循環(huán)冷卻水處理劑課件

1、第一節(jié) 概述1 冷水池2中冷卻水由循環(huán)泵3送往系統(tǒng)中各換熱器4，冷卻工藝熱介質(zhì)，冷卻水本身溫度升高后，再流往冷卻塔5，由布水管道噴淋到塔內(nèi)填料上，空氣則由塔底百頁窗空隙進入塔內(nèi)，并被塔頂風扇抽吸上升，與落下的水滴接觸換熱，將熱水冷卻。采用旁濾池6過濾部分冷卻水。 循環(huán)冷卻水水質(zhì)變化特點1溶解固體濃縮 在開始運行時，循環(huán)水質(zhì)和補充水相同。在運行過程中，因純水不斷蒸發(fā)，水中的溶解固體和懸浮物逐漸積累，其程度常用濃縮倍數(shù)K來表示。 式中c循、c補分別為循環(huán)水和補充水中溶解離子濃度。2二氧化碳散失 冷卻水在冷卻塔中與空氣充分接觸時，水中的CO2被空氣吹脫而送入空氣中。水滴在空氣中降落1.52s后，水中

2、CO2幾乎全部散失，水中鈣鎂的重碳酸鹽全部轉(zhuǎn)化為碳酸鹽使循環(huán)水比補充水更易結(jié)垢。 23.溶解氧量升高 循環(huán)水與空氣充分接觸，水中溶解氧接近平衡濃度。冷卻水的相對腐蝕率隨溶解氧含量和溫度升高而增大，至70后，因含氧量已相當?shù)停胖饾u減小。4.雜質(zhì)增多 循環(huán)水在冷卻塔中吸收和洗滌了空氣中的污染物以及空氣攜帶的灰塵、植物的絨毛等，結(jié)果使水中雜質(zhì)增多。5.微生物滋生 循環(huán)水中含有的鹽類和其他雜質(zhì)較高，溶解氧充足，溫度適宜(一般2545)，許多微生物(包括細菌、真菌和藻類)能夠在此條件下生長繁殖。 3循環(huán)冷卻水水質(zhì)變化的結(jié)果（1）腐蝕故障：不僅縮短設備壽命，而且引起工藝過程效率的降低、產(chǎn)品泄漏等問題，在

3、高溫高壓過程的冷卻水系統(tǒng)，還可能發(fā)生安全事故。（2）結(jié)垢故障：不僅使傳熱效率降低，影響冷卻效果，嚴重時使設備堵塞而停工檢修。還降低輸水能力，增加泵的動力消耗，并促使微生物滋生，間接引起腐蝕。 循環(huán)冷卻水處理的基本任務：防止或減緩系統(tǒng)的腐蝕和結(jié)垢及微生物的危害，確保冷卻水系統(tǒng)高效安全運行。 4第二節(jié) 水垢及其控制 冷卻水中的水垢一般由CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、硅酸鈣(鎂)等微溶鹽組成。這些鹽的溶解度很小，如在0時，CaCO3的溶解度是20mg/L，Ca3(PO4)2的溶解度只有0.1mg/L，而且它們的溶解度隨pH值和水溫的升高而降低，因此特別容易在溫度高的傳熱部位達到過飽和狀

4、態(tài)而結(jié)晶析出，當水流速度較小或傳熱面較粗糙時，這些結(jié)晶就容易沉積在傳熱表面上形成水垢。 5一、水垢的種類和特點1碳酸鈣 在冷卻水系統(tǒng)中最常見的水垢。判斷CaCO3結(jié)晶或溶解傾向的兩種方法是飽和指數(shù)法和穩(wěn)定指數(shù)法，兩種指數(shù)協(xié)同使用，有助于較正確地判斷冷卻水的結(jié)垢與腐蝕傾向。2磷酸鈣 為抑制金屬的腐蝕，有時會投加聚磷酸鹽作為緩蝕劑。當水溫升高時，聚磷酸鹽會水解成正磷酸鹽。分解率因冷卻水的停留時間而異，約1040。結(jié)果PO43-與Ca2+可生成溶解度很低的Ca3(PO4)2。 6 3硅酸鹽垢 循環(huán)冷卻水中，SiO2含量過高，加上水的硬度較大時SiO2易與水中的Ca2+或Mg2+生成傳熱系數(shù)很小的硅酸

