污水處理消毒方式的知識匯總
一、消毒劑(ji)的選擇應考慮哪些因素
廢水經(jing)一級或二級處(chu)理后(hou),水質改(gai)善,細菌(jun)含量也大(da)幅度減少,但其絕對值仍很可(ke)觀,并有存在病(bing)原(yuan)菌(jun)的可(ke)能。因此,廢水排入水體前應進行消毒處(chu)理。
目(mu)前,用(yong)氯(lv)化(hua)(hua)法(fa)消毒能產(chan)生有害物(wu)質,影(ying)響人(ren)體(ti)健康(kang)已廣為人(ren)知,這是(shi)因為氯(lv)與水中有機物(wu)作用(yong),同(tong)時有氧(yang)化(hua)(hua)和取(qu)代作用(yong),氧(yang)化(hua)(hua)作用(yong)可以促使去除有機物(wu),而取(qu)代作用(yong)則是(shi)氯(lv)與有機物(wu)結合,形成了有致突變或致癌活性的(de)鹵化(hua)(hua)物(wu)。
美國規(gui)定(ding)三鹵甲烷(THMS)的最大濃度為(wei)100μg/L,德國、加拿大、日本也分別規(gui)定(ding)為(wei)25μg/L、350μg/L、100μg/L,我國1985年版(ban)《生(sheng)活飲用水衛生(sheng)標準》中也規(gui)定(ding)了氯仿(fang)的上(shang)限為(wei)60μg/L。
有鑒(jian)于(yu)此,廢水消毒一是要控制恰當的投劑(ji)量,二是采(cai)用其他消毒劑(ji)代替,如二氧(yang)化氯、臭氧(yang)、紫外線輻射(she)等,以(yi)減少有害物質的生成(cheng)。
各種消毒劑(ji)(ji)的優缺點(dian)和適用(yong)條件見表(biao)1。參考(kao)此表(biao),可以初(chu)步(bu)確定應該使用(yong)的消毒劑(ji)(ji)。
二、消毒(du)劑的(de)(de)種類有哪些?各自的(de)(de)特(te)點(dian)是(shi)怎樣的(de)(de)?
常用的(de)消毒(du)劑有(you)次氯酸類、二(er)氧化氯、臭氧、紫外線輻射(she)等。
次氯(lv)酸類消毒(du)劑有(you)液氯(lv)、漂(piao)白(bai)粉(fen)、漂(piao)粉(fen)精、氯(lv)片、次氯(lv)酸鈉等形態(tai),主(zhu)要是通過HClO起消毒(du)作用。
次氯酸(suan)類消毒劑的(de)弱點(dian)是容易和水中的(de)有機物生(sheng)成氯代烴,而氯代烴已被確認為(wei)是對人(ren)體健康極為(wei)不(bu)利的(de),同(tong)時處(chu)理過的(de)水會有一些令人(ren)不(bu)快的(de)氣味(wei)。
次氯酸(suan)類消毒劑(ji)粉塵(chen)和放(fang)出(chu)的(de)氯氣(qi)對人的(de)呼(hu)吸(xi)道、眼睛(jing)及皮膚(fu)都(dou)有(you)強烈的(de)刺激(ji)作用,如果不慎濺入眼睛(jing)或觸及皮膚(fu),要(yao)(yao)立即用大量清水沖洗。存放(fang)環境要(yao)(yao)陰涼、通風和干燥,遠離(li)熱源和火種,不能(neng)與有(you)機物、酸(suan)類及還(huan)原劑(ji)共儲混運,運輸過程(cheng)中要(yao)(yao)防止雨淋(lin)和日光曝曬,裝卸時(shi)動作要(yao)(yao)輕(qing),避免碰撞(zhuang)和滾(gun)動。
次氯酸類(lei)消(xiao)毒劑消(xiao)毒時(shi)往(wang)往(wang)發生的(de)是取代反應(ying),這(zhe)也(ye)是使用次氯酸類(lei)消(xiao)毒劑會產(chan)生氯代烴的(de)根本原(yuan)因,而臭(chou)氧和二氧化氯消(xiao)毒時(shi)發生的(de)是純氧化反應(ying),因而可(ke)以(yi)(yi)破(po)壞有機物的(de)結構,在殺菌(jun)的(de)同時(shi)還(huan)可(ke)以(yi)(yi)提高廢水(shui)的(de)可(ke)生化性(BOD5/CODCr值),去除(chu)水(shui)中的(de)部分CODCr。
二氧(yang)(yang)化氯消(xiao)毒與(yu)臭氧(yang)(yang)或紫外線消(xiao)毒相比,前(qian)者(zhe)一(yi)次性投(tou)資低(di),運行費(fei)用高(大約(yue)0.1元/m3);后者(zhe)一(yi)次性投(tou)資高,運行費(fei)用低(di)(大約(yue)0.02元/m3)。
臭(chou)氧(yang)消毒和(he)紫(zi)外線消毒可以在很短的(de)時間(jian)內(nei)達到消毒的(de)效果,經過臭(chou)氧(yang)消毒和(he)紫(zi)外線消毒的(de)二沉池出(chu)水(shui)或回用(yong)水(shui)細菌(jun)(jun)總數和(he)總大腸菌(jun)(jun)群等(deng)微(wei)生物(wu)指標(biao)可以達到要(yao)求,但他們的(de)缺點是(shi)瞬(shun)時反(fan)應,無法保持效果,抵抗(kang)管道內(nei)微(wei)生物(wu)的(de)滋(zi)生和(he)繁(fan)殖,因(yin)此在回用(yong)水(shui)系統使用(yong)這兩種方(fang)法消毒時,往往需要(yao)在其出(chu)水(shui)中再投加(jia)0.05~0.1mg/L二氧(yang)化(hua)氯(lv)或0.3~0.5mg/L的(de)氯(lv),以保持管網末梢有足夠的(de)余氯(lv)量。
三、氯氣
1.氯的物(wu)化性(xing)質是怎樣的?
氯(lv)在(zai)常壓(ya)下(xia)是黃綠(lv)色(se)氣(qi)體,在(zai)0℃和(he)一個大氣(qi)壓(ya)時的密度為3.2mg/mL,即約為空氣(qi)的2.5倍重,具有強烈(lie)的刺激(ji)性(xing)。一般(ban)采用電解食(shi)鹽水(shui)溶(rong)液(ye)的方法制(zhi)取氯(lv)氣(qi),然后將(jiang)氯(lv)氣(qi)加壓(ya)冷卻制(zhi)得液(ye)氯(lv),液(ye)氯(lv)極易氣(qi)化,沸(fei)點(dian)是-34.5℃。
加壓后(hou)(hou)的液氯(lv)成為黃(huang)綠色透明液體,1kg液氯(lv)氣化后(hou)(hou)體積可以變(bian)為300L。氯(lv)性質很(hen)活潑(po),能(neng)溶于水,溶解度隨水溫(wen)的升(sheng)高(gao)而降低。
氯是具有(you)強烈刺(ci)激(ji)性(xing)的窒息氣體,對人(ren)的呼(hu)吸系統、眼部(bu)及皮膚都能產生傷害(hai),空氣中最高允許濃度為1ml/m3。雖不(bu)自燃,但(dan)可(ke)以(yi)助燃,在日光下與(yu)其他易(yi)燃氣體混合時會發生燃燒和爆炸,可(ke)以(yi)和大多數物質起反應(ying)。
氯(lv)是(shi)(shi)一種強氧(yang)化劑(ji),具有殺(sha)菌能力強、價格低廉、來(lai)源方便的(de)優(you)點,是(shi)(shi)水(shui)處理行(xing)業應(ying)用歷(li)史最(zui)為(wei)悠久的(de)消毒劑(ji)。氯(lv)消毒的(de)機理是(shi)(shi)依靠水(shui)解生(sheng)成的(de)次氯(lv)酸HClO向微(wei)生(sheng)物的(de)細(xi)胞壁內擴散,與細(xi)胞的(de)蛋(dan)白質反(fan)應(ying)生(sheng)成化學穩定性(xing)(xing)極好(hao)的(de)N-Cl鍵。另外(wai),氯(lv)能氧(yang)化微(wei)生(sheng)物的(de)某些活性(xing)(xing)物質,抑制并殺(sha)死微(wei)生(sheng)物。
2.如何防(fang)止氯中毒?
