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        污水處理中如何讓次氯酸鈉發揮出更好的效果?

        發布時間:2022-05-26點擊:4763

        2012年環保部頒發實施的《城鎮污水處理運行、維護及安全操作規程》,該規程中關于消毒工藝的描述有四種,分別是:紫外線消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒。這四種消毒工藝也是城市污水處理廠較為常見的消毒工藝。 隨著對治污的重視,城市污水處理廠的出水達標與否,引起越來越多的關注。消毒工藝已成為污水處理廠重要的一道流程工序,選擇一種成本低、安全性高、易于操作的消毒工藝,已成為眾多城市污水處理廠必須考慮的重要問題。
        也正是如此,次氯酸鈉消毒工藝脫穎而出。

        01
         為什么要選擇次氯酸鈉

        要想知道為什么次氯酸鈉好用,首先要了解為什么其他四種差在哪。
        紫外消毒
        紫外線消毒屬于物理性質的消毒方法,其原理是利用紫外光破壞微生物的遺傳物質 DNA,使微生物結構造成破壞,照射后的微生物無法完成分裂復制從而達到消毒滅菌的目的。
        紫外消毒技術是城市污水處理廠常用的技術之一,其技術成熟可靠,但對一些設計為一級B出水的城市污水處理廠而言,由于色度和SS高,加上二沉池中的會有大量青苔生長,消毒設備的燈管需要經常清理保養,這種情況下極易損壞燈管,造成維修費用較高,帶來的是消毒效果的不穩定、時效性差,糞大腸肝菌復活率較高。
        液氯消毒

        向水中加入液氯時,在水中會生成HOCl,HOCl是起到消毒作用的物質。有研究表明,氯的消毒效果受接觸時間、投加量、水質(含氮化合物濃度、SS濃度)、溫度、pH以及控制系統的影響。
        液氯消毒效果雖然不錯,但成本高,危險性大,安全性差,由于有毒性,其手續辦理復雜,因此,在城市污水處理廠消毒工藝的選擇上,液氯不是更佳選擇。
        臭氧消毒
        臭氧是氧的同素異形體,純凈的O3常溫常壓下為藍色氣體。臭氧具有很強的氧化能力(僅次于氟),能氧化大部分有機物。臭氧滅菌有以下三種作用:
        臭氧能氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必需的酶,使細菌滅活死亡。
        直接作用于細菌病毒,破壞它們的細胞壁、DNA和RNA,細菌的新陳代謝受到破壞,導致死亡。
        滲透胞膜組織,侵入細胞膜內作用于外膜的脂蛋白和內部的脂多糖,使細菌發生透性畸變,溶解死亡。
        因此,O3能夠除藻殺菌,對病毒、芽孢等生命力較強的微生物也能起到很好的滅活作用。臭氧氧化能力強,但不夠穩定,也不容易儲藏,因此只能就地生產,臭氧消毒只能用于小型污水處理廠。
        綜上:紫外線消毒、液氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒四種消毒工藝缺點是安全性差,投資建設復雜,由此帶來的是運行成本高,會為污水處理廠的運營帶來較大的經濟負擔。
        次氯酸鈉消毒
        次氯酸鈉是生活中應用很廣的一種強氧化劑,其消毒原理是通過它的水解形成次氯酸,即:NaClO+H2O=HClO+NaOH;次氯酸進一步分解形成新生態氧,即:HClO→HCl+[O]。新生態氧的強氧化性使菌體和病毒上的蛋白質等物質變性,從而致病源微生物達到消毒的目的。
        目前在利用次氯酸鈉消毒可分為兩種形式,一是應用次氯酸鈉發生器在線生成次氯酸鈉溶液;二是采用次氯酸鈉成品溶液。不論用何種投加方式,因其安全性高,廣受各地水司的青睞。
        次氯酸鈉消毒的優越性
        高效:消毒效果與液氯相差不大,且具有持續消毒能力。
        安全:對環境無毒無害,無泄漏或爆炸危險。 次氯酸鈉消毒的其它作用
        次氯酸鈉消毒的其它作用
        1、通過氧化作用去除鐵和鎂;
        2、通過氧化作用與濾池配合去除錳;
        3、將H2S轉化為H2SO4,有效去除水中硫化氫臭味 ( 尤其是地下水源 );
        4、通過氧化作用脫除廢水中的氨氮。

