水處理應用中三種消毒設備(氯消毒、紫外線、臭氧)消毒原理
氯括液氯、漂白粉、次氯酸鈉、氯胺。其消毒原理是氯在水中會產生如下反應:
Cl2 + H2O → HCl + HOCl → 2H+ + Cl- + OCl-
反應生成的次氯酸具有很強的穿透力,能迅速穿過微生物的細胞膜,進入微生物體內,破壞微生物體內的系統使之失去的活力而致死。另一方面,次氯酸性質很不穩定,即容易放出新生態氧[O],新生態氧與銨鹽、硫化氫、氧化亞鐵、亞硝酸鹽以及有機物后產生的物質相結合,對水中有機物和一些無機物等起氧化作用,從而抑制了依靠這些物質為營養的大部分微生物的生長,因此一般認為次氯酸具有主要的滅菌作用。而反應中生成的次氯酸根殺菌力較弱,不具有次氯酸穿透微生物細胞膜的能力,因此其消毒作用遠低于次氯酸。
紫外線消毒的原理是紫外線的光譜波長在490nm -140nm范圍內具有殺菌能力。微生物受到紫外線照射后,氣體內的核蛋白質會因吸收紫外線光譜能量而變性,引起新陳代謝障礙,從而喪失繁殖能力。當照射劑量增大一定量時,微生物細胞被破壞致死。紫外線對澄清透明的水有一定的穿透力,因此能使水消毒。
臭氧消毒的原理是臭氧在水中發生氧化還原反應,產生氧化能力強的單原子氧(O)和羥基(OH),瞬間分解水中的有機物質、細菌和微生物。羥基(OH)是強氧化劑、催化劑,可使有機物發生連鎖反應,反應十分迅速。羥基(OH-)對各種致病微生物有強的殺滅作用。單原子氧(O2-)也具有強氧化能力,對頑強的微生物如病毒、芽孢等有強大的殺傷力。