三氯異氰尿酸對污水處理廠出水消毒效果的研究

吳杰仁

摘 要 三氯異氰尿酸是一種氧化型消毒劑，貯存穩定，使用方便，溶解性好，具有高效、廣譜、較為安全的消毒作用，對細菌、病毒、真菌、芽孢等都有殺滅作用，本文淺析三氯異氰尿酸對污水處理廠出水的殺菌消毒機理，并通過研究三氯異氰尿酸不同的投加量對等體積的污水處理廠出水糞大腸菌群指標殺滅效果的影響，探討最佳三氯異氰尿酸的投加濃度。

關鍵詞 三氯異氰尿酸 次氯酸 糞大腸菌群 殺菌消毒

根據城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）的要求，對排水中糞大腸菌群的控制十分嚴格，一級B標準糞大腸菌群需控制在104個/L以下，一級A標準糞大腸菌群需控制在103個/L以下，才能達標排放。生活污水經過污水處理廠活性污泥法二級處理后，雖然生化需氧量、氨氮、總磷等污染物已經得到很好處理，可以達標排放，但糞大腸菌群等生物指標仍然很高。因此，污水處理廠出水必須經過殺菌消毒處理才能排放到受納水體。

目前我國污水處理廠出水普遍采用氯消毒方法，氯消毒方法具有消毒效果穩定，成本較低等優點。而與二氧化氯、液氯等氯消毒方法相比，用三氯異氰尿酸水解產生次氯酸的消毒方法值得關注。因為三氯異氰尿酸溶于水后會發生水解，能產生起殺菌消毒效果的次氯酸，次氯酸具有極強的殺菌效果，成本相對低廉和安全，是一種理想的水消毒方法。

1 三氯異氰尿酸對污水處理廠出水的殺菌消毒機理

三氯異氰尿酸對污水處理廠出水殺菌消毒機理大致有如下三種作用方式：（1）三氯異氰尿酸水解產生次氯酸，次氯酸再進一步分解形成新生態氧，新生態氧的極強氧化性使水中糞大腸桿菌等細菌上的蛋白質變性，從而致死細菌；（2）次氯酸分子小、不帶電荷，在與細菌作用的過程中，可滲透入菌體內，與菌體蛋白質、核酸等有機高分子發生氧化反應，從而殺死細菌；（3）三氯異氰尿酸水解產生出的氯離子還能顯著改變細菌和病毒體的滲透壓，使其細胞喪失活性而死亡。

2 試驗材料和儀器

某污水處理廠二級處理未消毒出水樣、三氯異氰尿酸、容量瓶、等體積反應容器若干個、電子天平、水中糞大腸菌群測定方法（濾膜法）所需的培養基和儀器設備[1]

3 試驗方法

（1）用電子天平稱取三氯異氰尿酸0.50g到1L容量瓶中，配置500mg/L的三氯異氰尿酸溶液①；（2）準備6份1L污水處理廠二級處理未消毒出水樣，分別向出水樣中移取1mL、2mL、4mL、6mL、8mL、10mL配置好的三氯異氰尿酸溶液①，配置成濃度分別為0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、3.0mg/L、4.0mg/L、5.0mg/L的三氯異氰尿酸反應液，充分攪拌，靜置5分鐘后檢測水中糞大腸菌群的數量。

4 試驗分析

由表格數據可以看到，污水處理廠出水樣初始的糞大腸菌群指標的檢測數值為162000個/L，經過投加不同體積的三氯異氰尿酸溶液①形成不同濃度的反應液后，出水樣的消毒殺菌效果明顯。由上述數據可觀察到，當反應液濃度為0.5mg/L時，糞大腸菌群指標降幅明顯，剩存的糞大腸菌群數為11200個/L；當反應液濃度為1.0mg/L時，該濃度下的反應液已經顯示出很好的殺菌消毒效果，剩存的糞大腸菌群數為5600個/L；當反應液濃度為2mg/L時，糞大腸菌群指標降幅顯著，糞大腸菌群已經降到了1300個/L；當反應液濃度為3mg/L時，糞大腸菌群指標已經很低，僅為100個/L，該濃度下的反應液顯示出優良的殺菌消毒效果；當反應液濃度為4mg/L以上時，反應液中已經檢測不到糞大腸菌群數，反映出該濃度下的反應液殺菌消毒效果已經非常優秀。

