我們對城鎮(zhèn)污水處理廠出水進行消毒，是為了出水水質糞大腸菌群數(shù)達到《城鎮(zhèn)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(qū)有過應用，但還存在一定的局限性，需要進一步完善才能規(guī)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(chǎn)運輸?shù)陌踩浴０ㄉa(chǎn)、運輸和使用的安全，是否會產(chǎn)生二次污染等。液氯運輸和使用的審批程序嚴格，且一旦發(fā)生液氯泄漏，會產(chǎn)生巨大的社會影響，應慎重考慮。三是要考慮消毒方法的經(jīng)濟性。要以最小的投入達到最好的效果，就要對消毒方法進行固定資產(chǎn)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、殺病毒藥劑，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(yōu)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(tài)氧[O]，新生態(tài)氧的極強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(yè)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(fā)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(chǎn)過程中的副產(chǎn)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(fā)，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(yè)循環(huán)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(yè)中，銀川、陜西污水處理廠(處理規(guī)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(yōu)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(xù)消毒作用等優(yōu)點，廣泛應用于各地給水、污水、醫(yī)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(fā)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(jīng)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(tǒng)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
二氧化氯是一種極活潑的化合物，稍經(jīng)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：二氧化氯極其不穩(wěn)定，只有依靠現(xiàn)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(chǎn)生酮、醛或羰基類的物質，有些被聯(lián)合國衛(wèi)生組織認定為可疑致癌物，同時會因其強氧化性和對神經(jīng)系統(tǒng)的毒害而對人體產(chǎn)生不利影響。二氧化氯在水中幾乎100%以分子狀態(tài)存在，所以極易透過細胞膜，殺菌效果高于液氯。由于鹽酸容易揮發(fā)，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(shù)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、硫化物和氰化物的去除優(yōu)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(wěn)定、不安全、易揮發(fā)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(chǎn)物是二氧化碳和水，不產(chǎn)生致癌物質。
臭氧常處于不穩(wěn)定狀態(tài)，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(xù)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左右的殺菌能力最強，它具有殺菌作用主要是因為紫外線對微生物核酸可產(chǎn)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(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)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(xù)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(guī)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(jīng)濟技術比較
幾種常用的污水處理消毒工藝技術經(jīng)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(yōu)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(xiàn)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(fā)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(chǎn)物的消毒工藝越來越受到水處理行業(yè)的重視，隨著科技的發(fā)展，其電耗逐漸降低，燈管使用壽命不斷延長，是城鎮(zhèn)污水處理廠應用最多的消毒方式。近年來，科技發(fā)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(xiàn)，作為給環(huán)保行業(yè)的專業(yè)技術人員，要緊跟科技發(fā)展的步伐，與時俱進。( >
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