雖然空(kong)氣中(zhong)最高(gao)(gao)允許濃(nong)度為(wei)(wei)1ml/m3,但長期(qi)在(zai)低于此值的環(huan)境中(zhong)工作,也會導致慢(man)性(xing)中(zhong)毒(du),表(biao)現為(wei)(wei)患慢(man)性(xing)支氣管(guan)炎(yan)(yan)、慢(man)性(xing)胃腸炎(yan)(yan)、牙(ya)齦炎(yan)(yan)、口腔炎(yan)(yan)、皮膚(fu)搔癢癥(zheng)等(deng)(deng)疾病。短時間暴露在(zai)高(gao)(gao)氯環(huan)境中(zhong),會導致急(ji)性(xing)中(zhong)毒(du)。輕度急(ji)性(xing)中(zhong)毒(du)表(biao)現為(wei)(wei)喉干(gan)胸(xiong)悶、脈搏(bo)加快等(deng)(deng)癥(zheng)狀,重度急(ji)性(xing)中(zhong)毒(du)表(biao)現為(wei)(wei)支氣管(guan)痙攣和水腫,甚至(zhi)出現昏迷(mi)或休克。
為(wei)防止出現(xian)氯中毒的措(cuo)施可總結(jie)如(ru)下:
(1)經常接觸(chu)氯(lv)(lv)(lv)氣的(de)(de)工作(zuo)人員(yuan)對氯(lv)(lv)(lv)味的(de)(de)敏感(gan)程度會有(you)所(suo)降低,常常會在(zai)聞(wen)不到氯(lv)(lv)(lv)味的(de)(de)時(shi)候(hou),人就已經受到氯(lv)(lv)(lv)的(de)(de)傷害(hai)。因此操作(zuo)人員(yuan)的(de)(de)值班(ban)室(shi)要和加(jia)氯(lv)(lv)(lv)間(jian)分(fen)開設置,并(bing)在(zai)加(jia)氯(lv)(lv)(lv)間(jian)安裝(zhuang)(zhuang)監測及警報裝(zhuang)(zhuang)置,隨時(shi)對其(qi)中的(de)(de)氯(lv)(lv)(lv)濃度進(jin)行檢(jian)測。
(2)加(jia)氯間要(yao)(yao)靠(kao)近加(jia)氯點,兩者間距不超過30m。加(jia)氯間建筑要(yao)(yao)堅固防火(huo)、耐凍保溫(wen)、通(tong)風良好、大門外開(kai),并與(yu)其他工作間嚴格分開(kai)、沒有任何直接連(lian)通(tong)。由于氯比(bi)空氣(qi)重,因(yin)此當氯氣(qi)在室(shi)內泄(xie)漏后,會將空氣(qi)排擠出去,在封閉的室(shi)內下部(bu)積聚并逐漸向上擴散。所以(yi)加(jia)氯間的底部(bu)必(bi)須安裝強(qiang)制排風設(she)施,進氣(qi)孔要(yao)(yao)設(she)在高處。
(3)加(jia)氯(lv)間門(men)外要備用檢(jian)修(xiu)工具、防毒面具和搶救器具等,照明和通(tong)風(feng)設備的(de)開關也要設在(zai)室(shi)外,在(zai)進(jin)入加(jia)氯(lv)間之(zhi)前,先進(jin)行通(tong)風(feng)。通(tong)向加(jia)氯(lv)間的(de)壓力水(shui)管必須(xu)保(bao)證不間斷供水(shui),并(bing)保(bao)持水(shui)壓穩定(ding)(ding),同時(shi)還(huan)要有(you)(you)應(ying)對突然停水(shui)的(de)措施。加(jia)氯(lv)間內要設置(zhi)堿液池(chi),并(bing)定(ding)(ding)時(shi)檢(jian)驗,保(bao)證堿液隨時(shi)有(you)(you)效。當發現(xian)氯(lv)瓶有(you)(you)嚴重泄漏時(shi),戴好防毒面具,然后將(jiang)氯(lv)瓶迅速移入堿液池(chi)中(zhong)。
(4)當(dang)發現現場有人(ren)急性氯中(zhong)毒后(hou),要(yao)設法迅速將(jiang)中(zhong)毒者轉(zhuan)移到具有新(xin)鮮(xian)空氣的地方,對呼吸(xi)(xi)(xi)困難者,應當(dang)讓其(qi)吸(xi)(xi)(xi)氧,嚴(yan)禁進行人(ren)工呼吸(xi)(xi)(xi),可以(yi)用2%的碳(tan)酸氫(qing)鈉溶液(ye)為其(qi)洗(xi)眼、鼻、口等部位,還(huan)可以(yi)讓其(qi)吸(xi)(xi)(xi)入霧(wu)化的5%碳(tan)酸氫(qing)鈉溶液(ye)。
3.使(shi)用液氯(lv)瓶時的注意事項有哪些?