5 結論與建議

5.1結論

（1）三氯異氰尿酸殺菌性能優異，是一種廣譜、高效的殺菌劑，在城鎮污水處理廠出水處理中能在較低濃度下有效殺滅水中的糞大腸菌群，顯示出強大的殺菌消毒的效果，在一定的實驗條件下，可以滿足關于糞大腸菌群指標在相關標準中的要求；

（2）當反應液中三氯異氰尿酸的質量濃度為0.5mg/L時，出水樣中的糞大腸菌群的殺滅效果明顯，該濃度下的反應液已經能有效地殺滅水中的糞大腸菌群；

（3）當反應液中三氯異氰尿酸的質量濃度為1.0mg/L時，出水樣中的糞大腸菌群的殺滅效果突出，該濃度反應液中的糞大腸菌群指標已經符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B的排放要求；

（4）當反應液中三氯異氰尿酸的質量濃度達到2mg/L時，出水樣中的糞大腸菌群的殺滅效果良好，該濃度反應液中的糞大腸菌群指標已經超過《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級B的排放要求，接近該標準中一級A的排放要求；

（5）當反應液中三氯異氰尿酸的質量濃度達到3mg/L時，出水樣中的糞大腸菌群的殺滅效果已經很優良，該濃度反應液中的糞大腸菌群指標已經符合《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A排放要求，可以將經過該濃度處理的污水處理廠出水排放到受納水體；

（6）當反應液中三氯異氰尿酸的質量濃度達到4mg/L以上時，出水樣中的糞大腸菌群的殺滅效果已經十分優秀，糞大腸菌群指標已經未能檢測出來，可以達到《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）關于微生物指標的要求；

5.2 建議

（1）上述結果數據和結論是在一定的實驗條件下得出，在實際污水處理工程應用上，還要充分考慮流體流速，攪拌強度，藥劑純度，溶解度，接觸反應時間等因素對處理效果的影響，通過對該些因素的探討，才能在實際應用中準確找到最佳消毒殺菌效果的三氯異氰尿酸溶液濃度；

（2）三氯異氰尿酸在水解過程中除了產生起殺菌消毒功能的次氯酸外，還會產生副產品氰尿酸。次氯酸和氰尿酸在水中存在著動態平衡，氰尿酸不易分解，隨著三氯異氰尿酸用量的增大和循環水濃縮倍數的提高，氰尿酸在水中的濃度也會隨著增大，達到一定濃度時，可能會抑制三氯異氰尿酸的殺菌消毒效果[2]。在污水處理的實際工程應用中，應該研究氰尿酸在三氯異氰尿酸殺菌消毒過程中的地位和影響；

（3）三氯異氰尿酸在水中起到殺菌消毒功能的主要成分是在水解過程中產生的次氯酸，次氯酸是一種很強的氧化劑，能與出水樣中多種的還原性物質起反應。在工程應用中要求精確投配比的需求下，要考慮到水中還原性物質對三氯異氰尿酸的消耗量；

（4）在污水處理中，氨氮也是一個重要的嚴控排放指標，三氯異氰尿酸產生的次氯酸能將出水中含有的有機氮氧化成氨氮[3]，在實際的工程應用中，應該考慮到該因素是否會對出水中氨氮排放指標造成影響。

參考文獻：

[1] 國家環境保護總局《水和廢水監測分析方法》編委會.水和廢水監測分析方法（第四版）[M].北京：中國環境科學出版社 ，2002：756-758

[2] 魏新.氰尿酸對三氯異氰尿酸殺菌性能的影響及對策[J] .工業水處理，2009，（4）：25-26

[3]張勝利，劉丹，曹臣，等.次氯酸鈉氧化脫除廢水中氨氮的研究 [J].工業用水與廢水，2009，40（3）：23-26