5、鈣或硅酸鎂水垢。這類水垢不能用一般的化學清洗法去除，而要用酸堿交替清洗。 4硫酸鈣 硫酸鈣在98以下是穩(wěn)定的二水化合物(CaSO42H2O)，其溶解度比碳酸鈣大40倍以上。在37以下，溶解度隨溫度升高而增大，在37以上則相反，隨溫度升高而減小。硫酸鈣垢非常硬，難以用化學清洗法去除。 7二、水垢的控制控制冷卻水結(jié)垢的途徑主要有三條：(1)降低水中結(jié)垢離子的濃度使其保持在允許的范圍內(nèi)；(2)穩(wěn)定水中結(jié)垢離子的平衡關系；(3)破壞結(jié)垢離子的結(jié)晶長大。 在選擇控制水垢的具體方案時，應綜合考慮循環(huán)水量大小、使用要求、藥劑來源等因素。 81從冷卻水中除去成垢離子 對含Ca2+、Mg2+離子較多的補充水。可

6、用離子交換法或石灰軟化法預處理。投加石灰的軟化反應如下：92加酸或通CO2，降低pH，穩(wěn)定重碳酸鹽 對一些水量較大，而水質(zhì)要求并不十分嚴格的循環(huán)水系統(tǒng)，一般采用加酸法處理。通常加H2SO4，若加HCl會帶入Cl-,增強腐蝕性，而加HNO3則會帶入NO3-,促使硝化細菌繁殖。加酸后，pH值降低，反應向左進行。使碳酸鹽轉(zhuǎn)化成溶解度較大的硫酸鹽： 也可向水中通入CO2或凈化后的煙道氣，穩(wěn)定重碳酸鹽。該法適用于生產(chǎn)過程中有多余的干凈CO2氣體或有含CO2的廢水可以直接利用的情況， 103投加阻垢劑 結(jié)垢是水中微溶鹽結(jié)晶沉淀的結(jié)果。在鹽類過飽和溶液中，首先產(chǎn)生晶核，再形成少量微晶粒，然后這些微晶粒相互碰

7、撞，并按一種特有的次序排列起來，使小晶粒不斷長大，形成大晶體。如果投加某些藥劑，破壞或控制結(jié)晶的某一進程，水垢就難以形成。具有阻垢性能的藥劑包括螯合劑、抑制劑和分散劑。螯合劑與陽離子形成螯合物或絡合物，將金屬離子封閉起來，阻止其與陰離子反應生成水垢。EDTA(乙二胺四乙酸)是性能良好的螯合劑，幾乎能與所有的金屬離子螯合。11阻垢劑的作用機理阻垢劑的作用機理分為: 絡和增溶作用、晶格畸變作用、靜電斥力作用。1.絡和增溶作用是共聚物溶于水后發(fā)生電離,生成帶負電性的分子鏈,它與Ca2+形成可溶于水的絡合物或螯合物,從而使無機鹽溶解度增加,起到阻垢作用。2.晶格畸變作用是由分子中的部分官能團在無機鹽晶

8、核或微晶上,占據(jù)了一定位置,阻礙和破壞了無機鹽晶體的正常生長,減慢了晶體的增長速率,從而減少了鹽垢的形成;3.靜電斥力作用是共聚物溶于水后吸附在無機鹽的微晶上,使微粒間斥力增加,阻礙它們的聚結(jié),使它們處于良好的分散狀態(tài),從而防止或減少垢物的形成。 12阻垢劑的種類 在水處理中常用的阻垢劑有聚磷酸鹽、有機膦酸、膦羧酸、有機膦酸脂、聚羧酸等。1）聚磷酸鹽 常用聚磷酸有三聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉，在水中生成長鏈陰離子容易吸附在微小的碳酸鈣晶粒上，同是這種陰離子易于和CO32-置換，從而防止了碳酸鈣的析出。2）有機膦酸類阻垢劑 常用的有ATMP、HEDP、EDTMPS、DTPMPA、PBTCA、BHMT等