液氯(lv)(lv)是目前國內外(wai)(wai)應用最廣(guang)的消毒(du)劑(ji),除(chu)消毒(du)外(wai)(wai)還有氧化(hua)作用。液氯(lv)(lv)通常在鋼瓶中(zhong)貯存和運輸,使用時,液氯(lv)(lv)轉變(bian)成氯(lv)(lv)氣加入水中(zhong)。
(1)氯(lv)瓶(ping)內壓(ya)力(li)(li)一般為0.6~0.8MPa,所以(yi)不能在太陽下曝曬或靠近(jin)爐火或其他高(gao)溫熱(re)源,以(yi)免氣(qi)(qi)化時壓(ya)力(li)(li)過(guo)高(gao)發生(sheng)爆炸。液(ye)氯(lv)和干燥的氯(lv)氣(qi)(qi)對銅(tong)、鐵和鋼(gang)(gang)等(deng)金(jin)屬沒(mei)有(you)腐(fu)蝕(shi)性,但遇水(shui)或受潮時,化學活性增(zeng)強,能腐(fu)蝕(shi)大(da)多數金(jin)屬。因此貯氯(lv)鋼(gang)(gang)瓶(ping)必須保(bao)持0.05~0.1MPa的余壓(ya),不能全部(bu)用空(kong),以(yi)免進水(shui)。
(2)液(ye)氯變成(cheng)氯氣(qi)(qi)要吸收(shou)熱(re)量(liang)(liang),1kg液(ye)氯變成(cheng)1kg氯氣(qi)(qi)約需要289kJ熱(re)量(liang)(liang)。在氣(qi)(qi)溫(wen)較低時,氯瓶(ping)(ping)從空(kong)氣(qi)(qi)中吸收(shou)的(de)熱(re)量(liang)(liang)有限(xian),液(ye)氯氣(qi)(qi)化的(de)數量(liang)(liang)受到限(xian)制時,需要對(dui)氯瓶(ping)(ping)進行(xing)加熱(re)。但(dan)切不可用明火、蒸(zheng)汽直接加熱(re)氯瓶(ping)(ping),也不宜使氯瓶(ping)(ping)溫(wen)度(du)升高太多或太快,一般可使用15~25℃的(de)溫(wen)水連續淋灑氯瓶(ping)(ping)的(de)方法對(dui)氯瓶(ping)(ping)加溫(wen)。
(3)要經(jing)常用(yong)(yong)10%氨水(shui)檢(jian)查加氯(lv)機與氯(lv)瓶的連接處是否泄漏,如果發現加氯(lv)機的氯(lv)氣管(guan)出現堵塞現象(xiang),切不可(ke)用(yong)(yong)水(shui)沖洗,可(ke)以用(yong)(yong)鋼絲疏通,再用(yong)(yong)打(da)氣筒或壓縮空氣將雜物吹掉(diao)。
(4)開(kai)啟前(qian)要(yao)檢(jian)查氯(lv)瓶(ping)的放置(zhi)位置(zhi)是(shi)(shi)否(fou)正確,一(yi)定(ding)要(yao)保證出口朝上,即(ji)放出來的是(shi)(shi)氯(lv)氣(qi)而不(bu)是(shi)(shi)液氯(lv)。開(kai)氯(lv)瓶(ping)總閥(fa)時(shi),要(yao)先緩(huan)慢開(kai)半圈,隨即(ji)用(yong)(yong)10%氨水檢(jian)查是(shi)(shi)否(fou)漏(lou)氣(qi),一(yi)切正常后(hou)再逐漸打開(kai)。如果閥(fa)門難以(yi)開(kai)啟,不(bu)能用(yong)(yong)榔頭敲擊,也不(bu)能長(chang)板手硬扳(ban),以(yi)防將閥(fa)桿擰斷。
四、次氯酸(suan)鈉
固態次(ci)(ci)氯(lv)(lv)酸鈉NaClO為白色粉末,具有刺激(ji)性氣味(wei),在(zai)空氣中極不(bu)穩定(ding),受(shou)熱后迅(xun)速分解。商品(pin)(pin)固態次(ci)(ci)氯(lv)(lv)酸鈉的(de)有效氯(lv)(lv)一般為10%~12%,常用制備方法(fa)是液堿氯(lv)(lv)化(hua)法(fa),即(ji)在(zai)30%以(yi)下的(de)氫氧化(hua)鈉溶液中通入(ru)氯(lv)(lv)氣進行反應。商品(pin)(pin)固態次(ci)(ci)氯(lv)(lv)酸鈉使用方便,但消毒效果比(bi)氯(lv)(lv)差,費(fei)用也高于(yu)氯(lv)(lv)消毒。
由于次(ci)氯酸(suan)鈉(na)容易(yi)因陽(yang)光、溫度的作(zuo)用而分(fen)解(jie),一(yi)般用次(ci)氯酸(suan)鈉(na)發生器就地制備后立即投加。利用鈦陽(yang)極電(dian)解(jie)食鹽(yan)水(shui)(沿(yan)海地區可用海水(shui)作(zuo)為鹽(yan)溶液(ye)),得到的次(ci)氯酸(suan)鈉(na)溶液(ye)是淡(dan)黃(huang)色透明液(ye)體(ti),含有效(xiao)氯6g/L~11g/L。一(yi)般每生產(chan)1kg有效(xiao)氯,食鹽(yan)消(xiao)耗量約3~4.5kg,耗電(dian)量5~10kWh,通(tong)常其消(xiao)耗比使(shi)用漂白粉消(xiao)毒還要低(di)。
次氯酸鈉固體(ti)或(huo)溶(rong)(rong)液都不(bu)(bu)宜久存(cun)(cun),而且必須在避光(guang)低溫(wen)(wen)環境下存(cun)(cun)放。電(dian)解生產次氯酸鈉溶(rong)(rong)液最(zui)好是使用多少(shao),隨時生產多少(shao)。氣溫(wen)(wen)低于30℃時,每天(tian)損失(shi)有效氯0.1~0.15mg/L,如果氣溫(wen)(wen)超(chao)(chao)過30℃,每天(tian)損失(shi)有效氯可(ke)達0.3~0.7mg/L。因(yin)此,如果為了具有一(yi)定(ding)儲(chu)備量以(yi)備用,一(yi)般(ban)夏天(tian)儲(chu)存(cun)(cun)時間不(bu)(bu)超(chao)(chao)過一(yi)天(tian),冬天(tian)不(bu)(bu)超(chao)(chao)過7d。
五、漂白粉(fen)
漂白粉(fen)CaCl2?Ca(OCl)2?2H2O為白色(se)粉(fen)末,有氯(lv)的氣味,含有效氯(lv)20%~25%。漂白粉(fen)易吸潮,性質極(ji)不(bu)穩(wen)定,日光(guang)照射、受(shou)熱均能使其(qi)變質而降低有效氯(lv)成分。
與(yu)有(you)機(ji)物、易燃液體(ti)混合能發熱自燃,受高熱會發生爆炸。氯(lv)(lv)片是(shi)用漂粉精3Ca(OCl)2?2Ca(OH)2?2H2O加工成(cheng)的片劑,含有(you)效氯(lv)(lv)60%~70%。氯(lv)(lv)片和漂粉精穩定性比(bi)漂白粉高,可以(yi)在(zai)常溫下儲存200d以(yi)上不分(fen)解(jie)。兩者的消毒作用與(yu)氯(lv)(lv)相同(tong),以(yi)有(you)效氯(lv)(lv)計的加氯(lv)(lv)量、接觸時(shi)間(jian)等參數可以(yi)參照液氯(lv)(lv)。
使用漂白粉作消(xiao)(xiao)毒劑,需(xu)配(pei)成(cheng)溶(rong)(rong)液加(jia)注(zhu),而且一般(ban)需(xu)設(she)混合(he)池。每包50kg的(de)漂白粉先加(jia)400~500kg水攪拌成(cheng)10%~15%溶(rong)(rong)液,再加(jia)水調成(cheng)1%~2%濃(nong)度的(de)溶(rong)(rong)液。混合(he)池通常(chang)有隔板式與(yu)鼓(gu)風式兩(liang)種(zhong)。用氯片(pian)(pian)消(xiao)(xiao)毒時,廢水流入(ru)特制的(de)氯片(pian)(pian)消(xiao)(xiao)毒器,浸潤(run)溶(rong)(rong)解氯片(pian)(pian),并與(yu)之混合(he),然(ran)后再進接觸池。
六、二氧化氯
1.二(er)氧化(hua)氯的(de)(de)物化(hua)性質(zhi)是怎樣(yang)的(de)(de)?
