再再度度繁繁殖殖，管管网网中中尚尚需需维维持持少少量量剩剩余余氯氯。余余氯氯包包含含Cl2,HOCl,OCl-,Cl-，称称游离性余氯游离性余氯，氯胺氯胺称称化合性余化合性余氯。氯。我我国国饮饮用用水水标标准准规规定定，出出厂厂水水游游离离性性余余氯氯在在接接触触3030分分钟钟后后不不应应低低于于0.3mg/L0.3mg/L，在在管管网网末末梢梢不不低低于于0.05mg/L0.05mg/L。环境微生物基础教学课件 天津工业大学2.需氯量和余氯量需氯量和余氯量2024/7/560无氨的水中都为游离性余氯，游离性余氯比较活泼，在水管中容易消失，当管网很大时，游离性余氯不容易维持到用户的水龙头，往往加氨使游离性氯转化为较为稳定的化合氯。2024/7/561水中的余氯不宜浓度太多，这样既浪费又产生臭味。当水体中有酚存在时，氯还会与酚反应，生成味道更难闻的一氯酚，二氯酚等。2024/7/562环境微生物基础教学课件 天津工业大学加氯与余氯的关系加氯与余氯的关系水中无细菌、有机物水中无细菌、有机物和还原性物质时和还原性物质时当原水已受到当原水已受到有机物污染有机物污染2024/7/563环境微生物基础教学课件 天津工业大学折点加氯法折点加氯法2024/7/5643.水的其它消毒方法水的其它消毒方法二氧化氯消毒二氧化氯消毒臭氧消毒臭氧消毒 过氧化氢消毒（过氧化氢消毒（H2O2）紫外辐射消毒紫外辐射消毒 微电解消毒微电解消毒 漂白粉消毒漂白粉消毒次氯酸钠消毒次氯酸钠消毒环境微生物基础教学课件 天津工业大学2024/7/565臭氧消毒臭氧消毒 没有加氯消毒产生的有害物质，对具有顽强抵抗力的病毒，芽孢有很大的杀伤力。但没有余量，后续杀菌效果差。臭氧的制备用高压放电，费用高耗电大，必须现用现制，调节臭氧投加量困难，溶于水的臭氧少，损失大。2024/7/566过氧化氢消毒（过氧化氢消毒（H2O2）活泼氧化剂，但对有些微生物不起作用，有的微生物有过氧化氢酶，可用于净化程度较高的饮用水消毒，尤其可用于桶装水的抑菌和保质2024/7/567紫外辐射消毒紫外辐射消毒 适用于小规模的水厂饮用水的消毒和游泳池水循环水的消毒。紫外辐射易受到悬浮物和有机物的干扰，费用较高，适宜用于优质水的消毒。2024/7/568微电解消毒微电解消毒 电解水时产生的活性氧自由基O2、OH，起到杀菌消毒的目的。适用于优质饮用水的消毒，高层楼上水箱水的消毒和消除管道微生物。2024/7/569思考题加氯消毒原理及对微生物的去除作用？2024/7/570本章总结本章总结环境微生物基础教学课件 天津工业大学第一节第一节 微生物脱氮、脱磷原理微生物脱氮、脱磷原理*微生物脱氮脱磷原理及微生物微生物脱氮脱磷原理及微生物第二节第二节 微污染水源水的预处理微污染水源水的预处理*微污染水源水微生物处理方法及微污染水微污染水源水微生物处理方法及微污染水源水处理中微生物群落源水处理中微生物群落第三节第三节 饮用水的消毒及其微生物学效应饮用水的消毒及其微生物学效应加氯消毒原理及对微生物的去除作用加氯消毒原理及对微生物的去除作用2024/7/571