淺析污水處理中的消毒工藝

魏曉騰

(廣東 汕尾 516600)

消毒對于飲用水是必不少的處理工藝，對廢水處理而言，雖不是必需的，但對于污水廠的尾水的安全排放或回用，尤其是對近年來實施較多的工業水回用工程，消毒處理已成為必須考慮的工藝步聚之一，具有非常重要的作用。

消毒方法大體可分兩類：物理方法和化學方法。物理方法主要有加熱、冷凍、輻照、紫外線和微波消毒等方法。但目前最常用的還是用化學試劑的化學方法。化學方法是利用各種化學藥劑進行消毒，常用的化學消毒劑的化學劑有多種氧化劑（液氯、臭氧、溴、碘、高錳酸鉀等）、某些重金屬離子（銀、銅等）及陽離子型表面活性劑等。

根據《城市污水處理及污染防治技術政策》（建設部、國家環境保護總局、科技部建城[2000]124號）7.2條規定：為保證公共公共衛生安全，防止傳染性疾病傳播，城市污水處理設施應該設置消毒設施。液氯消毒工藝以往采用較多，但液氯在運輸、儲存、使用環節存在一定危險。以下對二氧化氯消毒和紫外線C消毒作一比較。

1 紫外線C消毒

根據生物效應的不同，將紫外線按波長可以劃分為四個部分：A波段（UV-A）又稱為黑斑效應紫外線（400～320nm）；B波段（UVB）又稱為紅斑效應紫外線（320～275nm）；C波段（UV-C）又稱為殺菌紫外線（275～200nm）；D波段（UV-D）又稱為真空紫（200～10nm），紫外線C消毒技術就是采用C波段。它是基于現代防疫學、光學、數學、生物學及物理化學的基礎，利用特殊設計的高效率、高強度和長壽命的C波段紫外光發生裝置產生強紫外線C光照射流水，當水中各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻及其病原體受到一定劑量的紫外C光照射后，其細胞中DNA結構受到破壞（鍵斷裂、光化學反應），從而改變DNA的生物活性，使微生物自身不能復制，在不使用任何化學藥劑的情況下殺滅水中細菌、病毒以及其它致病菌，不產生任何污染，目前汕尾市范圍內的幾座污水處理廠都采用此種消毒方式，現場檢測其殺菌效率高達99%以上，其具有如下優勢：

2 二氧化氯消毒

污水消毒另一種常用方式是采用二氧化氯，由于二氧化氯是一種強氧劑和高效殺菌劑，有很強的氧化性，所以能殺死污水中一定量的微生物，從而達到消毒的目的。由二氧化氯發生器生產二氧化氯，二氧化氯不穩定的物理特性決定其不能瓶裝也不能被壓縮，因而無法大批量儲存。二氧化氯必須現場生成，即產即用。

生產二氧化氯的原料一般為鹽酸和氯酸鈉、鹽酸和亞氯酸鈉，通過化學反應生成復合二氧化氯或純二氧化氯，發生量可根據需要，通過調整電磁計量泵頻率來實現。計量泵可以手動控制，也可以與電子流量計或調節器配套使用，進行全自動控制。

制備二氧化氯的原料在運輸和儲存方面具有較大的危險性，且日常運行費用也較高，二氧化氯消毒技術在城市污水處理中的運行費用 約為0.04元/噸污水。

表1 紫外線消毒與二氧化氯的比較表

3 紫外線消毒與傳統加氯消毒的比較

紫外線消毒由于具有殺菌快速高效、安全、易操作及占地小等優點,越來越受到研究人員的重視。近年來，隨著紫外線消毒技術的不斷進步和國際市場競爭的日益激烈，尤其是僅有少數國家才能生產的高技術含量的紫外線燈管價格大幅度下降，紫外線消毒技術已在國外污水處理領域中得到廣泛應用。紫外線消毒與二氧化氯消毒的比較見表1所示。

城市污水經過二級處理后，水質明顯改善，細菌含量大幅度減少，但細菌的絕對值仍很高，并可能存在病原菌，這就要求對污水進行消毒處理。

3.1 投資

紫外線設施的一次投資主要有紫外線消毒渠、紫外線燈架、紫外線燈管、清洗裝置、配電裝置和控制設備。而液氯消毒系統包括加氯間、加氯接觸池、氯庫，設備有自動加氯機、氯瓶、電子磅秤、自動切換裝置、真空調節器、漏氯檢測報警儀、液氯蒸發器、中和裝置、通風設備、配電裝置和控制設備等。液氯消毒系統的土建和設備均多于紫外線消毒設施。

3.2 運行成本

在眾多的消毒方法中，液氯消毒一向被認為是最經濟的，所以雖然有著許多弊端，仍被廣泛使用。液氯消毒的成本主要在于液氯的費用和設備的折舊以及少量的電費。紫外線消毒系統運行成本主要取決于電費和燈管的設備折舊。

3.3 操作運行

紫外線消毒系統運行中基本上不需人工干預，但如果配備人工清洗系統，須定期將燈管提出消毒渠，浸入清洗槽清洗。而其他消毒工藝在工作過程中需要較多的人工。液氯消毒系統則需要操作工人現場的監視和勞作，裝卸、切換氯瓶等工作必須由人工進行。

3.4 維護管理

由于紫外線消毒系統的高集成度和模塊化設計，結構簡單，可24h全自動運轉，高壽命的元件將維護和管理的工作量大大降低。液氯消毒系統的設施設備較多，所以日常的維護和管理工作量也較大。

4 紫外線消毒系統的計算

紫外線消毒系統設計主要考慮以下因素：水質、透射率、水量、峰值系數、殺滅率、照射強度、照射時間。通常先取得需要消毒的水樣，測出其水質，包括細菌數、種類、水樣透射率等。其次可采用靜態或動態的試驗得到在設計殺滅率時的紫外線劑量。紫外線劑量可用下式表示：紫外線劑量=紫外線密度×照射時間。紫外線劑量單位為J/m2，紫外線密度單位為W/m2，照射時間單位為S。

結束語

紫外線具有殺菌快速高效，無需化學藥品，消毒不會產生如液氯消毒THMs類副產物，同時消除了液氯在運輸存儲中的安全隱患。土建規模比傳統液氯消毒低，占地省，基建投資、能耗以及運行費用低，自動化程度高，維護簡便。隨著紫外線消毒技術的日趨完善，其在城市污水處理系統中必將發揮更大的作用。在對環保日益重視的今天，紫外線消毒將在我國污水處理領域有著廣泛的應用前景。

[1]李紹秀.彭勃.明渠水下照射式紫外線消毒系統的設計[J].中國給水排水，2005，21(4).