二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氯(lv)(lv)(ClO2)是一種黃(huang)綠色(se)氣體,性(xing)質(zhi)極不穩定,與氯(lv)(lv)一樣的刺激性(xing)氣味,毒性(xing)比(bi)氯(lv)(lv)要大,相對密度為2.4。二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氯(lv)(lv)在常溫(wen)下即(ji)能壓(ya)縮成液體,并很容(rong)易揮發(fa)。二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氯(lv)(lv)很容(rong)易爆(bao)炸,溫(wen)度升高、暴露在光線(xian)下或(huo)與某(mou)些有機(ji)物接觸摩擦,都可能發(fa)生(sheng)爆(bao)炸,而(er)且液體二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氯(lv)(lv)比(bi)氣體二(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氯(lv)(lv)更(geng)易爆(bao)炸。
在空氣中(zhong)(zhong)的(de)體(ti)積濃度超過10%時或水(shui)中(zhong)(zhong)二(er)氧(yang)化氯濃度超過30%就會(hui)(hui)發(fa)(fa)生(sheng)爆炸。二(er)氧(yang)化氯易(yi)溶于水(shui),在水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)溶解度是(shi)氯的(de)5倍,但(dan)ClO2不和水(shui)起化學反應,在水(shui)中(zhong)(zhong)極易(yi)揮發(fa)(fa),在光線照(zhao)射(she)下(xia)容易(yi)發(fa)(fa)生(sheng)光化學分解。貯存(cun)在敞開(kai)容器中(zhong)(zhong)的(de)ClO2水(shui)溶液,ClO2含量會(hui)(hui)下(xia)降很快(kuai)。因此,二(er)氧(yang)化氯不宜(yi)貯存(cun),最好現場制取和使用(yong)。
市(shi)場(chang)上(shang)銷售的商品穩(wen)定二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)氯溶液,多為無色或(huo)略帶黃綠色透明液體(ti),二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)氯含量(liang)一般在2%左(zuo)右,而且要加入一定量(liang)的特制(zhi)穩(wen)定劑(如碳酸鈉、硼(peng)酸鈉及過氯化(hua)物的水溶液或(huo)二(er)(er)(er)(er)乙烯三胺五亞甲基膦(lin)酸等),但運輸和儲(chu)存時(shi)(shi)仍要注意(yi)避開(kai)高(gao)溫和強光。因此(ci),采用(yong)二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)氯消毒(du)時(shi)(shi),最好在現(xian)場(chang)邊生產(chan)邊使用(yong)。二(er)(er)(er)(er)氧(yang)(yang)化(hua)氯殺菌后(hou)生成(cheng)無毒(du)物質,對環(huan)境(jing)水體(ti)沒(mei)有污染。
2.使(shi)用二氧化(hua)氯(lv)時的注意事項(xiang)有哪(na)些?
(1)在水處(chu)理中,二氧化氯(lv)的投加量一般為0.1~1.5mg/L,具體投加量隨(sui)原水性質和投加用途而定。當(dang)(dang)僅作為消毒劑(ji)時,投加范圍(wei)是(shi)0.1~1.3mg/L;當(dang)(dang)兼用作除嗅劑(ji)時,投加范圍(wei)是(shi)0.6~1.3mg/L;當(dang)(dang)兼用作氧化劑(ji)去除鐵、錳和有(you)機物時,投加范圍(wei)是(shi)1~1.5mg/L。
(2)二氧(yang)(yang)化(hua)氯是一種強氧(yang)(yang)化(hua)劑,其(qi)輸(shu)送和存儲都要(yao)(yao)使用防腐蝕、抗氧(yang)(yang)化(hua)的惰性材料,要(yao)(yao)避(bi)免與(yu)還原劑接(jie)觸,以免引起爆炸。
(3)采用現場(chang)制備二氧(yang)化氯的(de)方法時(shi),要防止二氧(yang)化氯在空氣中(zhong)(zhong)的(de)積聚(ju)濃度過(guo)高而引起爆炸,一般要配備收集和中(zhong)(zhong)和二氧(yang)化氯制取過(guo)程中(zhong)(zhong)析出(chu)或泄漏氣體的(de)措施。
(4)在工作區和成品儲藏室內,要有(you)通(tong)風裝置和監測及警報(bao)裝置,門外配備防(fang)護用品。
(5)穩定(ding)二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)氯(lv)溶液本身沒有毒性,活化(hua)(hua)(hua)后才能(neng)釋(shi)放出二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)氯(lv),因此活化(hua)(hua)(hua)時要(yao)控制好(hao)反應強度,以免產生的二(er)(er)氧化(hua)(hua)(hua)氯(lv)在(zai)空氣中的積(ji)聚濃度過高而引起(qi)爆炸。
(6)二氧化(hua)氯(lv)溶液要采用(yong)深色塑(su)料桶密閉包(bao)裝,儲存于陰涼通(tong)風處,避免(mian)陽(yang)光直射和(he)與空氣接觸,運輸(shu)時要注意避開(kai)高溫和(he)強(qiang)光環境,并盡(jin)量平(ping)穩。
3.二氧化氯的制備方法有哪些(xie)?
二氧(yang)化氯的(de)制(zhi)備方(fang)法(fa)有很多種(zhong),在水處理(li)行業中,一般用氯、鹽酸(suan)或稀硫(liu)酸(suan)與亞氯酸(suan)鈉或氯酸(suan)鈉反應的(de)辦法(fa)生產,還有使用次氯酸(suan)鈉酸(suan)化后與亞氯酸(suan)鈉合成(cheng)二氧(yang)化氯的(de)。
反應式(shi)分別如下:
2NaClO3+2NaCl+2H2SO4→2ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2O
Cl2+2NaClO2→2ClO2+2NaCl
5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O
10NaClO2+5H2SO4→8ClO2+5Na2SO4+4H2O+2HCl
NaClO+2HCl+2NaClO2→2ClO2+3NaCl+H2O
使用氯(lv)(lv)(lv)(lv)和亞(ya)(ya)氯(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)合成(cheng)二氧化氯(lv)(lv)(lv)(lv)時,先調制pH﹤2.5的(de)氯(lv)(lv)(lv)(lv)水溶(rong)(rong)液,再和一定量(liang)的(de)10%亞(ya)(ya)氯(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)溶(rong)(rong)液一起進入(ru)(ru)反應(ying)(ying)室(shi)(shi),在反應(ying)(ying)室(shi)(shi)中充(chong)分混合和反應(ying)(ying),生(sheng)成(cheng)二氧化氯(lv)(lv)(lv)(lv)。理論上(shang),每10g亞(ya)(ya)氯(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)加(jia)3.9g氯(lv)(lv)(lv)(lv),可(ke)生(sheng)成(cheng)7.5g二氧化氯(lv)(lv)(lv)(lv)。為了防止未起反應(ying)(ying)的(de)亞(ya)(ya)氯(lv)(lv)(lv)(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)被帶入(ru)(ru)水中,通常要加(jia)入(ru)(ru)比(bi)理論值多的(de)過量(liang)氯(lv)(lv)(lv)(lv)。
其(qi)他方(fang)(fang)法(fa)(fa)與上述(shu)方(fang)(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)操作基(ji)本類似,為保證(zheng)反應過程的(de)(de)安全性,酸(suan)(suan)和氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)或次氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)都配成水(shui)(shui)溶液(ye)(ye),也都是(shi)要加(jia)入過量(liang)的(de)(de)酸(suan)(suan),以(yi)提高氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)或次氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)的(de)(de)轉化率。生成的(de)(de)ClO2溶液(ye)(ye)可按照合適的(de)(de)投加(jia)量(liang)直(zhi)接加(jia)到水(shui)(shui)中進行(xing)消毒(du)。
國(guo)內市場上有許多使(shi)用(yong)電解法生(sheng)(sheng)產(chan)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)氯的(de)(de)設(she)備,但實際(ji)上,這些(xie)設(she)備制造的(de)(de)所謂二(er)氧(yang)(yang)化(hua)氯至多是二(er)氧(yang)(yang)化(hua)氯和氯的(de)(de)復(fu)合(he)物(wu),不可能徹底解決氯類消毒劑會產(chan)生(sheng)(sheng)氯代烴的(de)(de)問題,而且已經(jing)有使(shi)用(yong)復(fu)合(he)二(er)氧(yang)(yang)化(hua)氯時(shi)發生(sheng)(sheng)爆炸的(de)(de)事例。
七、臭氧
1.臭氧的物化性質是怎樣的?
