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臭氧技術:大城市污水廠深度處理的發展趨勢
發布時間: 2011年07月01日    文章來源: 中國水網

2002年11月,某些國家和地區爆發了非典型性肺炎,這一疫情的元兇——冠狀病毒的廣泛傳播和頑強存活的能力,使人們意識到消毒的重要性,尤其是污水處理廠的尾水消毒,成為防止疫情擴散的重要防線。

2003年5月,國家環境保護總局要求“城鎮污水處理廠出水應結合實際采取加氯或紫外線、臭氧等消毒滅菌處理,出水水質糞大腸菌群數小于10000個/L。”為了保護人類的生命健康,保護好水環境,世界許多國家和地區(北美、歐盟、日本韓國、臺灣等)都要求城市污水在排放前進行消毒處理。我國國家環境保護總局和國家質量監督檢驗檢疫總局于2002年12月頒布的《城市污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)中首次將微生物指標列為基本控制指標,要求城市污水必須進行消毒處理,從而使污水處理標準的病理指標與國際接軌。

不僅如此,目前水危機困擾著國內大多數城市,各城市也都在積極發展再生水,以緩解水資源短缺的問題。近些年,很多城市新建或改造污水廠、再生水廠,使出水用于綠地和植被的灌溉、蓄水、市政用水沖廁水、工業回用和補給地下水和水庫等。臭氧技術成了許多再生水廠的選擇之一。

污水消毒方法大體可以分為物理和化學方法兩類。物理方法主要有紫外線消毒;化學方法主要有加氯、二氧化氯、臭氧等,詳見下表。

表1 不同消毒方式的比較

消毒方法

特點

局限性

液氯

成本低,應用方便;操作簡單,投量準確

DBP產生量高,殺菌效率受污水中有機物的影響,腐蝕性強,受pH影響較大

二氧化氯

高殺菌效率,pH適用范圍較廣,產生DBP的可能性較低;腐蝕性較液氯和臭氧低,處理費用約為每噸水0.03

需現場制備,有爆炸危險,水中含碘離子時,產生的碘酸鹽態DBP比液氯高;產生亞氯酸鹽和氯酸鹽;對某些病毒無作用;可用于中小水量規模的污水處理。

紫外消毒

無有害的殘余物質;無臭味;操作簡單,易實現自動化;運行管理和維修費用低,處理費用約每噸水0.016

電耗大;紫外燈管與石英套管需定期更換;對處理水的水質要求較高;無持續殺菌作用

臭氧

高廣譜抗菌性,對細菌、病毒和芽孢均有殺滅作用;接觸時間短,DBP產生量少,運行費用約為每噸水0.1

現場制備,吸入時有毒,高腐蝕性;初期投資成本較高,應用于出水要求較高的場合,在線調節發生量難以實現

由于臭氧比氯有較高的氧化電位,因此它比氯消毒具有更強的殺菌作用。對細菌的作用也比氯快,消耗量明顯較小,且在很大程度上不受pH的影響。有關資料報道,在0.45mg/L臭氧作用下,經過2min,脊髓灰質炎病毒即死亡;如用氯消毒,則劑量為2mg/L時需經過3h。當1mL水中含有274-325個大腸菌,在臭氧劑量為1mg/L時可降低在腸菌數86%;劑量為2mg/L時,水幾乎可以完全被消毒。

利用臭氧對城市市政污水進行深度處理,具有顯著的殺菌和脫色效果,對COD也有一定的去除率,對提高污水處理廠出水及回用水水質效果明顯。但是目前,臭氧用于污水和再生水消毒還存在一些問題:臭氧制備成本較高、能耗較大;消毒效果受水質影響較大;對于臭氧消毒副產物的研究較少,其消毒副產物的種類及生態毒性仍不清楚,增加了使用風險。近年臭氧消毒在國內大中城市開始應用,如北京盧溝橋再生水廠、北小河污水處理廠、無錫城北污水處理廠、淮安第二污水處理廠等均采用臭氧工藝以滿足污水回用標準。

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