城鎮(zhèn)污水再生利用消毒方式選擇探討

白生云

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

城鎮(zhèn)污水再生利用不僅是緩解區(qū)域水資源短缺的有效途徑，也能有效減輕污水排放對生態(tài)環(huán)境的壓力。城鎮(zhèn)污水再生利用主要途徑包括工業(yè)、景觀環(huán)境、綠地灌溉、農(nóng)田灌溉、城市雜用和地下水回灌。消毒作為再生水回供的最終處理單元，對保障再生水的水質(zhì)具有至關(guān)重要的作用。

1 消毒技術(shù)

常見消毒方式包括氯消毒、二氧化氯消毒、紫外線消毒、臭氧消毒或其組合技術(shù)。

液氯消毒是大中型污水處理廠常用的消毒方式，技術(shù)成熟，成本低，投配設(shè)備簡單，投加量宜為6 mg/L～15 mg/L(以有效氯計(jì))，氯與再生水的接觸時間應(yīng)不小于30 min。在保證消毒效果的同時應(yīng)避免過度消毒，防止余氯及消毒副產(chǎn)物對水生生物影響。有臭味、殘毒，使用時安全措施要求高。

二氧化氯消毒一般用于中小型污水處理廠，現(xiàn)場制備，具有優(yōu)良的廣譜微生物滅活效果和氧化作用。二氧化氯與水應(yīng)充分混合，投加量宜為4 mg/L～10 mg/L(以有效氯計(jì))，與再生水的有效接觸時間應(yīng)不少于30 min。使用氯酸鈉和鹽酸制備二氧化氯時應(yīng)注意儲存與運(yùn)輸安全，二氧化氯消毒產(chǎn)生亞氯酸、氯酸等消毒副產(chǎn)物。

紫外線消毒技術(shù)為物理消毒方式的一種，具有廣譜殺菌能力，無二次污染，隨著紫外線消毒技術(shù)日益成熟和設(shè)備不斷完善而被逐漸推廣使用。再生水消毒劑量為24 mJ/cm2～30 mJ/cm2。接觸時間宜為5 s～30 s。無化學(xué)藥劑，基本上不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。紫外線對水中的病原微生物有良好的滅活作用，但不具有持續(xù)消毒效果。

臭氧的消毒能有效去除水中殘留有機(jī)物、色、臭味，常用于要求出水水質(zhì)較好、排入水體的衛(wèi)生條件高的污水廠。臭氧投加量宜為8 mg/L～15 mg/L，接觸時間宜為10 min～20 min。不具有持續(xù)消毒效果，輸配時宜采取投加次氯酸鈉等措施，防止病原微生物的復(fù)活和再生長。

2 消毒組合技術(shù)

消毒組合技術(shù)主要是基于微生物對不同消毒劑的抵抗性和敏感性不同而提出的，由于各種消毒技術(shù)的原理不同，對一種消毒劑具有抗藥性的微生物可能很容易被其他消毒劑滅活，因此將各種消毒技術(shù)進(jìn)行組合，分別發(fā)揮各自的優(yōu)越性，從而更大程度地降低水中的細(xì)菌總數(shù)［1］。組合消毒技術(shù)除滿足消毒要求外，還可以最大限度的減少副產(chǎn)物的形成，尤其是采用液氯消毒含有較多有機(jī)物的污水。

合理的消毒組合可以避免消毒副產(chǎn)物生成的可能性以及出水排放到受納水體時的潛在毒性。常用的組合有紫外線與氯消毒組合技術(shù)及臭氧與氯消毒組合技術(shù)及臭氧與紫外線復(fù)合消毒。

1)紫外線與氯消毒組合。

隨著人們對水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求的提高和消毒副產(chǎn)物研究的不斷深入，紫外線消毒法被廣泛用于污水處理消毒，但是紫外線消毒不具有持續(xù)消毒效果的缺點(diǎn)，再生水中必須增加具有持續(xù)消毒的消毒工藝聯(lián)合消毒，該組合工藝紫外線用于消除水中病原體的致病作用，氯用于維持水中消毒劑的持續(xù)作用，以防止可能出現(xiàn)的病原體危害或再增殖?？紤]到液氯消毒與水中某些有機(jī)物反應(yīng)生成以三鹵甲烷類(THMs)為代表的各類有害的鹵代消毒副產(chǎn)物(DBPs)，通常選用有機(jī)副產(chǎn)物很少的二氧化氯用于維持余氯，特別是對于大中型廠再生水廠可以避免二氧化氯發(fā)生器臺數(shù)太多，因存入大量原材料而存在安全隱患。

