2012年國家環保部頒發實施的《城鎮汙水處理運行、維護及安全操作規程》,該規程中關(guan) 於(yu) 消毒工藝的描述有四種,分別是:紫外線消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒。這四種消毒工藝也是城市汙水處理廠較為(wei) 常見的消毒工藝。
隨著國家對治汙的重視,城市汙水處理廠的出水達標與(yu) 否,引起越來越多的關(guan) 注。消毒工藝已成為(wei) 汙水處理廠重要的一道流程工序,選擇一種成本低、安全性高、易於(yu) 操作的消毒工藝,已成為(wei) 眾(zhong) 多城市汙水處理廠必須考慮的重要問題。
也正是如此,次氯酸鈉消毒工藝脫穎而出。
01
為(wei) 什麽(me) 要選擇次氯酸鈉
要想知道為(wei) 什麽(me) 次氯酸鈉好用,首先要了解為(wei) 什麽(me) 其他四種差在哪。
紫外消毒
紫外線消毒屬於(yu) 物理性質的消毒方法,其原理是利用紫外光破壞微生物的遺傳(chuan) 物質 DNA,使微生物結構造成破壞,照射後的微生物無法完成分裂複製從(cong) 而達到消毒滅菌的目的。
紫外消毒技術是城市汙水處理廠常用的技術之一,其技術成熟可靠,但對一些設計為(wei) 一級B出水的城市汙水處理廠而言,由於(yu) 色度和SS高,加上二沉池中的會(hui) 有大量青苔生長,消毒設備的燈管需要經常清理保養(yang) ,這種情況下極易損壞燈管,造成維修費用較高,帶來的是消毒效果的不穩定、時效性差,糞大腸肝菌複活率較高。
液氯消毒
向水中加入液氯時,在水中會(hui) 生成HOCl,HOCl是起到消毒作用的物質。有研究表明,氯的消毒效果受接觸時間、投加量、水質(含氮化合物濃度、SS濃度)、溫度、pH以及控製係統的影響。
液氯消毒效果雖然不錯,但成本高,危險性大,安全性差,由於(yu) 有毒性,其手續辦理複雜,因此,在城市汙水處理廠消毒工藝的選擇上,液氯不是最佳選擇。
臭氧消毒
臭氧是氧的同素異形體(ti) ,純淨的O3常溫常壓下為(wei) 藍色氣體(ti) 。臭氧具有很強的氧化能力(僅(jin) 次於(yu) 氟),能氧化大部分有機物。臭氧滅菌有以下三種作用:
臭氧能氧化分解細菌內(nei) 部氧化葡萄糖所必需的酶,使細菌滅活死亡。
直接作用於(yu) 細菌病毒,破壞它們(men) 的細胞壁、DNA和RNA,細菌的新陳代謝受到破壞,導致死亡。
滲透胞膜組織,侵入細胞膜內(nei) 作用於(yu) 外膜的脂蛋白和內(nei) 部的脂多糖,使細菌發生透性畸變,溶解死亡。
因此,O3能夠除藻殺菌,對病毒、芽孢等生命力較強的微生物也能起到很好的滅活作用。臭氧氧化能力強,但不夠穩定,也不容易儲(chu) 藏,因此隻能就地生產(chan) ,臭氧消毒隻能用於(yu) 小型汙水處理廠。
綜上:紫外線消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒四種消毒工藝缺點是安全性差,投資建設複雜,由此帶來的是運行成高,會(hui) 為(wei) 汙水處理廠的運營帶來較大的經濟負擔。
次氯酸鈉消毒
次氯酸鈉是生活中應用很廣的一種強氧化劑,其消毒原理是通過它的水解形成次氯酸,即:NaClO+H2O=HClO+NaOH;次氯酸進一步分解形成新生態氧,即:HClO→HCl+[O]。新生態氧的強氧化性使菌體(ti) 和病毒上的蛋白質等物質變性,從(cong) 而致死病源微生物達到消毒的目的。
目前在利用次氯酸鈉消毒可分為(wei) 兩(liang) 種形式,一是應用次氯酸鈉發生器在線生成次氯酸鈉溶液;二是采用次氯酸鈉成品溶液。不論用何種投加方式,因其安全性高,廣受各地水司的青睞。
次氯酸鈉消毒的優(you) 越性
高效:消毒效果與(yu) 液氯相差不大,且具有持續消毒能力。
安全:對環境無毒無害,無泄漏或爆炸危險。
次氯酸鈉消毒的其它作用
1、通過氧化作用去除鐵和鎂;