人類(lei)發現臭氧(yang)已經有一百年的(de)歷(li)史。在(zai)距(ju)離地球表面(mian)15~25公里(li)的(de)高空(kong),因受(shou)太陽紫(zi)外線照射的(de)緣故(gu),形(xing)成了包(bao)圍在(zai)地球外圍空(kong)間的(de)臭氧(yang)層,這厚厚的(de)臭氧(yang)層正是人類(lei)賴(lai)以生存的(de)保(bao)護傘。
臭氧(yang)分子式為O3,是氧(yang)的(de)(de)(de)同(tong)素異構體,又名三原子氧(yang),因其類似(si)魚腥(xing)味(wei)的(de)(de)(de)臭味(wei)而得名,雷電(dian)后的(de)(de)(de)腥(xing)臭味(wei)即(ji)是電(dian)擊產生臭氧(yang)而使空氣(qi)具有的(de)(de)(de)氣(qi)味(wei)。在(zai)常溫常壓(ya)下,較低(di)濃度的(de)(de)(de)臭氧(yang)是無色氣(qi)體,當濃度達到15%時(shi),呈現出淡藍色。臭氧(yang)的(de)(de)(de)沸(fei)點是-112℃,密度是2.144g/m3,是氧(yang)的(de)(de)(de)1.65倍。可燃物在(zai)臭氧(yang)中(zhong)燃燒(shao)比在(zai)氧(yang)氣(qi)中(zhong)燃燒(shao)更加猛烈,可獲得更高的(de)(de)(de)溫度。
臭(chou)(chou)氧在水(shui)中的(de)溶(rong)解(jie)度較高,在同樣條件下是純(chun)氧的(de)10倍。臭(chou)(chou)氧分子結構極不穩定(ding),容(rong)(rong)易(yi)分解(jie)成氧氣,而且臭(chou)(chou)氧在水(shui)中比在空氣中更容(rong)(rong)易(yi)自行分解(jie)。臭(chou)(chou)氧在空氣中的(de)半衰(shuai)期一般(ban)為20~50分鐘(zhong)(zhong),一般(ban)隨溫度與(yu)濕(shi)度的(de)增高而加快。臭(chou)(chou)氧在水(shui)中半衰(shuai)期約為35分鐘(zhong)(zhong),隨水(shui)質(zhi)與(yu)水(shui)溫的(de)不同而有所變化(hua)。臭(chou)(chou)氧在水(shui)溶(rong)液中的(de)穩定(ding)性受水(shui)中所含(han)雜質(zhi)的(de)影響較大,特別是有金(jin)屬離子存(cun)在時,臭(chou)(chou)氧可(ke)迅速分解(jie)為氧氣。
2.臭氧在水處(chu)理中的應(ying)用有哪些?
臭氧和氯(lv)的(de)(de)氧化還(huan)原電位分別是2.07V和1.36V,因此,臭氧的(de)(de)氧化性僅(jin)次于羥基(ji)自由基(ji)?OH和氟,是一種(zhong)比氯(lv)性質更強烈的(de)(de)氧化劑(ji)(ji)和殺(sha)生劑(ji)(ji),在(zai)水處(chu)理(li)中的(de)(de)可以作(zuo)為氧化劑(ji)(ji)或消(xiao)毒劑(ji)(ji)。
作為(wei)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)(du)劑消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)(du)時(shi)(shi)(shi)(shi),其殺(sha)菌(jun)和除病毒(du)(du)效果(guo)較(jiao)好(hao),而且(qie)接觸(chu)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)較(jiao)短。比如臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)達到(dao)某種(zhong)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)(du)效果(guo)要求投加(jia)量與(yu)接觸(chu)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)乘積是(shi)5的(de)話,要達到(dao)同樣效果(guo),氯(lv)(lv)的(de)投加(jia)量與(yu)接觸(chu)時(shi)(shi)(shi)(shi)間(jian)的(de)乘積是(shi)1440。臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)(du)的(de)最(zui)大特(te)點是(shi)當水(shui)(shui)(shui)中含有(you)(you)(you)(you)有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu)時(shi)(shi)(shi)(shi),不會產生氯(lv)(lv)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)(du)時(shi)(shi)(shi)(shi)容易(yi)生成(cheng)的(de)有(you)(you)(you)(you)機(ji)氯(lv)(lv)化(hua)(hua)物(wu)(wu)一類有(you)(you)(you)(you)毒(du)(du)物(wu)(wu)質。而且(qie)由于(yu)(yu)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)力(li)極強(qiang),不但(dan)可以殺(sha)菌(jun),還可以除去水(shui)(shui)(shui)中的(de)色(se)味(wei)等有(you)(you)(you)(you)機(ji)物(wu)(wu),即(ji)同時(shi)(shi)(shi)(shi)具有(you)(you)(you)(you)殺(sha)菌(jun)、除臭(chou)(chou)、去色(se)、除酚(fen)等多種(zhong)作用。由于(yu)(yu)其分解快(kuai)而沒有(you)(you)(you)(you)殘(can)留物(wu)(wu)質存在(zai),因此(ci)特(te)別(bie)適用于(yu)(yu)對微污(wu)染(ran)地表水(shui)(shui)(shui)為(wei)水(shui)(shui)(shui)源(yuan)的(de)飲(yin)用水(shui)(shui)(shui)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)(du)和污(wu)水(shui)(shui)(shui)深(shen)度處理出水(shui)(shui)(shui)的(de)消(xiao)(xiao)(xiao)毒(du)(du)。