9、。對抑制碳酸鈣、水合氧化鐵或硫酸鈣的析出或沉淀有很好的效果。3）有機膦酸酯 有機膦酸酯抑制硫酸鈣垢的效果較好，但抑制碳酸鈣垢的效果較差。其毒性低，易水解。4）聚羧酸類阻垢分散劑 聚羧酸類化合物對碳酸鈣水垢有良好的阻垢作用，用量也極少。常用的有聚丙烯酸PAA、水解馬來酸酐HPMA、AA/AMPS、多元共聚物等。 主要用于各行業(yè)的水冷器、油冷器、凝汽器、空冷器、蒸發(fā)器、暖氣片、反應釜、吸收塔、貯罐、管道等設備的防腐及阻垢。13第三節(jié) 腐蝕及其控制腐蝕機理 冷卻水對碳鋼的腐蝕是一個電化學過程。由于碳鋼組織和表面以及與其接觸的溶液狀態(tài)的不均勻性，表面上會形成許多微小面積的低電位區(qū)(陽極)和高電位區(qū)(陰

10、極)，每一對陽極和陰極通過金屬本體構(gòu)成一個腐蝕原電池，分別發(fā)生氧化和還原反應。14在陰極 在水中 在陽極153.1 腐蝕的類型與過程 3.2 影響腐蝕的因素與腐蝕形式 3.3 水質(zhì)溫度指數(shù) 3.4 腐蝕的控制163.1 腐蝕的類型與過程3.1.1 腐蝕的類型 3.1.2 腐蝕的過程173.1.1 腐蝕的類型腐蝕：是指由于與周圍介質(zhì)相互作用，材料遭受破壞或材料性能惡化的過程；也可以從下面進行定義： （1）由于材料或環(huán)境反應而引起的材料破壞或變質(zhì)； （2）除了單純機械破壞以外的材料的一切破壞； （3）從冶金的角度講，腐蝕也可視為冶金的逆過程。 分類：（1）低溫腐蝕和高溫腐蝕； （2）化學腐蝕和電化

11、學腐蝕。 在給水排水工程有：電化學腐蝕和微生物腐蝕 18腐蝕的類型1. 電化學腐蝕 （1）腐蝕電池的電極； （2）極化現(xiàn)象：濃差極化；電化學極化； （3）去極化； （4）伊文思極化圖及腐蝕圖 （5）鈍化現(xiàn)象 2. 微生物腐蝕 3. 化學腐蝕19（1）腐蝕電池的電極陽極發(fā)生的是氧化反應，即被腐蝕的電極，陰極發(fā)生的是還原反應。 習慣上假定：電流方向為正極到負極，與電子的運動方向相反。 1）電極電位 在陰陽極發(fā)生的電極反應導致在金屬和溶液的界面上形成雙電層，雙電層兩側(cè)的電位差即為電極電位 2）標準電極電位 是指參加電極反應的物質(zhì)都處于平衡狀態(tài)（25，離子活度為1，分壓為 ）時得到的電勢。 20（2）

12、極化現(xiàn)象所謂極化是指在接通原電池電路后出現(xiàn)電極電勢偏離了理論電極電勢值的現(xiàn)象；陰陽極的極化包括濃差極化和電化學極化 1）濃差極化：由于離子擴散速率緩慢所引起的； 2）電化學極化：是由電解產(chǎn)物析出過程中某一步驟反應速率遲緩而引起的電極電勢偏離平衡電勢的現(xiàn)象。 21（3）去極化所謂去極化是指能消除或抑制原電池陽極或陰極極化的過程； 活化劑：能起到這種作用的物質(zhì)叫做去極劑，也叫 陰極去極化有如下類型： 1）陽離子還原反應； 2）析氫反應； 3）陰離子的還原反應； 4）中性離子的還原反應； 5）不溶性膜或沉積物的還原反應22（5）鈍化現(xiàn)象鈍化：某些金屬或合金在特殊環(huán)境條件下失去了化學活性 ，由活化態(tài)轉(zhuǎn)

