第五章 消毒
第一节 概述
第二节 氯消毒
第二节 其它消毒法
水传疾病病原体
病原体 主要疾病 主要贮主及来源
细菌
伤寒沙门氏菌
副伤寒沙门氏菌
其他沙门氏菌
志贺氏菌
霍乱弧菌
肠病原埃希氏大肠菌
小结肠炎耶尔森氏菌
空肠弯曲杆菌
嗜肺军团菌及有关细菌
结核分支杆菌
其他（非典型）分支杆菌
机会致病菌
伤寒
副伤寒
沙门氏菌
细菌性痢疾
霍乱
胃肠炎
胃肠炎
胃肠炎
军团病
结核病
肺病
多种
人类粪便
人类粪便
人类及动物粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类及动物粪便
人类及动物（？）粪便
富热水体
人类呼吸道渗出物
土壤及水
天然水体
水传疾病病原体
病原体 主要疾病 主要贮主及来源
肠病毒
肠病毒
脊髓灰质炎病毒
柯萨奇甲型病毒
柯萨奇乙型病毒
埃可病毒
其他肠病毒
呼吸道肠道弧病毒
轮状病毒
腺病毒
甲型肝炎病毒
Norwalk及有关肠胃病毒
脊髓灰质炎
无菌性脑膜炎
无菌性脑膜炎
无菌性脑膜炎
大脑炎
轻上呼吸道及胃肠病
胃肠炎
上呼吸道及胃肠病
传染性肝炎
胃肠炎
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类及动物粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
水传疾病病原体
病原体 主要疾病 主要贮主及来源
原生动物
卡氏棘变形虫
结肠肠袋虫
隐孢子虫
痢疾内变形虫
表吮贾第虫
福氏纳归虫
蓝藻
水华鱼腥藻
铜锈微囊藻
水华束丝藻
裂须藻
阿米巴氏脑膜脑炎
小袋虫病
隐孢子虫病
阿米巴氏痢疾
贾第虫病
原发性阿米巴脑膜炎
肠胃炎
肠胃炎
肠胃炎
肠胃炎
土壤及水
人类粪便
人类及动物粪便
人类粪便
人类及动物粪便
土壤及水
天然水体
天然水体
天然水体
天然水体
1946-1980年美国水传疾病暴发统计
致病因素 次数 病例 致病因素 次数 病例
细菌类
弯曲杆菌
巴斯德氏菌
钩端螺旋体
大肠埃希氏菌
志贺氏菌
沙门氏菌
小 计
病毒类
微小似病毒
肝炎病毒
2
2
1
5
61
75
146
10
68
3800
6
9
1186
13086
18590
36682
3147
2262
小儿麻痹病毒
小 计
寄生虫类
内变形虫
贾第虫
小 计
化学物类
无机物
有机物
小 计
未定性
总 计
1
79
6
42
48
29
21
49
350
672
16
5425
79
19734
19713
891
275
3616
84939
150475
1971-1985年美国给水系统水传疾病暴发统计
水传疾病 次数 病例数 水传疾病 次数 病例数
胃肠炎
（未定性）
贾第虫病
化学药品中毒
志贺氏菌痢疾
甲型肝炎
病毒性肠炎
弯曲杆菌病
沙门氏菌病
251
92
50
33
23
20
11
10
61478
24365
3774
5783
737
6254
4983
2300
伤寒病
耶尔森氏菌病
胃肠炎
隐孢子虫病
霍乱
皮炎
阿米巴氏病
总计
5
2
1
1
1
1
1
502
282
103
1000
117
17
31
4
111228
为了保障人民的身体健康，防止
水致疾病的传播，饮用水中不应含有
致病微生物，其中主要是指 细菌性病
原微生物和病毒性病原微生物 。
一、生活饮用水卫生标准 GB5749-85细菌总数不
超过 100个 /mL，大肠杆菌群不超过 3个 /L。
游离余氯，在与水接触 30分钟后应不低于
0.3mg/L，集中式给水除出厂水应符合上述
要求外，管网末梢水应不低于 0.05 mg/L。
二、生活饮用水卫生规范（国家卫生部）细菌总
数不超过 100 CFU/mL，总大肠菌群每 100
mL水样中不得检出，粪大肠菌群每 100 mL
水样中不得检出。游离余氯，在与水接触 30
分钟后应不低于 0.3mg/L，管网末梢水应不
低于 0.05mg/L（适用于加氯消毒）。
中国消毒水质标准
发达国家消毒水质标准
1 美国标准
2 日本标准
第二节 氯消毒
一、氯消毒原理
二、加氯量
三、加氯点
四、加氯设备和加氯间
一、氯消毒原理
1,液氯消毒原理
氯易溶于水（ 20℃ 和 98 kPa时，溶解度
为 7160 mg/L）。当氯溶解在清水中时，下
列两个反应几乎同时发生：
Cl2+H2O HOCl+HCl
HOCl H++OCl-
次氯酸离解平衡常数 K1=
]H O C l[
]O C l][H[ ??