利用臭氧(yang)(yang)的強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)性,可以(yi)將(jiang)污水中的Fe2+、Mn2+等金屬離(li)子氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)到較高或(huo)最高氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)態,再加堿形成更難溶的氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)沉(chen)淀從(cong)水中除去。當廢(fei)水中含有氰化(hua)(hua)(hua)物(wu)、硫化(hua)(hua)(hua)物(wu)、亞硝酸(suan)鹽等有毒(du)還原性無(wu)機物(wu)時,可以(yi)使用臭氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的方法,將(jiang)其(qi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)為CO2、N2O、SO42-、NO3-等無(wu)毒(du)或(huo)毒(du)性較小的物(wu)質。
與有(you)機物反(fan)應(ying)(ying)時,臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)的(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)作用(yong)可導致不飽和(he)的(de)有(you)機分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)的(de)破裂(lie)而發(fa)生臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)分(fen)(fen)(fen)(fen)解。即(ji)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)在(zai)極(ji)性(xing)有(you)機分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)原(yuan)來的(de)雙鍵位置上發(fa)生反(fan)應(ying)(ying),把其(qi)分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)分(fen)(fen)(fen)(fen)裂(lie)為兩個羧酸類分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)。臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)物的(de)自發(fa)性(xing)分(fen)(fen)(fen)(fen)裂(lie)產(chan)生一(yi)個羧基化(hua)合物和(he)帶有(you)酸性(xing)和(he)堿性(xing)基團(tuan)的(de)兩性(xing)離(li)子(zi),后者是不穩定的(de),可分(fen)(fen)(fen)(fen)解成酸和(he)醛。
因此(ci),在廢(fei)水(shui)處(chu)理領域,已(yi)開始廣泛利用臭(chou)氧(yang)的(de)(de)這一性質對(dui)一些難以(yi)生物(wu)(wu)降(jiang)解的(de)(de)有(you)機(ji)廢(fei)水(shui)進行(xing)處(chu)理,作(zuo)為(wei)二(er)級生物(wu)(wu)處(chu)理的(de)(de)預處(chu)理。紫(zi)外/臭(chou)氧(yang)光化(hua)(hua)學(xue)系(xi)統能促進臭(chou)氧(yang)分解產生氧(yang)化(hua)(hua)能力(li)更強(qiang)的(de)(de)?OH自由(you)基,從而提高(gao)臭(chou)氧(yang)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)速率和效率,實現對(dui)有(you)機(ji)物(wu)(wu)徹底(di)的(de)(de)礦化(hua)(hua)處(chu)理。比如這樣的(de)(de)系(xi)統對(dui)含(han)二(er)甲苯(ben)廢(fei)水(shui)進行(xing)處(chu)理時,可(ke)以(yi)將(jiang)二(er)甲苯(ben)徹底(di)氧(yang)化(hua)(hua)成無毒的(de)(de)水(shui)及二(er)氧(yang)化(hua)(hua)碳。
3.使用臭氧(yang)時的注意事項有哪些?
(1)臭(chou)氧(yang)是一(yi)種有毒氣(qi)體(ti)(ti),對人體(ti)(ti)眼和呼吸器官有強烈的刺激作用,正常大氣(qi)中的臭(chou)氧(yang)的體(ti)(ti)積比(bi)濃度(du)是(1~4)×10-8m3/m3,當(dang)空(kong)氣(qi)中臭(chou)氧(yang)體(ti)(ti)積比(bi)濃度(du)達到(1~10)×10-6m3/m3時,就會使人出現頭痛、惡心等癥狀。《工業(ye)企業(ye)設計衛生標準(zhun)》GBZ1—2002規定車間空(kong)氣(qi)中O3的最高允許濃度(du)為0.3mg/m3。
(2)臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)極不穩定,在(zai)常溫常壓下容易(yi)自行分解(jie)(jie)(jie)成為氧(yang)(yang)氣并放出熱量(liang)。在(zai)空(kong)氣中,臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)的分解(jie)(jie)(jie)速度(du)與溫度(du)和(he)其(qi)濃(nong)度(du)有關,溫度(du)越(yue)高,分解(jie)(jie)(jie)越(yue)快,濃(nong)度(du)越(yue)高,分解(jie)(jie)(jie)越(yue)快。臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)在(zai)水(shui)(shui)中的分解(jie)(jie)(jie)速度(du)比(bi)在(zai)空(kong)氣中的分解(jie)(jie)(jie)速度(du)要快得多,水(shui)(shui)中的羥離子對其(qi)分解(jie)(jie)(jie)有強烈的催(cui)化作用,所以pH值越(yue)高,臭(chou)(chou)氧(yang)(yang)分解(jie)(jie)(jie)越(yue)快。因此不能貯存和(he)運輸,必須在(zai)使用現(xian)場制備。
(3)臭氧(yang)具(ju)有強烈的(de)腐(fu)蝕(shi)性(xing),除鉑、金、銥、氟以(yi)外,臭氧(yang)幾乎可(ke)與元素(su)周期表中的(de)所有元素(su)反應。因此凡與其接觸的(de)容器(qi)(qi)、管道、擴散器(qi)(qi)均要采用不繡鋼、陶瓷(ci)、聚氯(lv)乙烯塑料等耐腐(fu)蝕(shi)材料或作防(fang)腐(fu)處理。
(4)臭(chou)(chou)氧在水(shui)中的溶(rong)解度只有(you)10mg/L,因此通入(ru)污(wu)水(shui)中的臭(chou)(chou)氧往往不能(neng)被全部利用(yong)。為(wei)了(le)提高臭(chou)(chou)氧的利用(yong)率,接觸反應池最(zui)好(hao)建成水(shui)深5~6m的深水(shui)池,或建成封閉的多格串聯式接觸池,并設置管(guan)式或板式微孔擴散器散布臭(chou)(chou)氧。
4.臭氧的(de)制(zhi)備方法(fa)有哪(na)些(xie)?