13、為鈍態(tài)，金屬或合金鈍化后具有的耐蝕性稱為 引起金屬鈍化的因素有化學及電化學兩種； 化學因素引起的鈍化，一般由強氧化劑引起的。232. 微生物腐蝕微生物腐蝕：由于微生物的生命活動直接或間接的對材料產(chǎn)生了興趣，微生物包括細菌和較大的藻類和及原生動物。 微生物腐蝕的本質(zhì)原因：微生物參與了引起腐蝕的電化學反應。 生物在代謝過程中有以下幾個方面影響腐蝕： （1）直接影響陽極和陰極的反應； （2）影響表面保護膜； （3）形成腐蝕條件； （4）產(chǎn)生沉積物。243. 化學腐蝕高溫氧化：在溫度高的情況下，金屬與環(huán)境介質(zhì)中的氣相或凝聚相物質(zhì)發(fā)生化學反應而遭到破壞，也稱為高溫腐蝕。 發(fā)生領域：化工、冶金、核反應堆或

14、航空等； 危害：損壞金屬，造成金屬性能下降，導致發(fā)生嚴重的事故。253.1.2 腐蝕的過程腐蝕的過程本質(zhì)：化學過程； 以金屬腐蝕為例，其腐蝕過程大多為腐蝕原電池的工作過程。 腐蝕原電池的基本過程為： 1. 陽極溶解過程：以鐵為例，陽極溶解的反應為： 2. 陰極的反應為： 陰極和陽極的產(chǎn)物發(fā)生下列反應：263.2 影響腐蝕的因素與腐蝕形式3.2.1 影響腐蝕的因素 3.2.2 腐蝕形式3.2.1 影響金屬腐蝕的操作因素 （1）水質(zhì)：鈣硬度高或濃縮倍數(shù)大的水容易產(chǎn)生堅硬的CaCO3 水垢，對碳鋼起保護作用，軟水腐蝕性比硬水嚴重。 （2）pH值：如圖11-8所示。 （3）溶解氧：水中溶解氧在金屬表面

15、的去極化作用，是金屬 腐蝕的主要原因。如圖11-9所示。 （4）水溫：水溫升高能加快氧的擴散速度，從而加速腐蝕。 （5）流速：如圖11-10所示。 （6）微生物：冷卻水中滋生的微生物直接參與腐蝕反應。 2728影響腐蝕的因素1. 合金元素 2. 溫度 3. 流速 4. 外界氣體介質(zhì) 5. pH 6. 溶解鹽類 7. 溶解氣體： 8. 懸浮固體 9. 微生物293.2.2 腐蝕形式1. 全面腐蝕（general corrosion） 分為均勻腐蝕（uniform corrosion）和非均勻腐蝕； 均勻腐蝕：指腐蝕均勻的分布在整個金屬面上，腐蝕消耗金屬面積上同樣的厚度。 2. 局部腐蝕（loca

16、lized corrosion） （1）點蝕（pitting）：是一種腐蝕集中在金屬或者合金表面數(shù)十微米范圍內(nèi)且向縱深發(fā)展的腐蝕形式 點蝕的危害程度一般用點蝕系數(shù)（pitting factor）來表示； （2）縫隙腐蝕（crevice corrosion）：腐蝕寬度一般在0.0250.1mm；發(fā)生在所有金屬和合金上。30腐蝕形式（3）濃差電池腐蝕（concentrationcell corrosion）：水中各種溶解成分的濃度差都會使所接觸的金屬表面部位間形成腐蝕電池，最主要的氧濃差電池腐蝕。 （4）選擇性侵蝕（selective leaching）：指合金中某一種金屬成分受選擇性侵蝕作用而從

17、合金基體中侵蝕出來。 （5）應力腐蝕開裂（stress corrosion cracking）：指金屬材料在內(nèi)部或外部應力和局部腐蝕侵蝕聯(lián)合作用下產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，有晶間開裂（intercrystalline crack）和穿晶開裂（ transcrystalline crack ）31腐蝕形式（6）腐蝕疲勞（corrosion fatigue）：是指當材料受到交變應力和腐蝕環(huán)境聯(lián)合作用時所出現(xiàn)的脆性斷裂。 （7）侵蝕（erosion） 侵蝕是由于水的高流速所產(chǎn)生的金屬腐蝕，分沖擊湍流侵蝕和氣蝕兩類。3.3腐蝕的控制 控制腐蝕的基本方法有三類： (1)通過電鍍或浸涂的方法在金屬表面形成防腐層使金屬

