本節(jié)主要講解污水消毒工藝的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié),包括消毒技術(shù)總結(jié)、各消毒劑能力比較、氯系消毒、臭氧消毒和紫外消毒。
01、消毒技術(shù)總結(jié)
對(duì)于污水處理,消毒是一項(xiàng)必不可少的工藝部分,所以《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)條款也對(duì)消毒工藝做出了明確的規(guī)定。
?6.13.1規(guī)定城鎮(zhèn)污水處理應(yīng)設(shè)置消毒設(shè)施;
?6.13.2規(guī)定污水消毒程度應(yīng)根據(jù)污水性質(zhì)、排放標(biāo)準(zhǔn)或再生水要求確定;
?6.13.3污水宜采用紫外線(xiàn)或二氧化氯消毒,也可采用液氯消毒。
對(duì)于消毒方法,總結(jié)起來(lái)有以下兩項(xiàng):
1.物理法消毒,包括加熱、冷凍、輻照、紫外線(xiàn)和微波等;
2.化學(xué)法消毒,包括化學(xué)消毒劑、各種鹵素、重金屬離子等,在具體一點(diǎn)就是氯及氯的化合物,包括液氯、次氯酸、醋氯酸鈉、次氯酸鈣、二氧化氯、氯胺等;金屬離子包括銅、銀;能夠造成pH值改變藥劑,包括酸堿;表面活性劑、臭氧、鹵素,包括碘、溴等。
02、各消毒劑能力比較
▲二氧化氯消毒器
對(duì)于各類(lèi)型常用消毒劑的消毒能力的對(duì)比呢,可以總結(jié)如下所示:
1.氯:消毒機(jī)理為氧化和氯代作用,但是會(huì)生成三鹵甲烷,并且隨著水體中的pH值升高,三鹵甲烷量增加,一般在水中的接觸時(shí)間為30min,有持續(xù)的消毒能力;
2.二氧化氯:消毒機(jī)理為氧化還原反應(yīng)(注意沒(méi)有氯代反應(yīng)),反應(yīng)過(guò)程中把高分子有機(jī)物降解為有機(jī)酸、水和二氧化碳,二氧化氯被還原成氯離子,和水中pH無(wú)關(guān),并且不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物,雨水的接觸時(shí)間通常為30min,且有一定的持續(xù)消毒能力;
3.臭氧:消毒機(jī)理為氧化,且不增加水中的含鹽量,并且消毒效果與水體pH值多少無(wú)關(guān),與水體的接觸時(shí)間大約為5~15min,但是沒(méi)有持續(xù)消毒能力;
4.紫外線(xiàn):消毒機(jī)理為物理作用,不改變水中的物理化學(xué)性質(zhì),不會(huì)因?yàn)閹敫郊游镌斐啥挝廴荆拘Ч皇芩wpH值影響,且與水的接觸時(shí)間段,僅為十幾秒,但是沒(méi)有持續(xù)消毒能力。
對(duì)于以上4中常用消毒手段,最最常用的還是氯消毒,且氯消毒也是注冊(cè)給排水考試的一個(gè)重點(diǎn),需要掌握。在《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.13.8條規(guī)定:二級(jí)處理出水的加氯量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)資料或類(lèi)似運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。無(wú)試驗(yàn)資料時(shí),二級(jí)處理出水可采用6~15mg/L,再生水的加氯量按衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)和余氯量確定。
對(duì)于案例計(jì)算來(lái)說(shuō),含氯化合物的實(shí)際及有效氯百分?jǐn)?shù)是??键c(diǎn),需要大家會(huì)換算。不過(guò)有效氯的計(jì)算公式出處卻是在《給水工程》上,大約是第九章第2節(jié)。在這里直接摘出,以供大家參考。
有效氯=有效系數(shù)×含氯量=(奪取電子數(shù)/Cl-個(gè)數(shù))×(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
臭氧既是一種強(qiáng)氧化劑,也是一種有效的消毒劑。通過(guò)臭氧氧化可以去除水中的嗅、味,提高和改善水的感官性狀;降低高錳酸鉀鹽指數(shù),使難降解的高分子有機(jī)物得到氧化、降解,通過(guò)誘導(dǎo)微粒脫穩(wěn)作用,誘導(dǎo)水中的膠體脫穩(wěn);殺滅水中的病毒、細(xì)菌與致病微生物。
對(duì)于臭氧的投加量,最需要大家警惕,因?yàn)橄啾容^于氯系消毒來(lái)說(shuō),其投加量計(jì)算有一個(gè)系數(shù),是經(jīng)??尤说拇嬖冢源蠹乙欢ㄒ攸c(diǎn)關(guān)注下臭氧投加量計(jì)算公式,畢竟不難,但是一不留神就會(huì)丟分。
?D——臭氧投加量,g/h;
?a——臭氧投加量,g/m3;
?1.06——安全系數(shù);
?Q——所需消毒的污水流量,m3/h。
大家一定要注意這個(gè)公式中的1.06的安全系數(shù)!