臭氧的制備方法有化(hua)學法、電(dian)(dian)(dian)(dian)解法、紫外線法、輻照(zhao)法和無聲放電(dian)(dian)(dian)(dian)法等。水(shui)處理中應(ying)用的多(duo)是無聲放電(dian)(dian)(dian)(dian)法,其生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)臭氧的原理是在兩平行高(gao)壓電(dian)(dian)(dian)(dian)極之間(jian)隔以一層(ceng)介電(dian)(dian)(dian)(dian)體(又稱(cheng)誘電(dian)(dian)(dian)(dian)體,通常是特(te)種(zhong)玻(bo)璃材料)并(bing)(bing)保持一定的放電(dian)(dian)(dian)(dian)間(jian)隙;通入15000~17500V高(gao)壓交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)后(hou),在放電(dian)(dian)(dian)(dian)間(jian)隙形(xing)成均勻(yun)的藍紫色電(dian)(dian)(dian)(dian)暈放電(dian)(dian)(dian)(dian),經過(guo)凈化(hua)和干(gan)燥(zao)的空(kong)氣或(huo)氧氣通過(guo)放電(dian)(dian)(dian)(dian)間(jian)隙,氧分子(zi)(zi)受高(gao)能電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)激發獲得能量,并(bing)(bing)相互發生(sheng)(sheng)碰撞聚(ju)合形(xing)成臭氧分子(zi)(zi)。生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)1kg臭氧耗電(dian)(dian)(dian)(dian)約20~30kW。
臭(chou)氧由臭(chou)氧發(fa)生器(qi)制取,一般(ban)以空(kong)(kong)(kong)氣或氧氣為(wei)(wei)原(yuan)料(liao),空(kong)(kong)(kong)氣中(zhong)含有的(de)蒸氣和(he)灰塵(chen)都會(hui)形成弧(hu)電損壞電極和(he)降低臭(chou)氧產量,所以進(jin)入(ru)臭(chou)氧發(fa)生器(qi)的(de)空(kong)(kong)(kong)氣必須預先(xian)經過凈化和(he)干燥。利(li)用(yong)(yong)氧氣作(zuo)為(wei)(wei)制造臭(chou)氧的(de)原(yuan)料(liao)時,并不是(shi)純氧效(xiao)果最好(hao),一般(ban)氧氣濃度(du)在92%~99%臭(chou)氧產率最高,這(zhe)可(ke)能是(shi)因(yin)為(wei)(wei)其中(zhong)的(de)雜(za)質起到了催化劑的(de)作(zuo)用(yong)(yong)。利(li)用(yong)(yong)氧氣為(wei)(wei)原(yuan)料(liao)的(de)臭(chou)氧發(fa)生器(qi),國外單機(ji)發(fa)生量已可(ke)達250kg/h,這(zhe)為(wei)(wei)大(da)規(gui)模利(li)用(yong)(yong)臭(chou)氧消毒(du)打下(xia)了良好(hao)的(de)基(ji)礎。
為了提高臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)的(de)溶水(shui)(shui)效(xiao)果,一般使用水(shui)(shui)深較大(da)(5~6m)的(de)接觸池(chi),而(er)且(qie)應(ying)使臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)以微(wei)氣泡形式(shi),在(zai)水(shui)(shui)中迅(xun)速混合(he)(he)和擴散。常用臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)加(jia)(jia)注(zhu)方法有靜態(tai)混合(he)(he)器(qi)、文(wen)丘(qiu)里管和微(wei)孔曝氣等形式(shi),這(zhe)一過(guo)程要在(zai)接觸池(chi)內完(wan)成,接觸時(shi)間通常只(zhi)要數分鐘,結合(he)(he)不(bu)同的(de)水(shui)(shui)質(zhi),臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)的(de)投加(jia)(jia)量(liang)一般為1~5mg/L之間。為此,臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)氧(yang)(yang)化工藝(yi)主(zhu)要包括(kuo)空氣凈化干燥裝置、臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)發生器(qi)以及(ji)水(shui)(shui)-臭(chou)(chou)(chou)氧(yang)(yang)的(de)接觸池(chi)。
八、紫(zi)外(wai)線
1.紫外線的殺菌原理
紫(zi)外線(xian)(xian)(xian)殺菌(jun)就(jiu)是通過紫(zi)外線(xian)(xian)(xian)的(de)照射,破壞(huai)及(ji)改變微生物的(de)DNA(脫氧核(he)糖核(he)酸)結構(gou),使細菌(jun)當即死亡或不能(neng)繁殖后代(dai),達(da)到殺菌(jun)的(de)目的(de)。真正具有殺菌(jun)作用的(de)是UVC紫(zi)外線(xian)(xian)(xian),因為,C波(bo)段(duan)紫(zi)外線(xian)(xian)(xian)很(hen)易(yi)被生物體的(de)DNA吸收,尤以253.7nm左右的(de)紫(zi)外線(xian)(xian)(xian)最佳。
紫外(wai)線(xian)殺(sha)菌(jun)燈的(de)(de)發光譜線(xian)主(zhu)要有(you)254nm和185nm兩條(tiao)。254nm紫外(wai)線(xian)通(tong)過照射微生物的(de)(de)DNA來殺(sha)滅細(xi)菌(jun),185nm紫外(wai)線(xian)可(ke)將空氣中的(de)(de)O2變成(cheng)O3(臭氧),臭氧具有(you)強氧化(hua)作用(yong),可(ke)有(you)效地(di)殺(sha)滅細(xi)菌(jun),臭氧的(de)(de)彌散性恰好可(ke)彌補由于紫外(wai)線(xian)只沿直線(xian)傳播、消毒有(you)死(si)角的(de)(de)缺點。
紫外線(xian)殺(sha)菌屬于純(chun)物理(li)消毒方法(fa),具有簡單便捷、廣譜(pu)高效、無二次污染(ran)、便于管(guan)理(li)和實現自動(dong)化(hua)等優點(dian),隨著各種新型設(she)計的(de)紫外線(xian)燈管(guan)的(de)推出(chu),紫外線(xian)殺(sha)菌的(de)應用范(fan)圍也不斷在擴大。
2.紫外線殺(sha)菌燈的結構(gou)
紫(zi)外(wai)線(xian)殺菌燈(deng)(deng)(deng)(UV燈(deng)(deng)(deng))實際上(shang)是(shi)(shi)屬于一種低壓汞燈(deng)(deng)(deng),和普(pu)通(tong)日(ri)光(guang)(guang)燈(deng)(deng)(deng)一樣,利用低壓汞蒸汽(qi)(<10-2Pa)被激發(fa)后(hou)發(fa)射(she)紫(zi)外(wai)線(xian)。不(bu)(bu)同的(de)是(shi)(shi)日(ri)光(guang)(guang)燈(deng)(deng)(deng)的(de)燈(deng)(deng)(deng)管(guan)采用的(de)是(shi)(shi)普(pu)通(tong)玻璃,254nm紫(zi)外(wai)線(xian)不(bu)(bu)能(neng)透(tou)出來,只能(neng)被燈(deng)(deng)(deng)管(guan)內壁(bi)的(de)熒光(guang)(guang)粉(fen)吸(xi)收后(hou)激發(fa)出可見光(guang)(guang)。如果改變熒光(guang)(guang)粉(fen)的(de)成分和比例(li),它就(jiu)可以發(fa)出我們通(tong)常所見的(de)不(bu)(bu)同顏色的(de)光(guang)(guang)。一般(ban)殺菌燈(deng)(deng)(deng)的(de)燈(deng)(deng)(deng)管(guan)都采用石英玻璃制作,因為石英玻璃對紫(zi)外(wai)線(xian)各波段都有很高的(de)透(tou)過率(lv),達80%~90%,是(shi)(shi)做殺菌燈(deng)(deng)(deng)的(de)最佳(jia)材料。