18、和 循環(huán)水隔絕； (2)使用電極電位比鐵低的鎂、鋅等犧牲陽極與需要保護碳 鋼設備連接，使碳鋼設備成為陰極而受到保護?；蛘邔?需要保護的碳鋼設備接到直流電源的負極上，并在正極 上再接一個輔助陽極，設備在外加電流作用下轉(zhuǎn)成陰極 而受到保護； (3)向循環(huán)水中投加無機或有機緩蝕劑、使金屬表面形成一層 均勻致密、不易剝落的保護膜，這是目前國內(nèi)外普遍采用 的處理方法。 3233 （1）添加緩蝕劑 又稱抑制劑。指凡是添加到腐蝕介質(zhì)中能干擾腐蝕電化學作用，阻止或降低腐蝕速率的一類物質(zhì)都稱為緩蝕劑。其作用是通過在金屬表面形成一層保護膜來防止腐蝕的。種類很多，通常有以下三種分類方法 按藥劑的化學組成分無機緩蝕劑

19、和有機緩蝕劑。 按藥劑對電化學過程的作用可分為： 陽極緩蝕劑（鉻酸鹽、亞硝酸鹽），可阻止陽極反應進行；陰極緩蝕劑（聚磷酸鹽、鋅鹽）阻止陰極反應進行；陰陽極緩蝕劑（有機胺類），同時阻止陰、陽極反應的進行。 按藥劑在金屬表面形成膜類型的不同可分為氧化型、沉淀型膜和吸附型膜。34（2）常用的冷卻水緩蝕劑 鉻酸鹽緩蝕劑（Na2CrO4、K2Cr2O7等）是陽極型或氧化膜型，起作用的是陰離子，但很少用。 聚磷酸鹽緩蝕劑（三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉） 其中以后者應用最為廣泛，即可作緩蝕劑，又可作阻垢劑。它屬陰極型或沉淀膜型緩蝕劑。 鋅鹽緩蝕劑（氯化鋅、硫酸鋅） 是最常見的陰極型或沉淀膜型緩蝕劑，起作用的是鋅離

20、子。 但常和其它緩蝕劑共用，同時要防止水的二次污染。緩蝕膜類型典型緩蝕劑名稱保護膜的持點氧化膜型(鈍化膜型)鉻酸鹽亞硝酸鹽鎢酸鹽鉬酸鹽致密薄膜(320nm) 與基礎金屬的結(jié)合緊密緩蝕性能好 沉淀膜型水中離子型（與水中鈣離子等生成不溶性鹽）聚磷酸鹽磷酸鹽硅酸鹽鋅鹽與基礎金屬結(jié)合不太緊密緩蝕效果不佳多孔，膜厚（金屬離子型與緩蝕對象的金屬離子生成不溶性鹽）琉基苯并噻銼 苯并三氮銼 甲苯基二氮銼 較致密，膜較薄緩蝕性能較好吸附膜型胺類硫醇類表面活性劑木質(zhì)素 對酸液、非水溶液等，在金屬表面清潔的狀態(tài)下，形成較好的吸附層。在淡水中，對碳鋼的非清潔表面，難以形成吸附層35表11-1 緩蝕膜類型及特點第四節(jié)

21、微生物及其控制 微生物在冷卻水系統(tǒng)中繁殖形成粘泥，使傳熱效率下降，加速金屬腐蝕，影響輸水，粘泥腐敗后產(chǎn)生臭味，使水質(zhì)變差。因粘泥引起的故障往往與腐蝕和水垢故障同時發(fā)生，按照故障的表現(xiàn)形式，可分為粘泥附著型和淤泥堆積型二類，前者主要是微生物及其代謝物和泥砂等的混合物附著于固體表面上而發(fā)生故障，常發(fā)生在管道、池壁、冷卻塔填料上，后者是水中懸浮物在流速低的部位沉積，生成軟泥狀物質(zhì)而發(fā)生故障。常發(fā)生在水池底部。在換熱器殼程和配水池中二類故障都可能發(fā)生。 36冷卻水系統(tǒng)中微生物生長繁殖的控制方法 1防止冷卻水系統(tǒng)滲入營養(yǎng)物和懸浮物 營養(yǎng)物進入系統(tǒng)主要通過補充水、大氣和設備泄漏三條 途徑。磷系和胺系藥劑的

