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污水紫外线消毒器在污水处理厂中的应用案例
发布时间:2015-07-07   点击次数:1144次

2002年12月24日国家环保局、国家质检局发布于2003年7月1日起实施《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002),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杆菌群数的zui高允许排放浓度不得超过104个/L。污水处理厂在升级改造过程中新建了污水紫外线消毒器消毒池,采用低压高强污水紫外线消毒器系统对处理尾水进行消毒,紫外线杀菌器系统自投入使用以来设备运行状态和杀菌效果良好。

1  紫外消毒原理及特点

1.1原理

紫外线是位于X射线和可见光之间的电磁波,按其波长可分为UVA(315~400nm)、UVB(280~315nm)、UVC(200~280nm)、真空紫外(100~200nm)四个不同的波段。其中UVC波段恰好处在微生物的吸收峰范围之内,因此,UVC波段的紫外线杀菌效果。试验证明,在253.7nm左右的紫外光,杀菌效率zui高,目前用于污水紫外线消毒器的紫外波长均为253.7nm。

污水处理厂紫外线消毒器应用的紫外线消毒技术是基于现代防疫学、光学、生物学和物理化学的基础上,利用特殊设计的率,高强度和长寿命的C波段紫外光发生装置,产生的强紫外线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DNA结构受到破坏,众多的胸腺嘧啶形成新的二聚物阻止DNA的复制及蛋白质的合成,从而紫外线杀菌器在不使用任何化学药物的情况下杀灭水中的细菌、病毒,以及其他致病体,达到消毒和净化水质的目的。

1.2特点

随着人类对环境保护认识的不断加深和迅速的发展,紫外线杀菌器消毒作为一项洁净的消毒技术已成为污水处理厂出水消毒的规范化主要方法之一。与其他消毒方法比较,紫外线杀菌器消毒技术具有如下特点:紫外线消毒器价格低,消毒时间短,杀菌范围广;无二次污染;运行安全、可靠;占地面积小,建设投资低;操作方便,运行成本低。

2  污水处理厂紫外线消毒器系统组成

污水处理厂使用的低压高强污水紫外线消毒器系统,主要包括紫外消毒模块(垂直安装,每个模块30支灯);单渠控制柜;中控柜(人机界面);清洗控制柜,与堰门控制柜一体;导流板;水位传感器;空气压缩机;电动堰门及固定堰门;悬臂吊机(能够360°旋转;主要用于安装、清洗紫外模块)。

1)紫外消毒渠道:8条。单渠尺寸:L×B×H=8m×2.95m×1.575m。沿水流方向安装8个模块组,垂直安装,水头损失0.20m。每个模块组有12个模块,每个模块30根灯管,共2880根灯管。灯管采用低压高强紫外灯,灯管预期使用寿命为12000~20000小时,单根灯管功耗320W,在253.7nm紫外线能量输出为135W。石英套管以耐高温材料,具有高纯度、高透射率(≥90%)等优点。

2)自动清洗系统:采用空压机进行在线自动清洗,可以在任意设定的时间段内,对套管表面进行自动机械清洗。

3)电子镇流器及其冷却系统:镇流器安装在镇流器柜内,柜内安装散热齿片,在柜体两侧安装有强排风风扇进行散热,每个镇流器易于拆卸更换。

4)水位控制系统:出水采用固定堰和活动堰。低水位探头保证在灯管露出水面前能自动断电,自动液位控制系统通过对活动堰门高度的调节来维持污水紫外线消毒器消毒渠道内的合适液位,保持紫外灯管合适的淹没高度(淹没过紫外灯管50mm以内)。

3  污水紫外线消毒器主要参数

3.1设计参数

(1)设计流量:25.04m3/s;

(2)水力停留时间:12s;

3)总悬浮固体(TSS):<30mg/L;

4)紫外穿透率:65%(zui小值);

5)紫外线剂量:≥40mJ/cm2;

6)消毒效果:粪大肠杆菌群数≤104个/L。

3.2污水紫外线消毒器系统参数

(1)池数:1座,渠道前端设置进水调节闸门,通过调节闸门开度达到每条消毒渠道流量大致相等,确保消毒可靠安全。

4  紫外线杀菌器处理效果分析

污水处理厂紫外线消毒器自2011年2月正式运行以来,杀菌效果良好。根据日常运行监测数据分析,污水处理厂紫外线消毒器系统进水日均悬浮物浓度(SS)为13mg/L,处理后出水粪大肠杆菌群数均值为3853个/L,检测到的zui大值为6300个/L,zui小值为2200个/L,出水水质稳定,消毒杀菌效果良好,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的二级标准。

5  紫外线杀菌器处理成本分析

污水处理厂紫外线消毒系统运行中基本不需要人工干预,高集成度和模块化设计,结构简单,可24h全自动运行,污水厂中央控制室通过PLC对其运行状态实现时时监控。该套系统的运行成本主要取决于电费及灯管的折旧费,根据实际运行情况计算,该系统运行成本1.06分/m3,其中电耗0.66分/m3,灯管设备折旧费用为0.40元/m3。

6  研究展望

6.1加强相关基础理论研究 

影响污水紫外线消毒系统杀菌效果的相关因素较多,如紫外线剂量,微生物的种类和负荷,污水水质,污水厂处理工艺等。目前,我国对此的研究尚少,开展此类相关的基础理论的研究将极大地推进我国紫外线消毒工艺的相关设计规范的制定,加快污水紫外线消毒器消毒技术在我国污水处理中的应用。

6.2加强关键技术研究

6.3加强组合工艺研究

紫外灯管的使用寿命是决定紫外消毒效果的重要因素,而目前国产紫外低压灯管有效寿命已经达到12000h,完全媲美进口紫外低压灯管的有效运行时间。

紫外线杀菌器消毒属于纯物理消毒技术,没有持续杀菌能力,通过微生物的自我修复再生,消毒后如果污染源存在,将会再次被污染。而大型污水处理厂的处理水量大,水质比较复杂,微生物繁多。因此,在条件允许下,可考虑采用紫外与化学消毒等技术的组合消毒工艺。

7  结语

经过半年来的实践证明,污水处理厂使用的低压高强污水紫外线消毒器系统具有处理效果稳定、运行成本低、自动化程度高、维护简单、杀菌效率高、无二次污染等优点。处理出水完满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级标准,这也将为大型污水处理污水紫外线消毒器提供真实的案例。

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