城市污水處理廠液氯消毒加氯量生產試驗分析

崔丹丹　劉仲陽

(長沙市聯泰水質凈化有限公司，湖南 長沙　410219)

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城市污水處理廠液氯消毒加氯量生產試驗分析

崔丹丹劉仲陽

(長沙市聯泰水質凈化有限公司，湖南 長沙410219)

以某城市污水處理廠工程為例，通過試驗，從加氯量、水溫、氨氮濃度、消毒時間等方面，分析了影響液氯消毒效果的因素，并對兩種檢測糞大腸菌群數的方法作了比較，得出了一些有價值的結論。

液氯消毒，加氯量，糞大腸菌群數，水溫，消毒效果

液氯消毒是將液氯氣化后變成氯氣，通過加氯機投入水中，氯溶于水后發生反應，主要以HClO 和ClO-形式存在，HClO可以快速進入細胞膜，破壞細胞組織，從而起到殺菌消毒的作用。液氯消毒殺菌效果高，具有持續的消毒能力，且成本較低，工藝成熟，在自來水廠和污水處理廠應用十分普遍。

某污水處理廠出水標準一級B，采用液氯消毒，設計接觸消毒池1座，停留時間30 min，加氯機2臺，設計有效氯投加量10 mg/L，加氯系統由加氯機、蒸發器、過濾器、真空調節器、氯瓶等組成。

為了了解影響液氯消毒效果的因素，找到合適的加氯量，指導實際生產，進行了不同加氯量、不同水溫、不同出水氨氮、不同消毒時間的情況下的消毒效果試驗。出水糞大腸菌群有多管發酵法和濾膜法兩種檢測方法，兩種方法檢測結果略有差異，文中對兩種檢測方法結果進行了對比。

1　多管發酵法和濾膜法檢測結果對比

實驗通過兩種不同的方法即多管發酵法和濾膜法對同一水樣進行糞大腸菌群數檢測，兩種方法的檢測結果對比見圖1。

從數據上來看，兩種方法檢測結果有一定的不同，多管發酵法數據比濾膜法略微偏高，但基本相差不大。

根據國家環保廳編制的《水和廢水檢測分析方法》第四版中對兩種方法所做比較說明：多管發酵法和濾膜法的結果做統計學比較，可顯示出濾膜法結果更為精密，雖然從這兩種技術所得到的數據都提供了基本相同的水質情報，但檢測結果的數值不同。在做水源水的檢測時，可以預期約有80%的濾膜法數據落在多管發酵法數據95%的置信區間內。濾膜法具有高度的數據重現性，用于檢驗體積較大的水樣，能比多管發酵法更快的獲得肯定的結果。不過在檢驗濁度高，非大腸桿菌類細菌密度較大的水樣時，有其局限性。

參照其他研究者的研究結果[2]也表明：經統計處理,多管發酵法的檢測數據均比濾膜法的高。在兩種方法檢測糞大腸菌群上有統計學意義上的差別，但是兩組數據相關性趨于一致。在做污水糞大腸菌群的檢測時,采用多管發酵法所得數值為概率統計值，不是真實值，采用濾膜法則是實際計數菌落而得,每一菌落為單一細菌經培養長成。在污水廠檢測污水中糞大腸菌群的實際工作中,濾膜法操作簡便，且較多管發酵法能得到更為精密的數據。

鑒于多管發酵法檢測數據偏高，為避免數據產生爭議，同時考慮出水回用，實際生產時以濾膜法檢測出水糞大腸菌群值小于100個/L為評價標準，此時兩種檢測方法均能保證出水消毒效果優于一級B標準。以下試驗和日常生產中檢測方法均采用濾膜法。

2　不同氨氮濃度對液氯消毒效果的影響

原水中含有氨氮時，液氯溶于水中容易產生氯胺，氯胺消毒作用比較緩慢，需要較長的接觸時間，但實際工程中占地有限，實際起主要消毒作用的還是HClO，當出水氨氮較高時，一部分HClO與氨氮發生反應產生氯胺而減少，為保證消毒效果加氯量相應需要提高。表1是同一加氯量、不同氨氮條件下消毒效果對比。可以看出在水溫10 ℃，原水糞大腸菌群值為105數量級，加氯量在2.0 mg/L、消毒時間為30 min，氨氮在6.0 mg/L以下都能達到出水一級B排放標準，且氨氮濃度升高消毒效果變差。因此實際生產過程中需要選擇合理的加氯量，并調整工藝參數使出水氨氮保持在較低的水平。

表1　同一加氯量、不同氨氮條件下消毒效果對比表

3　水溫對液氯消毒效果的影響

試驗過程中二沉池出水的氨氮含量均小于1.0 mg/L，糞大腸菌群值為105數量級。在裝有二沉池出水的燒杯中，投加不同量的次氯酸鈉，攪拌30 min后，測定其余氯及糞大腸菌群數。在10 ℃，20 ℃，30 ℃的環境下進行對比實驗，見表2。