22、分解也提供部分營養(yǎng)物。對原水進行混凝沉淀和過濾預處理可去除大部分懸浮物和微生物。藻類生長需要日光照射進行光合作用，如能遮斷陽光，就可防止藻類繁殖。 2投加殺生劑 在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中投加殺生劑是目前抑制微生物的通行方法。殺生劑以各種方式殺傷微生物、如重金屬可穿透細胞壁進入細胞質(zhì)中，破壞維持生命的蛋白質(zhì)基團。 37氧化性殺生劑 溴類殺菌劑 目前在殺生劑市場出現(xiàn)以溴代氯的趨勢。出現(xiàn)這一現(xiàn)象并不是偶然的。試驗室的評估結(jié)果表明：溴在pH8.0以上時較氯有更高的殺生活性；在一些存在有工藝污染如有機物或氨污染的系統(tǒng)中，溴的殺生活性高于氯；游離溴和溴化合物衰變速率快，對環(huán)境的污染小。目前，人們常用的溴類殺菌劑

23、主要有以下幾種： （1)鹵化海因：主要有溴氯二甲基海因（BCDMm、二溴二甲基海因（DBDMH）、溴氯甲乙基海因（BCMEH）等。有報道表明，BCMEH效果最佳，0.45kg（1磅）BCMEH相當于3.18kg（7磅）Cl2； （2)活性溴化物：為由NaBr，經(jīng)氯源（HOCl）活化而制得的液體或固體產(chǎn)物。特點是可大幅度降低氯的用量，并相應降低總余氯量； （3)氯化溴：是一種高度活潑的液體，需由加料系統(tǒng)加到水中，因其危險性較大，限制了其推廣應用。 38非氧化性殺生劑（1)氯代酚類：氯代酚吸附在細胞壁上，并滲透到細胞質(zhì) 中，與細胞質(zhì)作用形成膠體溶液，并使蛋白質(zhì)沉淀，從 而殺死微生物。氯代酚毒性大，

24、對人的眼、鼻等粘膜和 皮膚有刺激，對魚類和動物也具有較高毒性。 （2）季胺鹽類：季胺鹽是一種陽離子型表面活性劑，它吸 附到微生物上，與細胞壁上的負電荷部位形成靜電鍵， 產(chǎn)生壓力，還能破壞細胞的半透膜組織，引起細胞內(nèi)代 謝物質(zhì)和輔酶漏泄，而殺滅細菌。 (3)有機氮硫類：有機氮硫類藥劑與蛋白質(zhì)中的半胱氨酸基 結(jié)合，使酶喪失功能，微生物死亡。 39非氧化性殺生劑 1. 異噻唑啉酮 是一類衍生物的通稱，Rohmand Hass公司對其進行廣泛的研究，申請了一些專利。它的常用組份為2-甲基-4-異喧唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，商品異噻唑啉酮是兩者1：3的混合物。 其殺菌性能具有

25、廣譜性，同時對粘泥也有殺滅作用。在低濃度下有效，一般有效濃度在0.5mgL，就能很好地控制細菌的生長?；烊苄院?，能與氯、緩蝕劑、阻垢分散劑和大多數(shù)陰離子、陽離子和非離子表面活性劑等相容。對環(huán)境無害，該藥劑在水溶液中降解速度快。 對pH值適用范圍廣，一般pH值在5.59.5均能適用。同時具有投藥間隔時間長，不起泡等優(yōu)點。80年代中后期我國也有多家單位研制出類似國外的同類產(chǎn)品，并投人生產(chǎn)。在循環(huán)冷卻水中的應用日益廣泛。 40非氧化性殺生劑 2. 戊二醛是另一種非氧化性殺菌劑。國內(nèi)已開始使用，其特點是幾乎無毒，使用pH范圍寬，耐較高溫度，是殺硫酸鹽還原菌的特效藥劑，本身可以生物降解，其缺點是與氨、胺

