第十五届上海国际水展

上海国际水处理展览会(环保水处理/膜与水处理)

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202268-10

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污水消毒工艺的优缺点总结

本节主要讲解污水消毒工艺的优缺点总结,包括消毒技术总结、各消毒剂能力比较、氯系消毒、臭氧消毒和紫外消毒。

 

01、消毒技术总结

 

对于污水处理,消毒是一项必不可少的工艺部分,所以《室外排水设计规范》相关条款也对消毒工艺做出了明确的规定。

 

•6.13.1规定城镇污水处理应设置消毒设施;

 

•6.13.2规定污水消毒程度应根据污水性质、排放标准或再生水要求确定;

 

•6.13.3污水宜采用紫外线或二氧化氯消毒,也可采用液氯消毒。

 

对于消毒方法,总结起来有以下两项:

 

1.物理法消毒,包括加热、冷冻、辐照、紫外线和微波等;

 

2.化学法消毒,包括化学消毒剂、各种卤素、重金属离子等,在具体一点就是氯及氯的化合物,包括液氯、次氯酸、醋氯酸钠、次氯酸钙、二氧化氯、氯胺等;金属离子包括铜、银;能够造成pH值改变药剂,包括酸碱;表面活性剂、臭氧、卤素,包括碘、溴等。

 

02、各消毒剂能力比较

 

 

▲二氧化氯消毒器

 

对于各类型常用消毒剂的消毒能力的对比呢,可以总结如下所示:

 

1.氯:消毒机理为氧化和氯代作用,但是会生成三卤甲烷,并且随着水体中的pH值升高,三卤甲烷量增加,一般在水中的接触时间为30min,有持续的消毒能力;

 

2.二氧化氯:消毒机理为氧化还原反应(注意没有氯代反应),反应过程中把高分子有机物降解为有机酸、水和二氧化碳,二氧化氯被还原成氯离子,和水中pH无关,并且不产生消毒副产物,雨水的接触时间通常为30min,且有一定的持续消毒能力;

 

3.臭氧:消毒机理为氧化,且不增加水中的含盐量,并且消毒效果与水体pH值多少无关,与水体的接触时间大约为5~15min,但是没有持续消毒能力;

 

4.紫外线:消毒机理为物理作用,不改变水中的物理化学性质,不会因为带入附加物造成二次污染,消毒效果不受水体pH值影响,且与水的接触时间段,仅为十几秒,但是没有持续消毒能力。

 

对于以上4中常用消毒手段,最最常用的还是氯消毒,且氯消毒也是注册给排水考试的一个重点,需要掌握。在《室外排水设计规范》第6.13.8条规定:二级处理出水的加氯量应根据试验资料或类似运行经验确定。无试验资料时,二级处理出水可采用6~15mg/L,再生水的加氯量按卫生学指标和余氯量确定。

 

对于案例计算来说,含氯化合物的实际及有效氯百分数是常考点,需要大家会换算。不过有效氯的计算公式出处却是在《给水工程》上,大约是第九章第2节。在这里直接摘出,以供大家参考。

 

有效氯=有效系数×含氯量=(夺取电子数/Cl-个数)×(氯分子量/化合物分子量)。例如ClO2有效氯含量=(5/1)×(35.5/67.5)=2.63。

 

03、污水的臭氧消毒

 

臭氧既是一种强氧化剂,也是一种有效的消毒剂。通过臭氧氧化可以去除水中的嗅、味,提高和改善水的感官性状;降低高锰酸钾盐指数,使难降解的高分子有机物得到氧化、降解,通过诱导微粒脱稳作用,诱导水中的胶体脱稳;杀灭水中的病毒、细菌与致病微生物。

 

对于臭氧的投加量,最需要大家警惕,因为相比较于氯系消毒来说,其投加量计算有一个系数,是经常坑人的存在,所以大家一定要重点关注下臭氧投加量计算公式,毕竟不难,但是一不留神就会丢分。

 

 

•D——臭氧投加量,g/h;

 

•a——臭氧投加量,g/m3;

 

•1.06——安全系数;

 

•Q——所需消毒的污水流量,m3/h。

 

大家一定要注意这个公式中的1.06的安全系数!

 

04、紫外线消毒

 

 

▲紫外线消毒实景

 

紫外线消毒波段划分:

 

★A波段——长波紫外线,简称UV-A波段,波长320~400nm;

 

★B波段——中波紫外段,简称UV-B波段,波长275~320nm;

 

★C波段——短波紫外段,简称UV-C波段,波长200~275nm;

 

★D波段——真空紫外段,简称UV-D波段,波长100~200nm。

 

具有消毒效果的主要是C波段,也就是短波紫外线段,而D波段呢则能够在空气中形成臭氧,A和B波段可以使皮肤产生黑色素沉着或晒伤,但是杀菌效果不强。

 

对于紫外线消毒的影响因素主要有以下4点:

 

1.紫外透光率:一般随消毒器深度的增加,紫外线透光率降低。存在能吸收或散射紫外光的化合物或粒子时,紫外透光率也会降低,通过延长接触时间,或能增加紫外灯数来补偿。

 

2.悬浮固体:悬浮固体会通过吸收和散射降低废水中的紫外光强度。所以用紫外线消毒,悬浮固体要严格控制,不宜超过20mg/L。

 

3.悬浮固体颗粒分布:颗粒尺寸影响紫外光的穿透能力。小于10μm的粒子容易被紫外光穿透,10~40μm之间的粒子可以被紫外光穿透,但紫外光量需要增加,大于40μm的粒子则很难被紫外光穿透,所以为提高紫外光的利用率,宜对二级处理出水进行过滤去除大颗粒悬浮固体后再进行紫外消毒处理。

 

4.无机化合物:溶解性铝盐一般不影响紫外透光率,但水中的铁盐可以直接吸收紫外光使消毒套管发生壅塞现象,且铁盐还会被吸附在悬浮固体或细菌凝块上形成保护膜,这都不利于细菌的杀灭。

 

紫外线消毒优缺点分析:

 

优点有如下5点:

 

1.消毒速度块,效率高,占地面积小,停留时间短;

 

2.不影响水的物理化学性质,不增加副产物,不增加水的臭和味;

 

3.设备操作简单,便于运行管理和实现自动化;

 

4.消毒效果不受pH值影响;

 

5.致病微生物有广谱消毒效果,对隐孢子虫和贾第虫消毒效率高。

 

缺点有以下3点:

 

1.不具备后续消毒能力;

 

2.只有吸收紫外线的微生物才会被杀灭;

 

3.细菌细胞在紫外线消毒器中并没有被去除,被杀死的微生物和其他污染物一道成为生存下来的细菌的食物。

 

05、本节总结

 

本节作为第15章重点内容,有以下几方面需要大家掌握:

 

1.氯、二氧化氯、臭氧、紫外线消毒特点;

 

2.含氯化合物的有效氯计算;

 

3.臭氧投加量的1.06系数;

 

4.紫外线消毒的优点及缺点。

 

来源:工程师大胖

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