次氯酸鈉消毒在城市污水處理的應(yīng)用探討

朱 杰

（徐州國禎水務(wù)運(yùn)營有限公司 江蘇徐州 221008）

次氯酸鈉消毒在城市污水處理的應(yīng)用探討

朱 杰

（徐州國禎水務(wù)運(yùn)營有限公司 江蘇徐州 221008）

近年來，隨著國家對(duì)污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)的提高，對(duì)城市污水處理廠出水中糞大腸桿菌要求也由一級(jí)B提高到一級(jí)A，消毒已成為污水處理環(huán)節(jié)的重要組成部分。對(duì)城市污水處理廠而言，不僅要確保出水達(dá)標(biāo)還要考慮消毒工藝的經(jīng)濟(jì)性，本文以16.5萬噸城市污水處理廠為例，探討次氯酸鈉消毒工藝運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可行性。

出水達(dá)標(biāo)；次氯酸鈉；消毒；糞大腸桿菌

引言

2012年國家環(huán)保部頒發(fā)實(shí)施的《城鎮(zhèn)污水處理運(yùn)行、維護(hù)及安全操作規(guī)程》，該規(guī)程中關(guān)于消毒工藝的描述有四種，分別是：紫外線消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒。這四種消毒工藝也是城市污水處理廠較為常見的消毒工藝。

隨著國家對(duì)江河湖泊流域治理的重視，城市污水處理廠的出水達(dá)標(biāo)與否，引起越來越多的人們對(duì)流域治理效果的關(guān)注。在此情況下，消毒工藝已成為污水處理廠重要的一道流程工序，選擇一種成本低、安全性高、易于操作的消毒工藝，已成為眾多城市污水處理廠必須考慮的重要問題。

1 紫外消毒

紫外線消毒屬于物理性質(zhì)的消毒方法，其原理是利用紫外光破壞微生物的遺傳物質(zhì)DNA，使微生物結(jié)構(gòu)造成破壞，照射后的微生物無法完成分裂復(fù)制從而達(dá)到消毒滅菌的目的。紫外消毒技術(shù)是城市污水處理廠常用的技術(shù)之一，其技術(shù)成熟可靠，但對(duì)一些設(shè)計(jì)為一級(jí)B出水的城市污水處理廠而言，由于色度和SS高，加上二沉池中的會(huì)有大量青苔生長，消毒設(shè)備的燈管需要經(jīng)常清理保養(yǎng)，這種情況下極易損壞燈管，造成維修費(fèi)用較高，帶來的是消毒效果的不穩(wěn)定、時(shí)效性差，糞大腸肝菌復(fù)活率較高。

2 液氯消毒

向水中加入液氯時(shí),在水中會(huì)生成HOC l，HOC l是起到消毒作用的物質(zhì)。有研究表明，氯的消毒效果受接觸時(shí)間、投加量、水質(zhì) (含氮化合物濃度、SS濃度)、溫度、pH以及控制系統(tǒng)的影響。液氯消毒效果雖然不錯(cuò)，但成本高，危險(xiǎn)性大，安全性差，由于有毒性，其手續(xù)辦理復(fù)雜，因此，在城市污水處理廠消毒工藝的選擇上，液氯不是最佳選擇。

3 臭氧消毒

臭氧(O3)是氧(O2)的同素異形體,純凈的O3常溫常壓下為藍(lán)色氣體。臭氧具有很強(qiáng)的氧化能力(僅次于氟),能氧化大部分有機(jī)物。臭氧滅菌有以下三種作用：①臭氧能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必需的酶,使細(xì)菌滅活死亡。②直接作用于細(xì)菌病毒,破壞它們的細(xì)胞壁、DNA和RNA,細(xì)菌的新陳代謝受到破壞,導(dǎo)致死亡。③滲透胞膜組織,侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜的脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖,使細(xì)菌發(fā)生透性畸變,溶解死亡。因此,O3能夠除藻殺菌,對(duì)病毒、芽孢等生命力較強(qiáng)的微生物也能起到很好的滅活作用。

臭氧氧化能力強(qiáng),但不夠穩(wěn)定,也不容易儲(chǔ)藏，因此只能就地生產(chǎn)，臭氧消毒只能用于小型污水處理廠。

綜上：紫外線消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒四種消毒工藝缺點(diǎn)是安全性差，投資建設(shè)復(fù)雜，由此帶來的是運(yùn)行成高，會(huì)為污水處理廠的運(yùn)營帶來較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

4 次氯酸鈉消毒

次氯酸鈉是生活中應(yīng)用很廣的一種強(qiáng)氧化劑，其消毒原理是通過它的水解形成次氯酸，即：NaClO+H2O＝HClO+NaOH；次氯酸進(jìn)一步分解形成新生態(tài)氧[O]，即：HClO→HCl+[O]。新生態(tài)氧的強(qiáng)氧化性使菌體和病毒上的蛋白質(zhì)等物質(zhì)變性，從而致死病源微生物達(dá)到消毒的目的。