26、類化合物發(fā)生反應而失去活性，因此在漏氨嚴重的化肥廠不宜使用。戊二醛價格昂貴使其應用受阻。目前正在開展復配降低其用量的研究。LawrenceA.Grab等人的研究表明，戊二醛和季銨鹽復配可大幅度降低成二醛的用量。 41非氧化性殺生劑 3. 季磷鹽 1990年Gramham指出，殺生劑研究的最新進展之一是季磷鹽的出現(xiàn)。這類化合物與季銨鹽有著相似的結(jié)構(gòu)，只是用磷陽離子代替氮陽離子。例如 THPS（四羥烷基硫酸磷）、THPC（四羥烷基氯化磷）。THPS用作殺生劑，迄今雖對其各種性能參數(shù)的認識并不全面，但它用于工業(yè)水處理及油田水處理確實具有高效?？焖?、廣譜，對環(huán)境、魚類具有低毒，易生物降解和使用方便等優(yōu)

27、點。有研究表明，用于工業(yè)水處理，使用50g/g THPS，在6h內(nèi)能將2.5105SRBmL殺滅到2.7103SRBmL。42非氧化性殺生劑 其它種類的非氧化性殺生劑 目前市場上常見的非氧化性殺生劑還有氯酚類、有機錫化合物、有機硫化合物（異唑啉酮前已述）、銅鹽等。 氯酚類殺生劑國內(nèi)生產(chǎn)的有以雙氯酚（2，2二羥基5，5二氯苯甲烷）為主的復合殺生劑。該類殺生劑由于其毒性大，易污染環(huán)境水體，故近年來已逐漸被淘汰。有機錫化合物在堿性州值范圍內(nèi)的效果最好。它們常與季銨鹽或有機胺類復配成復合殺生劑以改善其分散性。實踐證明，這類復合殺生劑還有增效作用。該類殺生劑目前國內(nèi)沒有生產(chǎn)。 有機硫化合物類殺生劑中目前

28、國內(nèi)使用較普遍的有二硫氰基甲烷、大蒜素（硫酮類化合物）。許多有機硫化合物殺生劑對于真菌、粘泥形成菌，尤其是硫酸鹽還原菌十分有效。 43444.1 概述4.1.1 氧化劑和消毒方法 4.1.2 化學氧化 4.1.3 消毒與滅活454.1.1 氧化劑和消毒方法一、消毒定義 二、消毒方法 三、消毒機理 四、常見的氧化劑 五、消毒的優(yōu)缺點及工藝選擇46一、消毒定義消毒過程：氧化劑在水處理過程中可以與水中微生物如原生動物、浮游生物、藻類、細菌、病毒等作用，使之滅活或強化去除的過程。 消毒：將水體中的病原微生物(pathogenic organisms)滅活，使之減少到可以接受的程度。47二、消毒方法化學

29、藥劑（氧化劑等） 物理法（熱和光） 機械法（格網(wǎng)、膜） 輻射（射線、電子束）48三、消毒機理消毒主要有以下幾個方面的作用： （1） 破壞細胞壁； （2） 改變細胞通透性； （3） 改變微生物的DNA或RNA； （4） 抑制酶的活性。49四、常見的氧化劑氯； 臭氧； 二氧化氯； 過氧化氫； 高錳酸鹽； 高鐵酸鹽等50五、消毒的優(yōu)缺點及工藝選擇名稱 優(yōu) 點 缺 點 使用條件液氯效果可靠，投配設備簡單，投量準確，價格便宜氯化形成的余氯及某些含氯化合物低濃度時對水生生物有害，當污水含工業(yè)廢水比例大時，氯化可能生成致癌物質(zhì)適用于大、中型污水處理場臭氧消毒效率高并能有效降解水中殘留有機物、色、味等；污水p

30、H及溫度對消毒影響很小，不產(chǎn)生難處理或生物積累性殘余物投資大、成本高、投資管理較復雜適用出水水質(zhì)好，排入水體的水質(zhì)要求高的污水處理廠次氯酸鈉用海水或濃鹽水作為材料生產(chǎn)，可在污水廠現(xiàn)場生產(chǎn)并直接投配，使用方便，投量可以直接控制需要有次氯酸鈉發(fā)生器和投配設備適用于中、小型污水處理廠紫外線是紫外線照射和氯化共同作用的物理化學方法，消毒效率高紫外線照射燈貨源不足，電耗能量多適用于小型污水處理廠514.1.2 化學氧化化學氧化的分類：按化學藥劑在水處理過程中的投加點不同和產(chǎn)生的作用不同，分為預氧化、中間氧化和后氧化，如下圖所示：52化學氧化的作用化學預氧化對水中藻類、浮游生物、色度、臭、味、有機物、鐵、

