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紫外线消毒应用于污水消毒技术
发布时间:2013-03-24   点击次数:3945次

紫外线应用于污水消毒技术  

2000年6月由建设部、国家环保总局、科技部联合发布的“关于印发《城市污水处理及污染防止技术政策》的通知(建城[2000]124号)”中规定“为保证公共卫生安全,防止传染性疾病传播,城市污水处理应设置消毒设施”。

   《城镇污水处理厂污染的排放标 准》(GB18918—2002)的规定,污水处理厂出水必须进行消毒处理,并要求执行二级标准和一级B标准的污水处理厂大肠菌群数的zui高允许排放浓度不得超过10000个/L。

因此,污水处理厂必须考虑和设置消毒设施。由于污水中含有大量细菌及病毒,污水处理厂应把好出水的zui后一道关,特别是具有中水回用的污水处理厂,尽可能杀灭致病菌,防止和避免引发公共卫生安全事件。由此可见,污水处理厂出水采用消毒工艺意义重大。

现代紫外C消毒技术克服了现有传统消毒技术的缺点,在消毒过程中,不添加任何化学物质,也不产生或在水体中留下任何有害物质,运行安全、可靠,安装、维修简单,特别是投资及运行维修费用低以及具有极好的消毒效果。

欧洲许多国家和北美的加拿大、美国已在9O年代分别修改了环境立法,在废水处理后的消毒,以及饮用水的消毒上,推荐采用紫外C消毒技术。

1.目前污水处理常用的消毒方法介绍

1.1臭氧消毒

现就目前zui常采用的污水消毒方法是液氯和臭氧简述如下:臭氧消毒法是利用组成臭氧三个氧原子极其不稳定的特性,分解时放出新生态氧O3=O2+O通过[O]的强氧化能力,对细菌和病毒产生强大的杀伤力,致使细菌和病毒死亡。

虽然臭氧消灭具有消毒效率高,并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味等,污水pH值、温度对消毒效果影响很小,不产生难处理的或生物积累残余物等优点,但也存在投资大、运行成本高,设备管理复杂,当水量和水质发生变化时,调节臭氧投加量比较困难的问题。臭氧消毒主要适用于对出水水质较好,排入水体卫生条件要求高的污水处理设施。     

1.2液氯消毒法

是利用氯溶解于水生成次氯酸和次氯酸根:Cl2+H2O+—HOCl+HC1HOCl—H+OC1氯消毒主要是通过次氯酸HOC1扩散到带负电的细菌表面,并通过细菌的细胞穿透到细胞内部。当HOC1分子到达细菌内时,能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。氯作为一种强氧化剂,由于其杀菌能力强,价格低廉,使用简单,消毒可靠又有成熟的经验,是目前应用的消毒剂。

但是近二十年来,人们对液氯进行大量的研究,发现使用氯化消毒存在以下一些缺点和不足。氯与污水中某些有机和无机成分反应,生成一系列稳定的含氯化合物,其大部分对人体健康有害,有些含氯化合物有致癌性。特别是高浓度的氯与污水较高浓度的有机污染物直接反应时,生成的氯化副产物浓度会更高。

此外,氯与污水中的氨反应生成氯氨,从面降低消毒效力,而且氯氨排入水体后会对鱼类产生毒害。氯溶解于水中生成次氯酸和次氯酸根,次氯酸根OC1一虽然亦是具有杀菌能力的有效氯,但是由于次氯酸根带负电,难于接近带负电的细菌表面,杀菌能力比次氯酸HOC1差得多。

根据次氯酸离解平衡常数计算可知,次氯酸HOC1与次氯酸根OC1一的相对比例取决于温度和pH值。pH值高时,次氯酸根ocx一较多:pH值低时,次氯酸HOC1较多。由此可见在污水pH值较高时消毒效力大幅度下降。氯气是一种具有强烈刺激性的有毒气体,在运输和使用过程中易发生泄漏和爆炸,因此氯的运输、使用和贮藏必须严格遵守有关规定。氯气意外泄漏将会给环境和人员带来重大威胁,甚至是灾难,近年来氯气的泄漏事故经常发生,给人民的生命和财产造成重大损失。 

因此,寻找液氯消毒剂的替代品,减少二次污染,已成为目前污水消毒的必然趋势

2.紫外线(UV)消毒简介

20世纪7O年代以后,人们发现传统的氯消毒会产生致畸、致癌、致基因突变的卤代烷等副产品,而紫外线消毒法则具有不投加化学药剂、不增加水的 嗅和味、不产生有毒有害的副产物、不受水温和pH 值影响、占地极小、消毒速度快、效率高、设备操作简单、便于运行管理和实现自动化等特点

