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臭氧技術(shù)：大城市污水廠深度處理的發(fā)展趨勢(shì)

2011-08-01 13:33:23  

 

2002年11月，某些國(guó)家和地區(qū)爆發(fā)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(qiáng)存活的能力，使人們意識(shí)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(kuò)散的重要防線。
2003年5月，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局要求“城鎮(zhèn)污水處理廠出水應(yīng)結(jié)合實(shí)際采取加氯或紫外線、臭氧等消毒滅菌處理，出水水質(zhì)糞大腸菌群數(shù)小于10000個(gè)/L。”為了保護(hù)人類的生命健康，保護(hù)好水環(huán)境，世界許多國(guó)家和地區(qū)（北美、歐盟、日本韓國(guó)、臺(tái)灣等）都要求城市污水在排放前進(jìn)行消毒處理。我國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局和國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中首次將微生物指標(biāo)列為基本控制指標(biāo)，要求城市污水必須進(jìn)行消毒處理，從而使污水處理標(biāo)準(zhǔn)的病理指標(biāo)與國(guó)際接軌。
不僅如此，目前水危機(jī)困擾著國(guó)內(nèi)大多數(shù)城市，各城市也都在積極發(fā)展再生水，以緩解水資源短缺的問(wèn)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(yè)回用和補(bǔ)給地下水和水庫(kù)等。臭氧技術(shù)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(xué)方法兩類。物理方法主要有紫外線消毒；化學(xué)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(diǎn)

 
局限性

 
液氯

 
成本低，應(yīng)用方便；操作簡(jiǎn)單，投量準(zhǔn)確

 
DBP產(chǎn)生量高，殺菌效率受污水中有機(jī)物的影響，腐蝕性強(qiáng)，受pH影響較大

 
二氧化氯

 
高殺菌效率，pH適用范圍較廣，產(chǎn)生DBP的可能性較低；腐蝕性較液氯和臭氧低，處理費(fèi)用約為每噸水0.03元

 
需現(xiàn)場(chǎng)制備，有爆炸危險(xiǎn)，水中含碘離子時(shí)，產(chǎn)生的碘酸鹽態(tài)DBP比液氯高；產(chǎn)生亞氯酸鹽和氯酸鹽；對(duì)某些病毒無(wú)作用；可用于中小水量規(guī)模的污水處理。

 
紫外消毒

 
無(wú)有害的殘余物質(zhì)；無(wú)臭味；操作簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；運(yùn)行管理和維修費(fèi)用低，處理費(fèi)用約每噸水0.016元

 
電耗大；紫外燈管與石英套管需定期更換；對(duì)處理水的水質(zhì)要求較高；無(wú)持續(xù)殺菌作用

 
臭氧

 
高廣譜抗菌性，對(duì)細(xì)菌、病毒和芽孢均有殺滅作用；接觸時(shí)間短，DBP產(chǎn)生量少，運(yùn)行費(fèi)用約為每噸水0.1元

 
現(xiàn)場(chǎng)制備，吸入時(shí)有毒，高腐蝕性；初期投資成本較高，應(yīng)用于出水要求較高的場(chǎng)合，在線調(diào)節(jié)發(fā)生量難以實(shí)現(xiàn)

 

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(qiáng)的殺菌作用。對(duì)細(xì)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(guān)資料報(bào)道，在0.45mg/L臭氧作用下，經(jīng)過(guò)2min，脊髓灰質(zhì)炎病毒即死亡；如用氯消毒，則劑量為2mg/L時(shí)需經(jīng)過(guò)3h。當(dāng)1mL水中含有274-325個(gè)大腸菌，在臭氧劑量為1mg/L時(shí)可降低在腸菌數(shù)86%；劑量為2mg/L時(shí)，水幾乎可以完全被消毒。
利用臭氧對(duì)城市市政污水進(jìn)行深度處理，具有顯著的殺菌和脫色效果，對(duì)COD也有一定的去除率，對(duì)提高污水處理廠出水及回用水水質(zhì)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(wèn)題：臭氧制備成本較高、能耗較大；消毒效果受水質(zhì)影響較大；對(duì)于臭氧消毒副產(chǎn)物的研究較少，其消毒副產(chǎn)物的種類及生態(tài)毒性仍不清楚，增加了使用風(fēng)險(xiǎn)。近年臭氧消毒在國(guó)內(nèi)大中城市開始應(yīng)用，如北京盧溝橋再生水廠、北小河污水處理廠、無(wú)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(biāo)準(zhǔn)。

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