5 次氯酸鈉消毒的可行性分析

本試驗(yàn)，水樣取自徐州某16.5萬城市污水處理廠二沉池出水，用有效氯含量為10%、比重1.2的次氯酸鈉進(jìn)行投加小試，消毒前糞大腸桿菌數(shù)量為240000個(gè)/L，投加后消毒效果如表1：

表1

根據(jù)徐州某16.5萬噸城市污水處理廠實(shí)驗(yàn)室小試結(jié)果，用次氯酸鈉進(jìn)行消毒是可行的。在此基礎(chǔ)上，在徐州某16.5萬噸的城市污水處理廠繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)中試，該廠生產(chǎn)運(yùn)行一般水量都是控制在7400m3/h以下，用有效氯含量為10%、比重1.2的次氯酸鈉進(jìn)行投加試驗(yàn)，然后取樣化驗(yàn)?；?yàn)結(jié)果如表2

表2

綜上所述，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)做的小試，達(dá)到一級(jí)A的藥劑投加量控制在0.096-0.111比較保險(xiǎn)穩(wěn)定。

實(shí)際生產(chǎn)中試，殺毒效果和三個(gè)因素有關(guān)，第一是出水流量，第二是投加藥劑量，第三是藥劑的有效含氯量，生產(chǎn)過程中，一般水量都是控制在7400立方每小時(shí)以下，藥劑有效氯含量要求達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，即：含10%的有效氯，比重約在1.187-1.2×103KG/立方米。

通過實(shí)驗(yàn)室小試和生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果，徐州某16.5萬噸城市污水處理廠的消毒投加量總結(jié)如下（有效氯 10%）：

糞大腸肝菌排施一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的殺毒效果時(shí)，藥劑投加量控制在0.108-0.11立方米/小時(shí)比較穩(wěn)定可靠，即：14.59×10-6立方米/噸污水。

糞大腸肝菌排施一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)的殺毒效果時(shí)，藥劑投加量控制在0.083立方米/小時(shí)比較穩(wěn)定可靠，即：11.2×10-6m3/噸污水。

因此，次氯酸鈉在城市污水處理廠的消毒是可行的。

6 次氯酸鈉消毒工藝流程

外購液態(tài)次氯酸鈉液體后，通過軟管卸進(jìn)卸液接料桶內(nèi)，啟動(dòng)磁力泵，輸送到儲(chǔ)藥罐中，在儲(chǔ)藥罐中的消毒液參照流量計(jì)讀數(shù)，通過球閥控制大小或采用計(jì)量泵，直接進(jìn)入二沉池出水渠進(jìn)行混合消毒。

為保證安全，出水渠中增加一浮球開關(guān)，當(dāng)因故停產(chǎn)時(shí)，電磁閥斷開切斷藥液進(jìn)入出水渠中，為確保生產(chǎn)正常，電磁閥加旁通球閥備用，如果采用計(jì)量泵投加消毒液時(shí)，浮球開關(guān)和計(jì)量泵聯(lián)鎖，停產(chǎn)時(shí)自動(dòng)停泵，停止投藥，確保安全。

針對(duì)大部分城市污水處理廠，可采用如下流程工藝：

圖1 新型化學(xué)藥劑消毒工藝流程

7 次氯酸鈉消毒經(jīng)濟(jì)性分析

周邊300公里之內(nèi)，有穩(wěn)定供應(yīng)10%次氯酸鈉生產(chǎn)企業(yè)，即可選用次氯酸鈉消毒工藝，其中有效氯含量10%的市場(chǎng)價(jià)格在650元/噸～700元/噸之間，原材料成本較低。

在城市污水處理廠出水渠旁，擇地而建簡(jiǎn)易板房、15m3PE塑料桶若干、安裝液位計(jì)、電磁流量計(jì)即可作為消毒設(shè)施使用。設(shè)施占地面積較小，投資成本亦不高。

消毒設(shè)施建好，管件、泵類、儀表等設(shè)施不容易出現(xiàn)損壞易于維護(hù)，設(shè)施安全性較高，維修成本低，使用操作較為方便。

以徐州市某16.5萬噸/日的污水處理廠為例測(cè)算，消毒工藝的直接投資，紫外線消毒投資約350萬元，液氯消毒約需280萬元，二氧化氯消毒約需120萬元，臭氧消毒約需300萬，對(duì)當(dāng)前控制成本運(yùn)營的污水處理廠來說，其投資是個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。

結(jié)語

控制成本和確保安全穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)營已成為當(dāng)今城市污水處理廠優(yōu)先考慮的方向，尤其是一些急需提標(biāo)改造的城市污水處理廠而言尤其如此，次氯酸鈉消毒工藝有著物美價(jià)廉、操作方便、使用成本低、安全可靠的特點(diǎn)，具有較高的推廣價(jià)值。

[1]張金蘭，韓疊.污水處理廠次氯酸鈉消毒試驗(yàn)研究..中國工程咨詢.2014.354

[2]王雨，程麗華.污水深度處理次氯酸鈉消毒副產(chǎn)物二氯乙的生成影響研究

[3]張惠芬.幾種國內(nèi)城市污水處理廠消毒工藝的比較.