04、紫外線(xiàn)消毒
▲紫外線(xiàn)消毒實(shí)景
紫外線(xiàn)消毒波段劃分:
★A波段——長(zhǎng)波紫外線(xiàn),簡(jiǎn)稱(chēng)UV-A波段,波長(zhǎng)320~400nm;
★B波段——中波紫外段,簡(jiǎn)稱(chēng)UV-B波段,波長(zhǎng)275~320nm;
★C波段——短波紫外段,簡(jiǎn)稱(chēng)UV-C波段,波長(zhǎng)200~275nm;
★D波段——真空紫外段,簡(jiǎn)稱(chēng)UV-D波段,波長(zhǎng)100~200nm。
具有消毒效果的主要是C波段,也就是短波紫外線(xiàn)段,而D波段呢則能夠在空氣中形成臭氧,A和B波段可以使皮膚產(chǎn)生黑色素沉著或曬傷,但是殺菌效果不強(qiáng)。
對(duì)于紫外線(xiàn)消毒的影響因素主要有以下4點(diǎn):
1.紫外透光率:一般隨消毒器深度的增加,紫外線(xiàn)透光率降低。存在能吸收或散射紫外光的化合物或粒子時(shí),紫外透光率也會(huì)降低,通過(guò)延長(zhǎng)接觸時(shí)間,或能增加紫外燈數(shù)來(lái)補(bǔ)償。
2.懸浮固體:懸浮固體會(huì)通過(guò)吸收和散射降低廢水中的紫外光強(qiáng)度。所以用紫外線(xiàn)消毒,懸浮固體要嚴(yán)格控制,不宜超過(guò)20mg/L。
3.懸浮固體顆粒分布:顆粒尺寸影響紫外光的穿透能力。小于10μm的粒子容易被紫外光穿透,10~40μm之間的粒子可以被紫外光穿透,但紫外光量需要增加,大于40μm的粒子則很難被紫外光穿透,所以為提高紫外光的利用率,宜對(duì)二級(jí)處理出水進(jìn)行過(guò)濾去除大顆粒懸浮固體后再進(jìn)行紫外消毒處理。
4.無(wú)機(jī)化合物:溶解性鋁鹽一般不影響紫外透光率,但水中的鐵鹽可以直接吸收紫外光使消毒套管發(fā)生壅塞現(xiàn)象,且鐵鹽還會(huì)被吸附在懸浮固體或細(xì)菌凝塊上形成保護(hù)膜,這都不利于細(xì)菌的殺滅。
紫外線(xiàn)消毒優(yōu)缺點(diǎn)分析:
優(yōu)點(diǎn)有如下5點(diǎn):
1.消毒速度塊,效率高,占地面積小,停留時(shí)間短;
2.不影響水的物理化學(xué)性質(zhì),不增加副產(chǎn)物,不增加水的臭和味;
3.設(shè)備操作簡(jiǎn)單,便于運(yùn)行管理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;
4.消毒效果不受pH值影響;
5.致病微生物有廣譜消毒效果,對(duì)隱孢子蟲(chóng)和賈第蟲(chóng)消毒效率高。
缺點(diǎn)有以下3點(diǎn):
1.不具備后續(xù)消毒能力;
2.只有吸收紫外線(xiàn)的微生物才會(huì)被殺滅;
3.細(xì)菌細(xì)胞在紫外線(xiàn)消毒器中并沒(méi)有被去除,被殺死的微生物和其他污染物一道成為生存下來(lái)的細(xì)菌的食物。
05、本節(jié)總結(jié)
本節(jié)作為第15章重點(diǎn)內(nèi)容,有以下幾方面需要大家掌握:
1.氯、二氧化氯、臭氧、紫外線(xiàn)消毒特點(diǎn);
2.含氯化合物的有效氯計(jì)算;
3.臭氧投加量的1.06系數(shù);
4.紫外線(xiàn)消毒的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)。