污水處理消毒技術次氯酸鈉消毒 污水處理消毒技術次氯酸鈉消毒

我們對城鎮污水處理廠出水進行消毒，是為了出水水質糞大腸菌群數達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》要求和中水回用的要求。目前，消毒技術主要包括物理消毒和化學消毒兩種類型，其中化學消毒主要有氯氣、次氯酸鈉、漂白粉、二氧化氯、雙氧水、臭氧等方式，物理消毒主要包含紫外線和超聲波等。其他消毒技術如生物消毒、光催化消毒和電場消毒技術也在局部地區有過應用，但還存在一定的局限性，需要進一步完善才能規模化應用。

　　1、消毒技術選用原則

　　在新建污水處理廠或提標改造項目中，對于污水處理消毒方法的選擇，主要考慮：一是要考慮工藝的適宜性。即消毒方法要符合新建或提標項目的出水水質要求。如在城市中心建污水處理廠因受到場地面積限制，在工藝選型時就要考慮采用接觸消毒池的可行性。二是要考慮生產運輸的安全性。包括生產、運輸和使用的安全，是否會產生二次污染等。液氯運輸和使用的審批程序嚴格，且一旦發生液氯泄漏，會產生巨大的社會影響，應慎重考慮。三是要考慮消毒方法的經濟性。要以最小的投入達到較好的效果，就要對消毒方法進行固定資產投資和運行使用費用的綜合分析，結合各地資源配置的實際進行選擇。

　　2、主要消毒技術

　　2.1 次氯酸鈉消毒技術

　　次氯酸鈉是一種高效、廣譜、安全的強力滅菌、殺病du藥劑，它同水的親和性很好，具有運行成本較低、藥物投加準確、使用方便、操作安全等優點。它的滅菌原理主要是通過水解形成次氯酸，次氯酸再進一步分解形成新生態氧[O]，新生態氧的*氧化性使菌體和病毒的蛋白質變性，從而使病原微生物致死。次氯酸鈉的水解受PH值的影響，當pH≥9.5，就不利于次氯酸的生成。

　　獲取方法：目前在城市污水處理行業中有兩種方法，一是從市場購買有效氯為8%-12%次氯酸鈉溶液;二是用次氯酸鈉發生器電解食鹽水制備。市場上的成品次氯酸鈉有些是從氯堿工廠生產過程中的副產品，使用過程中要考慮雜質對水質的影響，每批次要檢查其合格證明，并抽樣檢測;次氯酸鈉容易揮發，在設計建設和使用中要注意，不能長時間貯存。

　　適用范圍：次氯酸鈉消毒在日本的城市污水處理中應用較廣泛，在我國，目前主要應用于自來水、中水、工業循環水等各種水體的消毒，株洲市自來水公司二水廠采用的就是次氯酸鈉消毒，使用效果頗佳;在我國的城市污水處理行業中，銀川、陜西污水處理廠(處理規模3-30萬m3/d)有過成功應用。次氯酸鈉由于消毒效果較好，前期投適中，運行費用不高，使用方便安全等優點，在我國的新建自來水廠和污水處理廠項目中，得到更多的應用。

　　2.2 氯氣消毒技術

　　氯氣具有強氧化性和腐蝕性，氯氣消毒技術費用低、工藝簡單、技術成熟、殺菌力強，有持續消毒作用等優點，廣泛應用于各地給水、污水、醫院廢水等水體消毒。但近年來，隨著氯氣在運輸和使用過程中泄漏事故的多次發生，其安全性得到廣泛關注。而且城市二級污水一般有機物含量較高，氯在氧化去除或降解有機物的同時，會通過取代反應與有機物結合生成鹵代有機物。這些鹵代有機物經過動物試驗證明是有致突變或致癌活性的。基于以上原因，目前新建的污水處理項目采用氯氣消毒工藝的占比不斷減少。

　　投加方法：常用加氯系統包括加氯機、接觸池、混合設備以及氯瓶等部分，如圖1所示。

　　適用范圍：氯氣消毒效果受pH值、溫度、出水SS和接觸時間影響，對于需要回用的中水，一般要求氯氣加入水體后，接觸30min，游離性余氯不小于0.3mg/l;水體中pH>7，H0CL含量快速減少，消毒效果下降。出水SS升高，水體消耗的H0CL會增加。在冬季室外溫度低于10℃時，由于液氯氣化需要吸收熱量，可能導致氯瓶結霜或結冰，需用溫水澆淋氯瓶加溫。

　　2.3 二氧化氯消毒技術

　　二氧化氯是一種很活潑的化合物，稍經受熱，就會迅速分解為氯氣和氧氣。二氧化氯具有比氯氣更大的刺激性和毒性，毒性為氯氣的40倍。它是一種廣譜性消毒劑，通過滲入細菌細胞內，將核酸氧化，從而阻止細胞的合成代謝，并使細菌死亡，達到消毒的作用。