2、通過氧化作用與(yu) 濾池配合去除錳;
3、將H2S轉化為(wei) H2SO4,有效去除水中硫化氫臭味 ( 尤其是地下水源 );
4、通過氧化作用脫除廢水中的氨氮。
次氯酸鈉與(yu) 其他消毒工藝比較表
02
次氯酸鈉消毒工藝流程
外購液態次氯酸鈉液體(ti) 後,通過軟管卸進卸液接料桶內(nei) ,啟動磁力泵,輸送到儲(chu) 藥罐中,在儲(chu) 藥罐中的消毒液參照流量計讀數,通過球閥控製大小或采用計量泵,直接進入二沉池出水渠進行混合消毒。
為(wei) 保證安全,出水渠中增加一浮球開關(guan) ,當因故停產(chan) 時,電磁閥斷開切斷藥液進入出水渠中,為(wei) 確保生產(chan) 正常,電磁閥加旁通球閥備用,如果采用計量泵投加消毒液時,浮球開關(guan) 和計量泵聯鎖,停產(chan) 時自動停泵,停止投藥,確保安全。
03
次氯酸鈉投加量
次氯酸鈉消毒時,為(wei) 獲得可靠而持久的消毒效果,投藥量應滿足兩(liang) 部分的要求:
殺滅細菌以達到指定的消毒指標及氧化有機物等所消耗的“需氯量”。
抑製水中殘存的細菌的再度繁殖所需要的“餘(yu) 氯量”。餘(yu) 氯量的規定還提供了確定投藥量和判斷消毒效果的簡易放法。
消毒處理時投氯量的控製視原水水質和消毒要求不同而異。比如以某個(ge) 汙水廠的原水為(wei) 例,加不同濃度的次氯酸鈉溶液,接觸時間30min後,測糞大腸菌含量,可以看到不同濃度的次氯酸鈉經過30min作用後對二級出水糞大腸菌群的滅活效果如圖。
不同濃度次氯酸鈉消毒後的餘(yu) 氯值
由圖可以看出,向二級出水中投加次氧酸鈉後,糞大腸菌群數明顯銳減,且當次氯酸鈉投加量在2mg/L以上時,糞大腸菌去除率均在99%以上。
在實驗條件保持不變的情況下,當次氯酸鈉投加量達到4mg/L時,多次不同出水的糞大腸菌群數均降到103個(ge) /L以下,可以滿足一級A標準要求,說明次氯酸鈉對糞大腸菌群有較好的滅活效果。
當然,投加次氯酸鈉消毒時候或多或少都會(hui) 存在餘(yu) 氯,可以看到這是實驗測定的次氯酸鈉消毒後的出水餘(yu) 氯表:
很明顯,當餘(yu) 氯量保證在0.9mg/L(以有效氯計)以上時,糞大腸菌群數可以保證在200個(ge) /L以內(nei) ,此時次氯酸鈉投加量約為(wei) 4mg/L。消毒過程中原水中的氨氮等還原性物質與(yu) 糞大腸菌群對次氯酸鈉的利用存在一定的競爭(zheng) 關(guan) 係,但次氯酸鈉滅活糞大腸菌起主導作用。
當次氯酸鈉投加量在5mg/L以內(nei) 時,次氯酸鈉主要用於(yu) 滅活糞大腸菌群,同時有少量的次氯酸鈉與(yu) 其他還原性物質作用,其中一部分被消耗,一部分與(yu) 氨氯反應形成化合態餘(yu) 氯。次氯酸鈉投加量在15mg/L~25mg/L時,餘(yu) 氯基本保持在7.8mg/L(以有效氯計) 左右,說明隨著次氯酸鈉投加量的增加,水中的餘(yu) 氯與(yu) 二級出水中的其他還原性物質同時發生作用。
04
次氯酸鈉投加工藝比較
目前主流的次氯酸鈉投加係統主要分為(wei) “外購成品次氯酸鈉溶液投加” 與(yu) “次氯酸鈉發生器現場製備投加”兩(liang) 種,這兩(liang) 種投加係統的對比如下所示。
投加係統比較表
通過上述對比,可以看出兩(liang) 種投加方式的消毒效果及噸水處理成本相當。
因此,對於(yu) 成品藥劑貨源充足的地方(有三家以上滿足供貨要求),建議采用外購成品次氯酸鈉溶液投加,運行維護成本相對較低,設備訂貨周期與(yu) 施工周期均較短,平時的運行維護也無特殊要求。
對於(yu) 小規模淨水廠,尤其是貨源、交通不便的地區,建議采用次氯酸鈉發生器現場製備投加,避免藥劑長時間儲(chu) 存衰減引起消毒效果不佳的隱患。
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