殺(sha)菌燈有熱陰(yin)極(ji)低壓汞(gong)蒸氣放電燈、冷陰(yin)極(ji)低壓汞(gong)蒸氣放電燈等(deng)幾種結構,可按(an)外(wai)型(xing)和功(gong)率分為多種類型(xing)。
石英玻璃與普通(tong)玻璃在性(xing)能上有很大的差別(bie),主要(yao)是熱(re)膨脹系數不同,一(yi)般不能封接鋁(lv)蓋燈(deng)(deng)頭,所(suo)以殺菌燈(deng)(deng)的燈(deng)(deng)頭材質(zhi)多采(cai)用(yong)膠(jiao)木、塑料或陶瓷。
3.紫外線殺(sha)菌(jun)燈的燈管
因成(cheng)本關系與(yu)用(yong)途不同,也(ye)有用(yong)紫外線穿透(tou)率(lv)<50%的高硼砂(sha)玻(bo)璃(li)管(guan)代替石(shi)英玻(bo)璃(li)的。高硼玻(bo)璃(li)的生產(chan)工藝(yi)與(yu)節能燈(deng)一樣,因此成(cheng)本很低,但它在性(xing)能上遠比不上石(shi)英殺菌燈(deng),其殺菌效(xiao)果有相當大的差異。
高硼燈管(guan)的(de)紫外光(guang)強(qiang)度(du)很容易衰減,點燈數百小(xiao)(xiao)(xiao)時后(hou)紫外線強(qiang)度(du)就大幅下降到初始時的(de)50%~70%。而(er)石英燈管(guan)在點燃2000~3000小(xiao)(xiao)(xiao)時后(hou),紫外線強(qiang)度(du)只減到初始時的(de)80%~70%,光(guang)衰程(cheng)度(du)遠(yuan)遠(yuan)小(xiao)(xiao)(xiao)于高硼燈。
還一種(zhong)(zhong)透紫外光(guang)較高的普通玻璃(li),比高硼(peng)玻璃(li)要高得多(duo),比石英玻璃(li)略低。但光(guang)衰比石英殺(sha)菌(jun)(jun)燈(deng)(deng)大,并且不能產(chan)生(sheng)臭氧(yang)。菲利浦(pu)生(sheng)產(chan)的一種(zhong)(zhong)殺(sha)菌(jun)(jun)燈(deng)(deng)上的燈(deng)(deng)管就使用(yong)這(zhe)種(zhong)(zhong)玻璃(li)制作。
4.紫外(wai)線殺菌燈的(de)種類(lei)
紫外線殺(sha)菌(jun)燈的發光譜線主要有(you)(you)254nm和185nm兩條。254nm紫外線通過照(zhao)射微(wei)生(sheng)物的DNA來殺(sha)滅細菌(jun),185nm紫外線可(ke)將(jiang)空氣中的O2變成O3,臭(chou)氧(yang)具有(you)(you)強氧(yang)化作(zuo)用(yong),可(ke)有(you)(you)效地殺(sha)滅細菌(jun),臭(chou)氧(yang)的彌散性恰(qia)好可(ke)彌補由(you)于紫外線只沿直線傳播、消毒有(you)(you)死角的缺(que)點(dian)。
石英玻璃在煉(lian)制的時候,如果添(tian)加足夠數量(liang)的鈦(tai)(Ti)元(yuan)素(su),就能使(shi)透(tou)過(guo)(guo)它(ta)的紫外(wai)線(xian)(xian)在200nm以(yi)下(xia)發生截止,而對(dui)254nm紫外(wai)線(xian)(xian)透(tou)過(guo)(guo)基(ji)本無影響(xiang)。適當控制鈦(tai)元(yuan)素(su)的添(tian)加量(liang),就可有效的控制185nm紫外(wai)線(xian)(xian)的逸(yi)出量(liang)。根據(ju)這一(yi)特點,我們可以(yi)制作(zuo)低(di)臭(chou)氧(無臭(chou)氧)、臭(chou)氧、高(gao)臭(chou)氧等三種(zhong)紫外(wai)線(xian)(xian)殺菌(jun)燈(deng)管。
5.紫外線殺菌燈(deng)的應(ying)用
(1)每一種(zhong)微生物都(dou)有其特定紫外(wai)線殺(sha)滅、死(si)亡劑(ji)量標準(zhun),其劑(ji)量是照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)射(she)強度(du)(du)與照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)射(she)時間(jian)的(de)乘積(殺(sha)菌劑(ji)量=照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)射(she)強度(du)(du)·照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)射(she)時間(jian)/K=I·t),即,紫外(wai)線的(de)照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)射(she)劑(ji)量則取決于紫外(wai)線的(de)強度(du)(du)大小以及照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)射(she)時間(jian)的(de)長短,高強度(du)(du)短時間(jian)與低強度(du)(du)長時間(jian)之照(zhao)(zhao)(zhao)(zhao)射(she)其效果(guo)是相同(tong)的(de)。
(2)石英燈管使(shi)用一段時(shi)(shi)間后(hou)會(hui)逐漸老化,紫外線照射(she)強度(du)會(hui)發生衰(shuai)退,為達到徹底消毒的效果,應定(ding)期(qi)檢(jian)查測石英燈的照射(she)強度(du),發現強度(du)不夠時(shi)(shi)應立即(ji)更換。
(3)紫(zi)外(wai)線(xian)只能沿直線(xian)傳(chuan)播,穿透能力弱,任何紙片、鉛玻(bo)璃(li)、塑料(liao)都會(hui)大幅(fu)降低照射(she)強度。因(yin)此(ci)消(xiao)毒時(shi)盡量(liang)應使(shi)消(xiao)毒部位(wei)充分(fen)暴露于紫(zi)外(wai)線(xian)下,定(ding)期擦(ca)拭燈管,以免影響(xiang)紫(zi)外(wai)線(xian)穿透率及(ji)照射(she)強度。
(4)紫外線(xian)對人(ren)體(ti)的(de)的(de)皮膚能產生很大的(de)傷害(hai)性,不(bu)要在有人(ren)的(de)場所使(shi)用UV燈,更不(bu)要用眼睛直(zhi)視(shi)點燃的(de)燈管(guan),由(you)于短波紫外線(xian)不(bu)能透(tou)過普通玻璃,所以戴眼鏡可避免眼睛受傷害(hai)。
(5)在(zai)有(you)人(ren)員活動的場所(suo),一(yi)般不能使用臭(chou)氧(yang)燈(deng)管,因(yin)為臭(chou)氧(yang)會促進人(ren)體的血紅蛋白凝結(jie),造(zao)成人(ren)體供氧(yang)不足,發生(sheng)頭暈、惡心的感覺(jue),影響身(shen)體健(jian)康,特別在(zai)臭(chou)氧(yang)濃度達(da)到>0.3ppm(mg/m2)時,將(jiang)會對人(ren)體造(zao)成嚴重的傷害。
(6)低壓放(fang)電燈中(zhong)之(zhi)紫(zi)藍色光芒為(wei)汞(gong)蒸(zheng)氣壓,雖然汞(gong)蒸(zheng)氣壓的強(qiang)(qiang)度與紫(zi)外線仍(reng)然有(you)其(qi)關聯性,但是并不(bu)直接代(dai)表紫(zi)外線之(zhi)強(qiang)(qiang)度,這也(ye)就(jiu)是說(shuo),紫(zi)外線的強(qiang)(qiang)度無法用肉眼來判(pan)定。
(7)燈具加反光(guang)罩可(ke)(ke)以(yi)保證紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線能量的(de)集中(zhong),另外(wai)(wai)(wai)可(ke)(ke)以(yi)避免給(gei)工(gong)作人員造成損(sun)傷。反光(guang)罩一(yi)定(ding)要(yao)用(yong)(yong)對253.7nm紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線材(cai)料吸引少反射多的(de)材(cai)料制作,表面氧化拋(pao)光(guang)處理過(guo)的(de)鋁(lv)對短波紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線的(de)反射系(xi)(xi)數最大,所(suo)以(yi)一(yi)般紫(zi)(zi)外(wai)(wai)(wai)線燈具的(de)反光(guang)系(xi)(xi)統(tong)均用(yong)(yong)鋁(lv)材(cai)制成。
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