         次氯酸鈉與其他消毒工藝比較表

        02 次氯酸鈉消毒工藝流程

        外購液態次氯酸鈉液體后,通過軟管卸進卸液接料桶內,啟動磁力泵,輸送到儲藥罐中,在儲藥罐中的消毒液參照流量計讀數,通過球閥控制大小或采用計量泵,直接進入二沉池出水渠進行混合消毒。
         為保證安全,出水渠中增加一浮球開關,當因故停產時,電磁閥斷開切斷藥液進入出水渠中,為確保生產正常,電磁閥加旁通球閥備用,如果采用計量泵投加消毒液時,浮球開關和計量泵聯鎖,停產時自動停泵,停止投藥,確保安全。

        03 次氯酸鈉投加量
        次氯酸鈉消毒時,為獲得可靠而持久的消毒效果,投藥量應滿足兩部分的要求:
        殺滅細菌以達到指定的消毒指標及氧化有機物等所消耗的“需氯量”。
        抑制水中殘存的細菌的再度繁殖所需要的“余氯量”。余氯量的規定還提供了確定投藥量和判斷消毒效果的簡易放法。

        消毒處理時投氯量的控制視原水水質和消毒要求不同而異。以某個污水廠的原水為例,如果加不同濃度的次氯酸鈉溶液,接觸時間30min后,測糞大腸菌含量,可以看到不同濃度的次氯酸鈉經過30min作用后對二級出水糞大腸菌群的滅活效果如圖。


        不同濃度次氯酸鈉消毒后的余氯值

        由圖可以看出,向二級出水中投加次氧酸鈉后,糞大腸菌群數明顯銳減,且當次氯酸鈉投加量在2mg/L以上時,糞大腸菌去除率均在99%以上。
        在實驗條件保持不變的情況下,當次氯酸鈉投加量達到4mg/L時,多次不同出水的糞大腸菌群數均降到103個/L以下,可以滿足一級A標準要求,說明次氯酸鈉對糞大腸菌群有較好的滅活效果。

        當然,投加次氯酸鈉消毒時候或多或少都會存在余氯,可以看到這是實驗測定的次氯酸鈉消毒后的出水余氯表:

               很明顯,當余氯量保證在0.9mg/L(以有效氯計)以上時,糞大腸菌群數可以保證在200個/L以內,此時次氯酸鈉投加量約為4mg/L。消毒過程中原水中的氨氮等還原性物質與糞大腸菌群對次氯酸鈉的利用存在一定的競爭關系,但次氯酸鈉滅活糞大腸菌起主導作用。
               當次氯酸鈉投加量在5mg/L以內時,次氯酸鈉主要用于滅活糞大腸菌群,同時有少量的次氯酸鈉與其他還原性物質作用,其中一部分被消耗,一部分與氨氯反應形成化合態余氯。次氯酸鈉投加量在15mg/L~25mg/L時,余氯基本保持在7.8mg/L(以有效氯計) 左右,說明隨著次氯酸鈉投加量的增加,水中的余氯與二級出水中的其他還原性物質同時發生作用。

        04
         次氯酸鈉投加工藝比較

        目前主流的次氯酸鈉投加系統主要分為“外購成品次氯酸鈉溶液投加” “次氯酸鈉發生器現場制備投加”兩種,這兩種投加系統的對比如下所示。

        通過上述對比,可以看出兩種投加方式的消毒效果及噸水處理成本相當。

        因此,對于成品藥劑貨源充足的地方(有三家以上滿足供貨要求),建議采用外購成品次氯酸鈉溶液投加,運行維護成本相對較低,設備訂貨周期與施工周期均較短,平時的運行維護也無特殊要求。

        對于小規模凈水廠,尤其是貨源、交通不便的地區,建議采用次氯酸鈉發生器現場制備投加,避免藥劑長時間儲存衰減引起消毒效果不佳的隱患。


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