温 度
(℃ )
0 5 10 15 20 25
K1× 10-8
(mol/L)
2.0 2.3 2.6 3.0 3.3 3.7
表 1 不同温度下次氯酸离解平衡常数
]H O C l[
]O C l][H[ ??K1=
图 1 水中 HOCl与 OCl-的比例关系
水中 HOCl与 OCl-的相对比例取决于
温度和 pH值 。
4 5 6 7 8 9 10 11
0
20
40
60
80
100
100
80
60
40
20
0
HOCl(%) OCl-(%)
pH
20℃
0℃
氯消毒原理
主要通过 HOCl起作用。 HOCl 为很小的 中
性分子,能扩散到 带负电 的细菌表面，并通过细
菌的细胞壁穿透到细菌内部。当 HOCl 分子到达
细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统而
使细菌死亡。 OCl-虽亦为具有杀菌能力的有效氯，
但带有负电，难于接近带负电的细菌表面，杀菌
能力比 HOCl差得多。
生产实践表明,pH值越低则消毒作用越强，
证明 HOCl是消毒的主要因素 。
当水中含有氨氮成分或向水中投加氨
时，起主要消毒作用的依然是 HOCl。氯加
入水中产生如下反应：
Cl2+H2O HOCl+HCl
NH3+HOCl NH2Cl+H2O
NH2Cl+ HOCl NHCl2+H2O
NHCl2+ HOCl NCl3+H2O
2,氯氨消毒原理
水中氯氨存在形式与比例
水中 HOCl,NH2Cl,NHCl2,NCl3
都存在。其含量比例取决于氯、氨的相对
浓度,pH值和温度。
pH>9 NH2Cl 占优
pH=7.0 NH2Cl 和 NHCl2 近似相等
pH<6.5 NHCl2 占优
pH<4.5 NCl3 存在
当水中存在氯氨或同时向水中投加氯
氨时，消毒作用较缓慢，需要较长的接触
时间。根据实验结果，用氯消毒,5分钟
内可杀灭细菌达 99%以上；用氯氨消毒时，
相同条件下,5分钟内仅达 60%，接触时间
延长到十几小时，才能达到 99%以上的灭
菌效果。
消毒效果
NHCl2 消毒效果胜过 NH2Cl。低 pH值时，
NHCl2所占比例大，效果好。 NCl3作用极
差，恶臭，一般自来水中不太可能产生之。
二、加氯量
有关概念：
加氯量 可分为两部分：需氯量和余氯。
余氯,包括自由性余氯和化合性余氯
自由性余氯,Cl2,HOCl,OCl-
化合性余氯,NH2Cl,NHCl2,NCl3
不同水质加氯量与余氯量关系
1.如水中无细菌、有机物和还原性物质等，
则需氯量为零。
2,当水中有机物较少，且主要不是游离氨
氮和含氮化合物时，需氯量满足后出现
余氯，且余氯量随着加氯量的增加而增
加。
3,当水中的有机物主要是氨或氮化合物时，
或采用氯氨消毒时，情况较复杂。
余氯 a
（ mg/L）
0
加氯量与余氯量关系 1
加氯量 c（ mg/L）
1
a1=加量 c
(b1=0)
b2
a2
a:余氯量
b:需氯量
2
M
曲线 2与横坐标交角小于 45° 原因
（ 1）水中有机物与氯作用的速度不
同，在测定余氯时，部分有机
物尚在与氯作用中。
（ 2）水中部分余氯会自动分解，如
次氯酸受水中某些杂质或光线
的作用，产生如下催化分解：
2HOCl→2HCl+O2
B
H
0
余氯
（ mg/L）
加氯量 （ mg/L）
C
a
b
化合性余氯
自由性余氯
1区
折点加氯
A
2区 3区 4区
2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O
BH
0A
余
氯
加氯量
C
a
b
化合
性余
氯
自由
性余
氯
1区 2区 3区 4区
第一区：水中杂质耗尽氯，余氯量为零。
第二区：氯与氨反应，有化合性余氯存在（主
要是 NH2Cl），故有一定消毒效果。
第三区：继续产生化合性余氯，并且随着加氯
量增加，发生下列反应：
2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O
余氯量反而减少，最后到达 B点。
第四区：水中已没有消耗氯的物质，
出现自由性余氯。
此段效果最好。
三、加氯点
四、加氯设备和加氯间
第一节 概述
第二节 氯消毒
第二节 其它消毒法
水传疾病病原体
病原体 主要疾病 主要贮主及来源