31、錳等具有顯著的去除作用，同時可破壞氯化消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物質(zhì)。 中間氧化通常設在常規(guī)處理工藝的沉淀之后或過濾之后，作為水的深度處理手段，通過與顆粒活性炭（GAC）或生物活性炭（BAC）聯(lián)用，利用活性炭的良好吸附性能和生物降解功能將氧化后的形成的可生化性較高的小分子有機物、有毒、有害中間產(chǎn)物及消毒副產(chǎn)物等進一步去除。 后氧化是保證飲用水衛(wèi)生安全的最后一道屏障，其主要目的是消毒，即滅活水中致病微生物。53水中消毒劑的類別（1）氧化劑：通過氧化作用破壞有機體內(nèi)的物質(zhì)而達到滅活微生物的作用； （2）金、銀等重金屬離子：重金屬能夠使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)失去活性，例如銅離子能滅活藻類； （3）一些物理方法：紫

32、外線、超聲波、輻射，還有加熱法、冷凍法、機械過濾等； （4）陽離子表面活性劑：如季銨類和吡啶鎓。544.1.3 消毒與滅活液氯的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：消毒效果好，成本較低，可在管網(wǎng)中保持一定余量； 缺點：氯與水中一些有機物作用產(chǎn)生對人體有害的副產(chǎn)物 衡量消毒劑的消毒效果一般要確定所使用的消毒劑對微生物的滅活速率，最終決定有效接觸時間及投加量。554.2 氯氧化與消毒4.2.1 氯的性質(zhì) 4.2.2 氯消毒過程 4.2.3 氯化消毒副產(chǎn)物（DBP）的形成及控制 4.2.4 加氯點 4.2.5 加氯設備、加氯間和氯庫564.2.1 氯的性質(zhì)氯氣是一種黃色氣體，密度為3.2 ，極易被壓縮成琥珀色的液氯。

33、氯氣容易溶解于水，在20和98kPa時，溶解度為7160mg/L。 氯溶解在水中很快發(fā)生的反應： 起消毒作用的主要是HOCl。 574.2.2 氯消毒過程（1）氯消毒機理 氯化作用（chlorination）常用作消毒的同義詞。 易溶于水中，在清水中，發(fā)生下列反應： Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl- HOCl H+ + OCl- HOCl和OCl-的比例與水中溫度和pH有關。 pH高時，OCl-較多； pH9，OCl-接近100%； pH6，HOCl接近100%； pH=7.54, HOCl=OCl- 58不同pH值和水溫時水中HOCL和OCl的比例關系圖59氯消毒兩種途徑：

34、通過細胞壁滲入細胞體，滅活細胞體內(nèi)的酶蛋白； 直接氧化細胞質(zhì)消毒過程是不可逆過程 D+MDM消毒效果和速度與下列因素有關：微生物特性，殺菌易，殺病毒難；單個易，成團難溫度：較高溫度對消毒過程有利高溫就是消毒手段pH：決定了氯系消毒劑的存在狀態(tài)，低pH值時，HOCl或NHCl2量多，殺菌能力強。水中雜質(zhì)：水中的懸浮物掩蔽菌體；還原劑消耗氧化劑；氨與HOCl作用生成氯胺 。氯胺中的氯稱為化合性氯，HOCl和OCl-游離氯。604.2.4 加氯點濾后加氯濾前加氯混凝劑投加時加氯，提高混凝效果。管網(wǎng)中途加氯 一般設在加壓泵站或水庫泵站內(nèi)614.2.5 加氯設備、加氯間和氯庫一般用氯氣：有毒氣體，在68氣壓下變成液氯； 使用時采用氯瓶。干燥氯氣和液氯對鋼瓶無腐蝕作用，但遇水或受潮則會嚴重腐蝕金屬。因此，必須嚴格防止水和潮氣進入氯瓶。 人工操作加氯設備：加氯機（手動）、氯瓶和校核氯瓶重量的磅秤等；缺點是：加氯量調(diào)節(jié)滯后，余氯不穩(wěn)定。 自動加氯設備：加氯機（自動）、氯瓶、自動檢測和自