　　獲取方法：二氧化氯不穩定，只有依靠現場制備，其制配方法分為化學法和電解法。化學法是通過氯酸鹽同酸的反應制備得到。

　　二氧化氯與水中有機物的反應為氧化反應，故用于水消毒時不形成有機鹵代物，但會產生酮、醛或羰基類的物質，有些被衛生組織認定為可疑致癌物，同時會因其強氧化性和對神經系統的毒害而對人體產生不利影響。二氧化氯在水中幾乎99%以分子狀態存在，所以易透過細胞膜，殺菌效果高于液氯。由于鹽酸容易揮發，并具有強烈腐蝕性，因此，在管理上要更加精細。

　　適用范圍：二氧化氯使用的PH范圍廣，在PH6—10內能有效地殺滅絕大多數的微生物，對細菌、病毒、藻類和浮游生物具有良好的殺滅和失活作用，對污水中的無機污染物、硫化物和qing化物的去除優于液氯，同時具有一定的去除異味、降低色度作用，所以二氧化氯在近年來在城市污水處理中得到推廣應用。但也存在不穩定、不安全、易揮發的因素，且運行費用較高等不足，常作為紫外線消毒的補充消毒措施。

　　2.4 臭氧消毒技術

　　臭氧是一種強氧化劑，高效無二次污染，既能氧化有機物，又能殺菌除色、嗅、味等，可氧化鐵、錳等物質，通常認為它的氧化能力比氯高600倍~3000倍，且接觸時間短，城市二級污水處理出水接觸2-4分鐘即可達到消毒的要求，它除能有效殺滅細菌以外，對各種病毒和芽胞等生命力強的生物也有很大的殺傷效果。臭氧消毒不受污水中NH3和pH的影響，而且其最終產物是二氧化碳和水，不產生致癌物質。

　　臭氧常處于不穩定狀態，特別是在水中的分解會隨著水溫的升高而增強。臭氧在水中分解時直接放出單原子氧[O]，因而具有強大的氧化消毒功效。臭氧不生成任何帶有特殊氣味的物質，在味覺、氣味、顏色方面可以很好地起到改善水質的作用。

　　獲取方法：臭氧可以在高電流強度下電解硫酸獲得，低溫時，在陽極放出的氧氣中可含有達30%的臭氧。但這種辦法只能是在實驗室小量制備。因為硫酸是很強的酸，電極在強酸中不僅腐蝕消耗得迅速，而且材料也很不容易購買到。一套高質量的臭氧設備其價格不菲。

　　適用范圍：臭氧不適應堿性水質，堿性化水質會加速臭氧的分解，對管道的銹蝕比較嚴重，耗電量大，前期投入和運行費用都較高，設備壽命不長，加之不能持續消毒，這些己成為臭氧在污水處理消毒中的致命缺陷。

　　2.5 紫外線消毒技術

　　紫外線的波長范圍為200-390nm，以波長260nm左右的殺菌能力*，它具有殺菌作用主要是因為紫外線對微生物核酸可產生光化學損傷。UV是衡量紫外線消毒效果的重要指標，污水消毒常用紫外劑量為30-45MJ/cm2。

　　適用范圍：被廣泛應用于各類城市污水的消毒處理中，它對致病微生物有廣譜消毒效果，不產生有毒有害的副產物，消毒速度快，占地面積小，設備操作安全簡單。但紫外線消毒工藝對紫外穿透率較低的水質并不適用，如SS高于30mg/L的污水，消毒效果會變差;紫外線消毒技術無持續消毒能力，當處理水離開反應器之后，一些被紫外線殺傷的微生物在光復活機制下會修復損傷的DNA分子，使細菌再生。株洲市霞灣污水處理廠紫外線工段設計規模10萬立方米/日，紫外線設備功率60KW，一次性投資200萬元。

　　3、消毒工藝經濟技術比較

　　幾種常用的污水處理消毒工藝技術經濟比較如下(以10萬m3/日計)

　　4、結語

　　綜上所述，各種消毒技術方法都有其優缺點，選擇時要基于各種消毒方法的特點，前端工藝選型和現場情況，考慮全壽命周期費用，因地制宜地進行工藝選型。從2008年-2019年建成的污水處理廠來看，次氯酸鈉發生器消毒，投資適中，運行成本低，維修使用方便，選型占比逐年升高;紫外線消毒工藝作為一種無消毒附產物的消毒工藝越來越受到水處理行業的重視，隨著科技的發展，其電耗逐漸降低，燈管使用壽命不斷延長，是城鎮污水處理廠應用最多的消毒方式。近年來，科技發展日新月異，以上各種消毒方式的技術也在不斷完善，新的消毒方式在不斷涌現，作為給環保行業的專業技術人員，要緊跟科技發展的步伐，與時俱進。