表2　不同加氯量、不同溫度條件下消毒效果對比表

從實驗結果數據可以看出，隨著溫度的升高，消毒效果變好。溫度在10 ℃時，氯的投加量要在2.5 mg/L以上，才會有較好的消毒效果。而水溫在20 ℃時，加氯量在2.0 mg/L左右，就能得到達標的消毒效果；水溫在30 ℃左右時，加氯量在1.5 mg/L～2.0 mg/L之間，就能取得較好的消毒效果。該廠的出水水溫，春秋季節在18 ℃～24 ℃之間，此時的加氯量應控制在2.0 mg/L附近，就能得到滅菌合格的出水；在夏季，水溫一般在26 ℃～30 ℃之間，此時因為消毒滅菌速率加快，可以減少加氯量，在1.5 mg/L～2.0 mg/L之間的加氯量，就能取得好的消毒效果。而在最冷的冬季，水溫一般會下降到10 ℃左右，此時，因為消毒滅菌的速率下降，氯的投加量要達到2.5 mg/L以上，消毒效果才能達到實驗要求。

實際生產中經檢測二沉池出水糞大腸菌群數一般在105～106數量級上，出水氨氮濃度變化較大，上述靜態試驗數據可作為參考，具體生產中氯的投加量可根據環境溫度、氨氮、原水情況等實際情況來確定。該廠實際運行時一般控制出水氨氮在3 mg/L以下，大部分時間保持在1 mg/L以下，氯的投加量在2 mg/L～3 mg/L左右，總余氯保持在0.5 mg/L以上，即可達到較好的滅菌效果，此加氯量遠小于設計投加氯量10 mg/L。

4　不同消毒時間對消毒效果的影響

實驗時在同一加氯量條件下從接觸消毒池的不同位置取樣，檢測不同消毒時間對消毒效果的影響，取樣時檢測二沉池出水樣糞大腸菌群數均為105數量級。

表3　同一加氯量、不同消毒時間消毒效果對比表

從表3來看，無論流量大小與否，加氯量在2.0 mg/L左右，且氨氮含量處在一個相對較低水平的情況下，消毒時間1.3 min即可使出水糞大腸菌群達到小于10 000個/L的標準，而考慮到水質水量的變化情況、氯與水的混合情況以及出水回用，實際生產控制以出水糞大腸菌群小于100個/L為準，根據以上實驗數據可以看出，消毒停留時間在10 min～15 min左右，就能達到所需的實驗消毒效果。

《室外排水規范》第6.11.3條關于加氯混合接觸時間的規定說明：液氯能在很短的接觸時間內達到最大的殺菌率，但考慮到接觸池中的水流可能發生死角和短流，因此，為保證和提高消毒效果，規定加氯接觸時間應采用30 min。一般接觸消毒池設計最短停留時間30 min，根據實驗結論消毒停留時間10 min～15 min就已足夠，這就意味著接觸消毒池的容積至少可以減少1/2。這對于減少占地面積，節省工程投資具有重大的意義。

綜上所述，可得出以下結論：

1)多管發酵法的檢測數據比濾膜法偏高。在污水廠檢測污水中糞大腸菌群的實際工作中,采用多管發酵法所得數值為概率統計值，不是真實值，采用濾膜法操作簡便，且較多管發酵法能得到更為精密的數據。在實際生產過程中可比出水標準略嚴格進行控制，避免產生數據爭議。

2)在水溫10 ℃，原水糞大腸菌群值105數量級，加氯量在2.0 mg/L、消毒時間為30 min，氨氮在6.0 mg/L以下，可以達到出水一級B排放標準，且氨氮濃度升高消毒效果變差。

3)溫度升高，液氯消毒效果越好。在二沉池出水糞大腸菌群105～106數量級，氨氮濃度小于1 mg/L的水質條件下，加氯量在2 mg/L～3 mg/L左右，總余氯0.5 mg/L左右，基本上能達到出水糞大腸菌群數小于100個/L。

4)消毒時間1.3 min即可使出水糞大腸菌群達到小于10 000個/L的標準，而考慮到水質水量的變化情況、氯與水的混合情況以及出水回用，實際生產控制以出水糞大腸菌群小于100個/L為準，消毒停留時間在10 min～15 min左右，就能滿足消毒效果。這就意味著接觸消毒池的容積至少可以減少1/2，這對于減少占地面積，節省工程投資具有重大的意義。

[1]國家環境保護總局.水和廢水檢測分析方法[M].第4版.北京：中國環境科學出版社，2009.

[2]羅蔚文.關于城市污水糞大腸菌群兩種檢測方法的比較[J].科技資訊，2010(17)：159-160.

[3]扈慶，李顯芳.飲用水消毒方式及影響因素探討[J].山西建筑，2012，38(7)：118-120.

[4]GB 50014—2006，室外排水規范[S].

On production test analysis of liquid chlorine disinfection and chlorine dosage in urban sewage treatment plants

Cui DandanLiu Zhongyang

(Changsha Liantai Water Purification Co., Ltd, Changsha 410219, China)

Taking some urban sewage treatment plant as the example, the paper analyzes the factors affecting the liquid chlorine disinfection effect from the chlorine dosage, water temperature, and ammonium concentration, compares the two testing methods for the test of the fecal coliform, and achieves some valuable conclusion.

liquid chlorine disinfection, chlorine dosage, fecal coliform, water temperature, disinfection effect

1009-6825(2016)25-0129-03

2016-06-25

崔丹丹(1980- )，女，工程師；劉仲陽(1971- )，男，工程師

X703

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