城镇污水处理厂消毒工艺的选择

摘要：近年水环境容量减少及水污染的问题日益突出，国家制定了一系列严格的环境标准。城市污水处理厂为了达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的要求，同时为了更好的解决消毒过程中工艺选择困扰，避免消毒效果不良和造成二次污染等问题，所以对各种消毒工艺进行对比，以便城镇污水处理厂在不同条件下使用合适的消毒工艺。

关键词：城镇污水;消毒;工艺

1 引言

城市污水主要存在着病原微生物和化学污染物对人体有害的两大类物质，且数量庞大。为了使排出的水对环境及人体的危害降低，减少患病风险，所以必须在排出水体前将有害物质去除。消毒技术在工业生产的各方面的应用都很重要，尤其是在给水技术和污水深度处理技术的应用。

2 化学消毒法

化学消毒法的作用原理有两种，一是通过无机制剂或有机化学制剂消灭微生物中特别的酶;二是经强烈氧还反应使细菌的细胞质发生彻底的改变，以达到消毒的目的。

2.1 氯制剂消毒法

2.1.1 氯气消毒

氯气消毒是最常见的消毒方法，其主要具有三个有点。一来它对微生物具有很强的灭活性;二来它能一直起到消毒的作用;三是使用方便，成本低。最主要的缺点是容易产生副产物。

2.1.2 液氯消毒

液态氯呈黄色，具有强烈的刺激性味道，有强氧化性。液态氯与水反应生成的次氯酸会扩散到细菌表面，并透过细胞壁到达病原菌内部发生氧化还原反应，从而使细菌酶体遭到破坏，起到消毒的作用。液氯消毒具有杀菌能力强、价格低廉的优点，但同时也具有一定局限性。一是安全性差，在输送和运输过程中极易泄露，易发生爆炸;二是存在二次污染，水中一些有机物与液氯反应会产生对人体有害的含氯化合物;三是液氯与水中的氨反应，生成的氯氨会导致消毒能力下降。

2.1.3 二氧化氯消毒

二氧化氯是一种氧化性很强的试剂，其在水处理过程中有祛色、杀菌、消味及抑制藻类生长的作用，其对水体中大部分病菌都要很好的杀灭效果。二氧化氯的主要杀菌机理是其在同病原菌接触时，对细胞壁有强大的吸附力和穿透力，后将微生物快速的破坏、分解和扩散，并将细胞内酶氧化，致其死亡。二氧化氯消毒的主要有三个优点，一是在用量少的条件下杀菌效果好;二是几乎不产生三卤甲烷及其他致癌卤化物;三是杀菌效果不受胺影响且作用后的副产物有抑菌作用。

2.1.4 次氯酸钠消毒

次氯酸钠具有很强的氧化性和腐蚀性，受热会发生分解，其可以提高悬浮物、色度、总磷和有机物的去除率，同时可以很好的控制副产物的生成，所以次氯酸钠是城市污水处理厂常用的消毒剂之一。次氯酸钠的消毒原理是其发生水解后形成HClO，它能与细胞壁发生作用侵入到细胞内，与蛋白质产生氧化作用;其分子小、无电荷，可以破坏磷酸脱氢酶，使糖代谢失调致死细胞。该消毒方法具有投加精确、操作容易、方便储存且对环境无威胁等优点，其还可以当作处理含氰废水及重工业废水的高级氧化剂^[1]。缺点主要体现在两个方面，一是成本较高，电极易结垢，需定期清理;二是配好的溶液不能长时间存放。

2.2 臭氧消毒法

臭氧被赞为“绿色消毒剂”。臭氧的消毒机理主要有两种。一是破坏细菌细胞壁，将细胞内的酶氧化，致死病原体;二是臭氧在水中发生分解，迅速释放基态氧。臭氧消毒快速且彻底，其能杀灭一般制剂不能杀灭的细菌，且能有效控制致癌物的形成，但该方法有四个局限。一是当水中存在溴元素，臭氧会将其氧化形成次溴酸，有致癌作用;二是臭氧在水中的分解速度很快，为了能在管网末端有一定剩余臭氧，起到不让细菌再繁殖的作用，须增加臭氧投入量，增加成本;三是现有污水处理厂的消毒流程大多不适宜采用臭氧消毒技术;四是臭氧的发生困难且价格高。

3 物理消毒法

3.1 紫外消毒法

紫外消毒利用的是紫外光作用于DNA或者RNA等核酸物质，将细菌、病毒、芽孢等微生物进行灭活处理，使之失去繁殖能力，从而达到消毒效果。波长分为A波、B波和C波，紫外消毒的波段在C波，长度在200～275nm的范围，一般用253.7nm的低压汞灯进行消毒。影响紫外线杀菌效果的关键跟灯管的功率、照射时间长短及水层厚度等原因密切相关。伴随使用时间的增长，紫外线灯管的功率会随其下降，杀菌效果也随之降低。

紫外线消毒工艺具有投入较低、二次污染少的特点;但同时也有紫外光源寿命不长、灯管表面易结垢影响消毒效果和如不能持续杀毒会使微生物大量繁殖等缺点。目前，普遍使用的紫外灯有3种，分别是低压灯、低压高强灯、中压强灯。低压灯基本上应用在小型污水处理厂的常规处理及再生水消毒;低压高强灯主要应用在中型污水处理厂的日常消毒;中压灯基本用在小型水厂的日常处理和低质水消毒。

3.2 磁化消毒法

该方法是一种相对新颖的消毒方法。作用机理一是其经过磁场产生的感应电流使细菌细胞遭到破坏;二是经过更改离子穿越细胞膜的路径使蛋白质变性。

4 新型消毒法

近年来随着消毒技术要求的不断提高，涌现出许多新型消毒方法。这其中比较突出的就是膜分离消毒法。膜分离消毒有两个主要的特点，其一是可以直接将水中微生物去除;二是能够把水中的无机物、有机质还有悬浮颗粒等能够切断微生物存活和繁殖的方式阻隔，从而辅助性起到消毒作用。膜分离消毒可以分为三类，分别是超滤、纳滤和反渗透。

5 结语

由于液氯消毒运行费用低，操作简单，目前主要运用于自来水处理厂消毒。城镇污水处理厂主要采用二氧化氯和紫外线消毒，但由于紫外线消毒效果不稳定，且设备维护费用较高等因素，二氧化氯消毒在城镇污水处理厂中运用越来越广泛。臭氧消毒主要运用于中水处理，具有较强的消毒效果及脱色效果，同时再辅以加氯消毒，以保证污水中余氯要求。

参考文献：

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[3]郑晓英，王靖宇，李魁晓， 等.次氯酸钠、臭氧及其组合再生水消毒技術研究[J].环境工程，2017，35（11）：23-27. DOI：10.13205/j.hjgc.201711006.

作者简介：杨旭东，男，1987年3月10日给排水中级工程师，水处理方向。