南京全自动医院污水处理设备
我们对城镇污水处理厂出水进行消毒,是为了出水水质粪大肠菌群数达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求和中水回用的要求。目前,消毒技术主要包括物理消毒和化学消毒两种类型,其中化学消毒主要有氯气、次氯酸钠、漂白粉、二氧化氯、双氧水、臭氧等方式,物理消毒主要包含紫外线和超声波等。其他消毒技术如生物消毒、光催化消毒和电场消毒技术也在局部地区有过应用,但还存在一定的局限性,需要进一步完善才能规模化应用。
1、消毒技术选用原则
在新建污水处理厂或提标改造项目中,对于污水处理消毒方法的选择,主要考虑:一是要考虑工艺的适宜性。即消毒方法要符合新建或提标项目的出水水质要求。如在城市中心建污水处理厂因受到场地面积限制,在工艺选型时就要考虑采用接触消毒池的可行性。二是要考虑生产运输的安全性。包括生产、运输和使用的安全,是否会产生二次污染等。液氯运输和使用的审批程序严格,且一旦发生液氯泄漏,会产生巨大的社会影响,应慎重考虑。三是要考虑消毒方法的经济性。要以小的投入达到好的效果,就要对消毒方法进行固定资产投资和运行使用费用的综合分析,结合各地资源配置的实际进行选择。
2、主要消毒技术
2.1 次氯酸钠消毒技术
次氯酸钠是一种高效、广谱、安全的強力灭菌、杀病毒药剂,它同水的亲和性很好,具有运行成本较低、药物投加准确、使用方便、操作安全等优点。它的灭菌原理主要是通过水解形成次氯酸,次氯酸再进一步分解形成新生态氧[O],新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒的蛋白质变性,从而使病原微生物致死。次氯酸钠的水解受PH值的影响,当pH≥9.5,就不利于次氯酸的生成。
获取方法:目前在城市污水处理行业中有两种方法,一是从市场购买有效氯为8%-12%次氯酸钠溶液;二是用次氯酸钠发生器电解食盐水制备。市场上的成品次氯酸钠有些是从氯碱工厂生产过程中的副产品,使用过程中要考虑杂质对水质的影响,每批次要检查其合格证明,并抽样检测;次氯酸钠容易挥发,在设计建设和使用中要注意,不能长时间贮存。
适用范围:次氯酸钠消毒在日本的城市污水处理中应用较广泛,在我国,目前主要应用于自来水、中水、工业循环水等各种水体的消毒,株洲市自来水公司二水厂采用的就是次氯酸钠消毒,使用效果颇佳;在我国的城市污水处理行业中,银川、陕西污水处理厂(处理规模3-30万m3/d)有过成功应用。次氯酸钠由于消毒效果较好,前期投适中,运行费用不高,使用方便安全等优点,在我国的新建自来水厂和污水处理厂项目中,得到更多的应用。
2.2 氯气消毒技术
氯气具有强氧化性和腐蚀性,氯气消毒技术费用低、工艺简单、技术成熟、杀菌力强,有持续消毒作用等优点,广泛应用于各地给水、污水、医院废水等水体消毒。但近年来,随着氯气在运输和使用过程中泄漏事故的多次发生,其安全性得到广泛关注。而且城市二级污水一般有机物含量较高,氯在氧化去除或降解有机物的同时,会通过取代反应与有机物结合生成卤代有机物。这些卤代有机物经过动物试验证明是有致突变或致癌活性的。基于以上原因,目前新建的污水处理项目采用氯气消毒工艺的占比不断减少。
投加方法:常用加氯系统包括加氯机、接触池、混合设备以及氯瓶等部分,如图1所示。
适用范围:氯气消毒效果受pH值、温度、出水SS和接触时间影响,对于需要回用的中水,一般要求氯气加入水体后,接触30min,游离性余氯不小于0.3mg/l;水体中pH>7,H0CL含量快速减少,消毒效果下降。出水SS升高,水体消耗的H0CL会增加。在冬季室外温度低于10℃时,由于液氯气化需要吸收热量,可能导致氯瓶结霜或结冰,需用温水浇淋氯瓶加温。