2)臭氧與氯消毒組合。

臭氧在污水處理中除了作為消毒劑使用，其強(qiáng)氧化性也可用于降低 BOD，COD 脫色、除臭、除味、殺藻，除鐵、錳、氰、酚等［2］。因此臭氧常用于水體排放要求較高的消毒。臭氧的消毒成本相比其他消毒方法較貴，因此臭氧主要用在污水出水或回用水質(zhì)要求較高的場合。臭氧消毒后投加少量氯或氯銨可實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定化。臭氧氧化能導(dǎo)致后續(xù)加氯過程中典型副產(chǎn)物種類的轉(zhuǎn)變和生成量的變化，同時臭氧氧化作用能有效削減出水的遺傳毒性，后續(xù)加氯持續(xù)消毒對遺傳毒性的影響較?。?］。

3)臭氧與紫外線組合。

復(fù)合消毒臭氧在污水消毒中消耗量較大，可采用催化氧化的方式提高臭氧的氧化效率，以降低臭氧使用量。催化氧化屬于高級氧化的范疇，臭氧在催化劑作用下氧化能力提高。臭氧/紫外線、臭氧/雙氧水組合工藝屬于臭氧催化氧化工藝，此外某些金屬和金屬氧化物也具有催化臭氧的作用。BSOh等發(fā)現(xiàn)使用臭氧紫外線聯(lián)用方式對回用污水消毒時的殺菌效果比單獨(dú)使用臭氧或紫外線時要好，這主要是因?yàn)樽贤饩€催化使臭氧在水中產(chǎn)生大量的·OH，增強(qiáng)了其氧化能力，提供了殺菌效果［3］。

3 消毒技術(shù)的選取

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程，城市道路、綠化及景觀用水的量越來越大，而目前很多污水廠出水已經(jīng)達(dá)到GB 18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級A標(biāo)準(zhǔn)，由于一級A對出水有消毒要求，并且目前紫外線已廣泛用于污水處理消毒，因此本文以采用紫外線消毒的一級A出水為水源，通過常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)的對比(見表1)，著重對一級A作為景觀環(huán)境和城市雜用再生利用水源消毒方式的選擇提出建議。

表1 水質(zhì)對比表 mg/L

通常采用的對比景觀環(huán)境用水與一級A，除余氯要求、生化需氧量(BOD5)糞大腸菌群數(shù)及濁度等指標(biāo)要求較一級A嚴(yán)格之外其余均相同，因此已達(dá)到一級A的出水作為景觀環(huán)境再生利用，重點(diǎn)處理上述指標(biāo)，由于余氯與生化需氧量的要求，考慮采用具有強(qiáng)氧化性的消毒劑，可以將BOD5適當(dāng)降低，同時保持余氯，因此建議增加二氧化氯消毒。對比城市雜用水與一級A，余氯要求、糞大腸菌群數(shù)及濁度等指標(biāo)要求較一級A嚴(yán)格，因此已達(dá)到一級A的出水作為城市雜用再生利用，重點(diǎn)處理上述指標(biāo)，由于余氯與生化需氧量的要求，考慮采用具有維持余氯的消毒劑，因此應(yīng)再增加液氯或二氧化氯消毒。

4 結(jié)語

隨著污水再生利用的推廣與普及，各消毒技術(shù)，尤其是消毒組合將被越來越重視，根據(jù)具體回用要求趨利避害，合理選用消毒技術(shù)顯得至關(guān)重要。而消毒組合作為一種針對性強(qiáng)的消毒技術(shù)，將是今后污水再生利用消毒的發(fā)展趨勢。

［1］苗婷婷.氯及臭氧消毒技術(shù)對城市污水水質(zhì)的影響［D］.北京:北京林業(yè)大學(xué)學(xué)位論文，2008.

［2］高南飛.臭氧技術(shù)在處理生活污水方面的應(yīng)用研究［D］.長春:吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院學(xué)位論文，2004.

［3］王祥勇，陳洪斌，阮久麗.污水和再生水臭氧消毒的研究和應(yīng)用［J］.水處理技術(shù)，2010，36(4):19-23.