细菌
伤寒沙门氏菌
副伤寒沙门氏菌
其他沙门氏菌
志贺氏菌
霍乱弧菌
肠病原埃希氏大肠菌
小结肠炎耶尔森氏菌
空肠弯曲杆菌
嗜肺军团菌及有关细菌
结核分支杆菌
其他（非典型）分支杆菌
机会致病菌
伤寒
副伤寒
沙门氏菌
细菌性痢疾
霍乱
胃肠炎
胃肠炎
胃肠炎
军团病
结核病
肺病
多种
人类粪便
人类粪便
人类及动物粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类及动物粪便
人类及动物（？）粪便
富热水体
人类呼吸道渗出物
土壤及水
天然水体
水传疾病病原体
病原体 主要疾病 主要贮主及来源
肠病毒
肠病毒
脊髓灰质炎病毒
柯萨奇甲型病毒
柯萨奇乙型病毒
埃可病毒
其他肠病毒
呼吸道肠道弧病毒
轮状病毒
腺病毒
甲型肝炎病毒
Norwalk及有关肠胃病毒
脊髓灰质炎
无菌性脑膜炎
无菌性脑膜炎
无菌性脑膜炎
大脑炎
轻上呼吸道及胃肠病
胃肠炎
上呼吸道及胃肠病
传染性肝炎
胃肠炎
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
人类及动物粪便
人类粪便
人类粪便
人类粪便
水传疾病病原体
病原体 主要疾病 主要贮主及来源
原生动物
卡氏棘变形虫
结肠肠袋虫
隐孢子虫
痢疾内变形虫
表吮贾第虫
福氏纳归虫
蓝藻
水华鱼腥藻
铜锈微囊藻
水华束丝藻
裂须藻
阿米巴氏脑膜脑炎
小袋虫病
隐孢子虫病
阿米巴氏痢疾
贾第虫病
原发性阿米巴脑膜炎
肠胃炎
肠胃炎
肠胃炎
肠胃炎
土壤及水
人类粪便
人类及动物粪便
人类粪便
人类及动物粪便
土壤及水
天然水体
天然水体
天然水体
天然水体
1946-1980年美国水传疾病暴发统计
致病因素 次数 病例 致病因素 次数 病例
细菌类
弯曲杆菌
巴斯德氏菌
钩端螺旋体
大肠埃希氏菌
志贺氏菌
沙门氏菌
小 计
病毒类
微小似病毒
肝炎病毒
2
2
1
5
61
75
146
10
68
3800
6
9
1186
13086
18590
36682
3147
2262
小儿麻痹病毒
小 计
寄生虫类
内变形虫
贾第虫
小 计
化学物类
无机物
有机物
小 计
未定性
总 计
1
79
6
42
48
29
21
49
350
672
16
5425
79
19734
19713
891
275
3616
84939
150475
1971-1985年美国给水系统水传疾病暴发统计
水传疾病 次数 病例数 水传疾病 次数 病例数
胃肠炎
（未定性）
贾第虫病
化学药品中毒
志贺氏菌痢疾
甲型肝炎
病毒性肠炎
弯曲杆菌病
沙门氏菌病
251
92
50
33
23
20
11
10
61478
24365
3774
5783
737
6254
4983
2300
伤寒病
耶尔森氏菌病
胃肠炎
隐孢子虫病
霍乱
皮炎
阿米巴氏病
总计
5
2
1
1
1
1
1
502
282
103
1000
117
17
31
4
111228
为了保障人民的身体健康，防止
水致疾病的传播，饮用水中不应含有
致病微生物，其中主要是指 细菌性病
原微生物和病毒性病原微生物 。
一、生活饮用水卫生标准 GB5749-85细菌总数不
超过 100个 /mL，大肠杆菌群不超过 3个 /L。
游离余氯，在与水接触 30分钟后应不低于
0.3mg/L，集中式给水除出厂水应符合上述
要求外，管网末梢水应不低于 0.05 mg/L。
二、生活饮用水卫生规范（国家卫生部）细菌总
数不超过 100 CFU/mL，总大肠菌群每 100
mL水样中不得检出，粪大肠菌群每 100 mL
水样中不得检出。游离余氯，在与水接触 30
分钟后应不低于 0.3mg/L，管网末梢水应不
低于 0.05mg/L（适用于加氯消毒）。
中国消毒水质标准
发达国家消毒水质标准
1 美国标准
2 日本标准
第二节 氯消毒
一、氯消毒原理
二、加氯量
三、加氯点
四、加氯设备和加氯间
一、氯消毒原理
1,液氯消毒原理
氯易溶于水（ 20℃ 和 98 kPa时，溶解度
为 7160 mg/L）。当氯溶解在清水中时，下
列两个反应几乎同时发生：
Cl2+H2O HOCl+HCl
HOCl H++OCl-
次氯酸离解平衡常数 K1=
]H O C l[
]O C l][H[ ??