近2O年来 逐渐得到广泛应用。自从zui早紫外线法消毒应用于美国,现已在美国和加拿大普遍应用,已在西方发达国家成为一种主流消毒手段。国内近年来也逐渐开始普及。

2.1紫外线波段划分

紫外线一般根据生物效应的不同,可将紫外线分为四个不同波段:

紫外A(UV—A),又称为黑斑效应紫外线(315—400nm);

紫外B(UV—B),又称为红斑效应紫外线(275—315nm);

紫外C(UV—C),又称为灭菌紫外线(200—275nm);

紫外D(UV—D)又称为真空紫外线(10—200nm)。

2.2紫外线消毒原理

现代紫外线消毒技术主要采用的是紫外C(UV—C)消毒。现代紫外线消毒技术是基于现

代防疫学、光学、 生物学、化学、机械学、电子学、流体力学及空气动力学的基础上,利用特殊设计的率、高强度和长寿命的C波段(275—200nm)紫外光发生装置产生的强紫外C光照射流水,当水中的各种细菌、病毒、寄生 虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外C光辐射后,其细胞中的核酸(DNA或RNA)结构遭到破坏,从而在不使用任何化学药物的情况下杀灭水中的细菌、病毒以及其它致病体,达到消毒和净化的目的。

    它具有不产生任何二次污染,以其率、广谱性、低成本、长寿命、适用大小水量等其它消毒手段无 法比拟的优点,广泛应用于污水处理、净水等领域。

消毒技术就是采用发生C波段紫外线的紫外光灯做为消毒光源,由于在效能和强度两个方面取得了*的平衡,已成为目前市场上zui有效、经济和安全的消毒方法,紫外C水消毒技术对细菌、病毒及其它致病体的消毒效果已得到*的公认。

3.紫外C水消毒技术优点

     3.1性和广谱性

     紫外c消毒技术具有其它技术*的杀菌效率。当紫外强度为3 X 10 ~W/cm 时,紫外C对细菌、病毒的杀菌作用一般在一秒以内。而对传统紫外、氯气及臭氧方法来说,一般需要20—6O分钟的时间才能达到紫外C的效果。

此外,紫外C技术在目前所有的消毒技术中,杀菌的广谱性是zui高的。它对几乎所有的细菌、病毒都能率杀灭。并且对一些对人类危害极大的,而氯气以至臭氧无法或不能有效杀灭的寄生虫类(例如:隐性包囊虫cryptosporidium, 贾第鞭毛虫giardia等)都能有效杀灭。

(1)无二次污染

由于紫外C消毒技术不加入任何化学药剂,因此它不会对水体和周围环境产生二次污染,不会改变水中任何成分。不会产生任何对人类及水中生物毒害的副产物,对保护环境和保护工作人员的身体健康有着积极的意义。

(2)运行安全、可靠

传统的氯化物、臭氧消毒技术,其消毒剂本身就属于剧毒、易燃、易爆的物质。这些物质的使用对操作人员以及周围环境和居民的安全产生潜在的威胁,需要特别小心。而现代紫外线消毒系统不存在 这样的安全隐患,是一种对周边环境及操作人员相对安全可靠的消毒技术。

(3)运行维护费用低

由于上世纪9O年代对紫外C核心技术的完善, 紫外C消毒技术不仅消毒效率是所有消毒手段中zui高的,而且消毒运行维护zui简单,运行成本zui低,因此,其性价比是所有消毒技术中zui高的。它既具有其它消毒技术*的率,又具有成本和运行费用低的优点。  

(4)可连续、大水量消毒

紫外C消毒技术的另一个特点是可连续消毒,一年365天,一天24小时连续运行,除定期需一、二小时以内的例行保养外。此外,现代紫外消毒除了可以消毒小水量,也可以消毒大水量。目前紫外技术在实际应用中zui大已达到每小时处理6万吨水量。

4.结语

    紫外消毒技术具有的消毒能力和可靠的操作安全性,以及投资运营成本低廉、操作管理简便、不会对水体造成污染等优点。随着目前紫外线消毒技术日趋完善,在西方发达国家,广泛应用在水处理方面,近年来 紫外消毒技术在我国也逐步应用在污水处理方面,它将会成为替代目前的氯化消毒技术的主流技术。

 

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