2.3 二氧化氯消毒技术
二氧化氯是一种极活泼的化合物,稍经受热,就会迅速分解为氯气和氧气。二氧化氯具有比氯气更大的刺激性和毒性,毒性为氯气的40倍。它是一种广谱性消毒剂,通过渗入细菌细胞内,将核酸氧化,从而阻止细胞的合成代谢,并使细菌死亡,达到消毒的作用。
获取方法:二氧化氯极其不稳定,只有依靠现场制备,其制配方法分为化学法和电解法。化学法是通guolvsuan盐同酸的反应制备得到。
二氧化氯与水中有机物的反应为氧化反应,故用于水消毒时不形成有机卤代物,但会产生酮、醛或羰基类的物质,有些被联合国卫生组织认定为可疑致癌物,同时会因其强氧化性和对神经系统的毒害而对人体产生不利影响。二氧化氯在水中几乎以分子状态存在,所以极易透过细胞膜,杀菌效果高于液氯。由于盐酸容易挥发,并具有强烈腐蚀性,因此,在管理上要更加精细。
适用范围:二氧化氯使用的PH范围广,在PH6—10内能有效地杀灭绝大多数的微生物,对细菌、病毒、藻类和浮游生物具有良好的杀灭和失活作用,对污水中的无机污染物、硫化物和氰化物的去除优于液氯,同时具有一定的去除异味、降低色度作用,所以二氧化氯在近年来在城市污水处理中得到推广应用。但也存在不稳定、不安全、易挥发的因素,且运行费用较高等不足,常作为紫外线消毒的补充消毒措施。
2.4 臭氧消毒技术
臭氧是一种强氧化剂,高效无二次污染,既能氧化有机物,又能杀菌除色、嗅、味等,可氧化铁、锰等物质,通常认为它的氧化能力比氯高600倍~3000倍,且接触时间短,城市二级污水处理出水接触2-4分钟即可达到消毒的要求,它除能有效杀灭细菌以外,对各种病毒和芽胞等生命力强的生物也有很大的杀伤效果。臭氧消毒不受污水中NH3和pH的影响,而且其终产物是二氧化碳和水,不产生致癌物质。
臭氧常处于不稳定状态,特别是在水中的分解会随着水温的升高而增强。臭氧在水中分解时直接放出单原子氧[O],因而具有强大的氧化消毒功效。臭氧不生成任何带有特殊气味的物质,在味觉、气味、颜色方面可以很好地起到改善水质的作用。
获取方法:臭氧可以在高电流强度下电解硫酸获得,低温时,在阳极放出的氧气中可含有达30%的臭氧。但这种办法只能是在实验室小量制备。因为硫酸是很强的酸,电极在强酸中不仅腐蚀消耗得迅速,而且材料也很不容易购买到。一套高质量的臭氧设备其价格不菲。
适用范围:臭氧不适应碱性水质,碱性化水质会加速臭氧的分解,对管道的锈蚀比较严重,耗电量大,前期投入和运行费用都较高,设备寿命不长,加之不能持续消毒,这些己成为臭氧在污水处理消毒中的致命缺陷。
2.5 紫外线消毒技术
紫外线的波长范围为200-390nm,以波长260nm左右的杀菌能力强,它具有杀菌作用主要是因为紫外线对微生物核酸可产生光化学损伤。UV是衡量紫外线消毒效果的重要指标,污水消毒常用紫外剂量为30-45MJ/cm2。
适用范围:被广泛应用于各类城市污水的消毒处理中,它对致病微生物有广谱消毒效果,不产生有毒有害的副产物,消毒速度快,占地面积小,设备操作安全简单。但紫外线消毒工艺对紫外穿透率较低的水质并不适用,如SS高于30mg/L的污水,消毒效果会变差;紫外线消毒技术无持续消毒能力,当处理水离开反应器之后,一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA分子,使细菌再生。株洲市霞湾污水处理厂紫外线工段设计规模10万立方米/日,紫外线设备功率60KW,一次性投资200万元。
3、消毒工艺经济技术比较
几种常用的污水处理消毒工艺技术经济比较如下(以10万m3/日计)