温 度
(℃ )
0 5 10 15 20 25
K1× 10-8
(mol/L)
2.0 2.3 2.6 3.0 3.3 3.7
表 1 不同温度下次氯酸离解平衡常数
]H O C l[
]O C l][H[ ??K1=
图 1 水中 HOCl与 OCl-的比例关系
水中 HOCl与 OCl-的相对比例取决于
温度和 pH值 。
4 5 6 7 8 9 10 11
0
20
40
60
80
100
100
80
60
40
20
0
HOCl(%) OCl-(%)
pH
20℃
0℃
氯消毒原理
主要通过 HOCl起作用。 HOCl 为很小的 中
性分子,能扩散到 带负电 的细菌表面，并通过细
菌的细胞壁穿透到细菌内部。当 HOCl 分子到达
细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统而
使细菌死亡。 OCl-虽亦为具有杀菌能力的有效氯，
但带有负电，难于接近带负电的细菌表面，杀菌
能力比 HOCl差得多。
生产实践表明,pH值越低则消毒作用越强，
证明 HOCl是消毒的主要因素 。
当水中含有氨氮成分或向水中投加氨
时，起主要消毒作用的依然是 HOCl。氯加
入水中产生如下反应：
Cl2+H2O HOCl+HCl
NH3+HOCl NH2Cl+H2O
NH2Cl+ HOCl NHCl2+H2O
NHCl2+ HOCl NCl3+H2O
2,氯氨消毒原理
水中氯氨存在形式与比例
水中 HOCl,NH2Cl,NHCl2,NCl3
都存在。其含量比例取决于氯、氨的相对
浓度,pH值和温度。
pH>9 NH2Cl 占优
pH=7.0 NH2Cl 和 NHCl2 近似相等
pH<6.5 NHCl2 占优
pH<4.5 NCl3 存在
当水中存在氯氨或同时向水中投加氯
氨时，消毒作用较缓慢，需要较长的接触
时间。根据实验结果，用氯消毒,5分钟
内可杀灭细菌达 99%以上；用氯氨消毒时，
相同条件下,5分钟内仅达 60%，接触时间
延长到十几小时，才能达到 99%以上的灭
菌效果。
消毒效果
NHCl2 消毒效果胜过 NH2Cl。低 pH值时，
NHCl2所占比例大，效果好。 NCl3作用极
差，恶臭，一般自来水中不太可能产生之。
二、加氯量
有关概念：
加氯量 可分为两部分：需氯量和余氯。
余氯,包括自由性余氯和化合性余氯
自由性余氯,Cl2,HOCl,OCl-
化合性余氯,NH2Cl,NHCl2,NCl3
不同水质加氯量与余氯量关系
1.如水中无细菌、有机物和还原性物质等，
则需氯量为零。
2,当水中有机物较少，且主要不是游离氨
氮和含氮化合物时，需氯量满足后出现
余氯，且余氯量随着加氯量的增加而增
加。
3,当水中的有机物主要是氨或氮化合物时，
或采用氯氨消毒时，情况较复杂。
余氯 a
（ mg/L）
0
加氯量与余氯量关系 1
加氯量 c（ mg/L）
1
a1=加量 c
(b1=0)
b2
a2
a:余氯量
b:需氯量
2
M
曲线 2与横坐标交角小于 45° 原因
（ 1）水中有机物与氯作用的速度不
同，在测定余氯时，部分有机
物尚在与氯作用中。
（ 2）水中部分余氯会自动分解，如
次氯酸受水中某些杂质或光线
的作用，产生如下催化分解：
2HOCl→2HCl+O2
B
H
0
余氯
（ mg/L）
加氯量 （ mg/L）
C
a
b
化合性余氯
自由性余氯
1区
折点加氯
A
2区 3区 4区
2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O
BH
0A
余
氯
加氯量
C
a
b
化合
性余
氯
自由
性余
氯
1区 2区 3区 4区
第一区：水中杂质耗尽氯，余氯量为零。
第二区：氯与氨反应，有化合性余氯存在（主
要是 NH2Cl），故有一定消毒效果。
第三区：继续产生化合性余氯，并且随着加氯
量增加，发生下列反应：
2NH2Cl+HOCl→N2↑+3HCl+H2O
余氯量反而减少，最后到达 B点。
第四区：水中已没有消耗氯的物质，
出现自由性余氯。
此段效果最好。
三、加氯点
四、加氯设备和加氯间
