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次氯酸钠消毒在城市污水处理的应用探讨

来源:澳门合法搏彩网作者:朱 杰发表时间:2017-12-19 09:50:29

 

摘 要: 近年来,随着国家对污水处理厂出水标准的提高,对城市污水处理厂出水中粪大肠杆菌要求也由一级 B 提高到一级 A ,消毒已成为污水处理环节的重要组成部分。 对城市污水处理厂而言,不仅要确保出水达标还要考虑消毒工艺的经济性,本文以 16.5 万吨城市污水处理厂为例, 探讨次氯酸钠消毒工艺运行的经济性和可行性。

 

引言

2012 年国家环保部颁发实施的《城镇污水处理运行、维护及安全操作规程》,该规程中关于消毒工艺的描述有四种,分别是:紫外线消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒。这四种消毒工艺也是城市污水处理厂较为常见的消毒工艺。

 

随着国家对江河湖泊流域治理的重视,城市污水处理厂的出水达标与否,引起越来越多的人们对流域治理效果的关注。在此情况下,消毒工艺已成为污水处理厂重要的一道流程工序,选择一种成本低、安全性高、易于操作的消毒工艺,已成为众多城市污水处理厂必须考虑的重要问题。

 

1 紫外消毒

     紫外线消毒属于物理性质的消毒方法,其原理是利用紫外光破坏微生物的遗传物质 DNA,使微生物结构造成破坏,照射后的微生物无法完成分裂复制从而达到消毒灭菌的目的。紫外消毒技术是城市污水处理厂常用的技术之一,其技术成熟可靠,但对一些设计为一级 B 出水的城市污水处理厂而言,由于色度和 SS高,加上二沉池中的会有大量青苔生长,消毒设备的灯管需要经常清理保养,这种情况下极易损坏灯管,造成维修费用较高,带来的是消毒效果的不稳定、时效性差,粪大肠肝菌复活率较高。

 

2 液氯消毒

     向水中加入液氯时, 在水中会生成 HOC l,HOC l是起到消毒作用的物质。有研究表明,氯的消毒效果受接触时间、投加量、水质 (含氮化合物浓度、SS 浓度)、温度、pH 以及控制系统的影响。液氯消毒效果虽然不错,但成本高,危险性大,安全性差,由于有毒性,其手续办理复杂,因此,在城市污水处理厂消毒工艺的选择上,液氯不是最佳选择。

 

3 臭氧消毒

     臭氧( O 3 ) 是氧( O 2 ) 的同素异形体, 纯净的 O 3 常温常压下为蓝色气体。臭氧具有很强的氧化能力( 仅次于氟), 能氧化大部分有机物。臭氧灭菌有以下三种作用:①臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶, 使细菌灭活死亡。②直接作用于细菌病毒, 破坏它们的细胞壁、DNA 和 RNA, 细菌的新陈代谢受到破坏,导致死亡。③渗透胞膜组织, 侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖, 使细菌发生透性畸变, 溶解死亡。因此, O 3 能够除藻杀菌, 对病毒、芽孢等生命力较强的微生物也能起到很好的灭活作用。臭氧氧化能力强, 但不够稳定, 也不容易储藏,因此只能就地生产,臭氧消毒只能用于小型污水处理厂。综上:紫外线消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒四种消毒工艺缺点是安全性差,投资建设复杂,由此带来的是运行成高,会为污水处理厂的运营带来较大的经济负担。

 

4 次氯酸钠消毒

     次氯酸钠是生活中应用很广的一种强氧化剂,其消毒原理是通过它的水解形成次氯酸,即:NaClO +H 2 O = HClO + NaOH ;次氯酸进一步分解形成新生态氧[O],即:HClO → HCl + [O] 。新生态氧的强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质等物质变性,从而致死病源微生物达到消毒的目的。

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5 次氯酸钠消毒的可行性分析

     本试验,水样取自徐州某 16.5 万城市污水处理厂二沉池出水,用有效氯含量为 10%、比重 1.2 的次氯酸钠进行投加小试,消毒前粪大肠杆菌数量为 240000 个/L,投加后消毒效果如表 1:

 

     综上所述,实验室内做的小试,达到一级 A 的药剂投加量控制在 0.096-0.111 比较保险稳定。实际生产中试,杀毒效果和三个因素有关,第一是出水流量,第二是投加药剂量,第三是药剂的有效含氯量,生产过程中,一般水量都是控制在 7400 立方每小时以下,药剂有效氯含量要求达到二级标准,即:含10%的有效氯,比重约在 1.187-1.2×10 3 KG/立方米。通过实验室小试和生产试验结果,徐州某 16.5万吨城市污水处理厂的消毒投加量总结如下(有效氯 10%):

 

     粪大肠肝菌排施一级 A 标准的杀毒效果时,药剂投加量控制在 0.108-0.11 立方米/小时比较稳定可靠,即:14.59×10 -6 立方米/吨污水。粪大肠肝菌排施一级 B 标准的杀毒效果时,药剂投加量控制在 0.083 立方米/小时比较稳定可靠,即:11.2×10 -6 m 3 /吨污水。因此,次氯酸钠在城市污水处理厂的消毒是可行的。

 

6 次氯酸钠消毒工艺流程

     外购液态次氯酸钠液体后,通过软管卸进卸液接料桶内,启动磁力泵,输送到储药罐中,在储药罐中的消毒液参照流量计读数,通过球阀控制大小或采用计量泵,直接进入二沉池出水渠进行混合消毒。为保证安全,出水渠中增加一浮球开关,当因故停产时,电磁阀断开切断药液进入出水渠中,为确保生产正常,电磁阀加旁通球阀备用,如果采用计量泵投加消毒液时,浮球开关和计量泵联锁,停产时自动停泵,停止投药,确保安全。

 

针对大部分城市污水处理厂,可采用如下流程工艺:

新型化学药剂消毒工艺流程

7 次氯酸钠消毒经济性分析

     周边 300 公里之内,有稳定供应 10%次氯酸钠生产企业,即可选用次氯酸钠消毒工艺,其中有效氯含量10%的市场价格在 650 元/吨~700 元/吨之间,原材料成本较低。

 

     在城市污水处理厂出水渠旁,择地而建简易板房、15m 3 PE 塑料桶若干、安装液位计、电磁流量计即可作为消毒设施使用。设施占地面积较小,投资成本亦不高。

 

     消毒设施建好,管件、泵类、仪表等设施不容易出现损坏易于维护,设施安全性较高,维修成本低,使用操作较为方便。

 

     以徐州市某 16.5 万吨/日的污水处理厂为例测算,消毒工艺的直接投资,紫外线消毒投资约 350 万元,液氯消毒约需 280 万元,二氧化氯消毒约需 120 万元,臭氧消毒约需 300 万,对当前控制成本运营的污水处理厂来说,其投资是个不小的负担。

 

结语

     控制成本和确保安全稳定达标运营已成为当今城市污水处理厂优先考虑的方向,尤其是一些急需提标改造的城市污水处理厂而言尤其如此,次氯酸钠消毒工艺有着物美价廉、操作方便、使用成本低、安全可靠的特点,具有较高的推广价值。

 

 作者:徐州国祯水务运营有限公司,朱 杰

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