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臭氧技术:大城市污水厂深度处理的发展趋势
发布时间: 2011年07月01日    文章来源: 中国水网

2002年11月,某些国家和地区爆发了非典型性肺炎,这一疫情的元凶——冠状病毒的广泛传播和顽强存活的能力,使人们意识到消毒的重要性,尤其是污水处理厂的尾水消毒,成为防止疫情扩散的重要防线。

2003年5月,国家环境保护总局要求“城镇污水处理厂出水应结合实际采取加氯或紫外线、臭氧等消毒灭菌处理,出水水质粪大肠菌群数小于10000个/L。”为了保护人类的生命健康,保护好水环境,世界许多国家和地区(北美、欧盟、日本韩国、台湾等)都要求城市污水在排放前进行消毒处理。我国国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于2002年12月颁布的《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中首次将微生物指标列为基本控制指标,要求城市污水必须进行消毒处理,从而使污水处理标准的病理指标与国际接轨。

不仅如此,目前水危机困扰着国内大多数城市,各城市也都在积极发展再生水,以缓解水资源短缺的问题。近些年,很多城市新建或改造污水厂、再生水厂,使出水用于绿地和植被的灌溉、蓄水、市政用水冲厕水、工业回用和补给地下水和水库等。臭氧技术成了许多再生水厂的选择之一。

污水消毒方法大体可以分为物理和化学方法两类。物理方法主要有紫外线消毒;化学方法主要有加氯、二氧化氯、臭氧等,详见下表。

表1 不同消毒方式的比较

消毒方法

特点

局限性

液氯

成本低,应用方便;操作简单,投量准确

DBP产生量高,杀菌效率受污水中有机物的影响,腐蚀性强,受pH影响较大

二氧化氯

高杀菌效率,pH适用范围较广,产生DBP的可能性较低;腐蚀性较液氯和臭氧低,处理费用约为每吨水0.03

需现场制备,有爆炸危险,水中含碘离子时,产生的碘酸盐态DBP比液氯高;产生亚氯酸盐和氯酸盐;对某些病毒无作用;可用于中小水量规模的污水处理。

紫外消毒

无有害的残余物质;无臭味;操作简单,易实现自动化;运行管理和维修费用低,处理费用约每吨水0.016

电耗大;紫外灯管与石英套管需定期更换;对处理水的水质要求较高;无持续杀菌作用

臭氧

高广谱抗菌性,对细菌、病毒和芽孢均有杀灭作用;接触时间短,DBP产生量少,运行费用约为每吨水0.1

现场制备,吸入时有毒,高腐蚀性;初期投资成本较高,应用于出水要求较高的场合,在线调节发生量难以实现

由于臭氧比氯有较高的氧化电位,因此它比氯消毒具有更强的杀菌作用。对细菌的作用也比氯快,消耗量明显较小,且在很大程度上不受pH的影响。有关资料报道,在0.45mg/L臭氧作用下,经过2min,脊髓灰质炎病毒即死亡;如用氯消毒,则剂量为2mg/L时需经过3h。当1mL水中含有274-325个大肠菌,在臭氧剂量为1mg/L时可降低在肠菌数86%;剂量为2mg/L时,水几乎可以完全被消毒。

利用臭氧对城市市政污水进行深度处理,具有显著的杀菌和脱色效果,对COD也有一定的去除率,对提高污水处理厂出水及回用水水质效果明显。但是目前,臭氧用于污水和再生水消毒还存在一些问题:臭氧制备成本较高、能耗较大;消毒效果受水质影响较大;对于臭氧消毒副产物的研究较少,其消毒副产物的种类及生态毒性仍不清楚,增加了使用风险。近年臭氧消毒在国内大中城市开始应用,如北京卢沟桥再生水厂、北小河污水处理厂、无锡城北污水处理厂、淮安第二污水处理厂等均采用臭氧工艺以满足污水回用标准。

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