城鎮污水再生利用消毒方式選擇探討

白生云

(太原市市政工程設計研究院，山西 太原 030002)

城鎮污水再生利用不僅是緩解區域水資源短缺的有效途徑，也能有效減輕污水排放對生態環境的壓力。城鎮污水再生利用主要途徑包括工業、景觀環境、綠地灌溉、農田灌溉、城市雜用和地下水回灌。消毒作為再生水回供的最終處理單元，對保障再生水的水質具有至關重要的作用。

1 消毒技術

常見消毒方式包括氯消毒、二氧化氯消毒、紫外線消毒、臭氧消毒或其組合技術。

液氯消毒是大中型污水處理廠常用的消毒方式，技術成熟，成本低，投配設備簡單，投加量宜為6 mg/L～15 mg/L(以有效氯計)，氯與再生水的接觸時間應不小于30 min。在保證消毒效果的同時應避免過度消毒，防止余氯及消毒副產物對水生生物影響。有臭味、殘毒，使用時安全措施要求高。

二氧化氯消毒一般用于中小型污水處理廠，現場制備，具有優良的廣譜微生物滅活效果和氧化作用。二氧化氯與水應充分混合，投加量宜為4 mg/L～10 mg/L(以有效氯計)，與再生水的有效接觸時間應不少于30 min。使用氯酸鈉和鹽酸制備二氧化氯時應注意儲存與運輸安全，二氧化氯消毒產生亞氯酸、氯酸等消毒副產物。

紫外線消毒技術為物理消毒方式的一種，具有廣譜殺菌能力，無二次污染，隨著紫外線消毒技術日益成熟和設備不斷完善而被逐漸推廣使用。再生水消毒劑量為24 mJ/cm2～30 mJ/cm2。接觸時間宜為5 s～30 s。無化學藥劑，基本上不產生消毒副產物。紫外線對水中的病原微生物有良好的滅活作用，但不具有持續消毒效果。

臭氧的消毒能有效去除水中殘留有機物、色、臭味，常用于要求出水水質較好、排入水體的衛生條件高的污水廠。臭氧投加量宜為8 mg/L～15 mg/L，接觸時間宜為10 min～20 min。不具有持續消毒效果，輸配時宜采取投加次氯酸鈉等措施，防止病原微生物的復活和再生長。

2 消毒組合技術

消毒組合技術主要是基于微生物對不同消毒劑的抵抗性和敏感性不同而提出的，由于各種消毒技術的原理不同，對一種消毒劑具有抗藥性的微生物可能很容易被其他消毒劑滅活，因此將各種消毒技術進行組合，分別發揮各自的優越性，從而更大程度地降低水中的細菌總數［1］。組合消毒技術除滿足消毒要求外，還可以最大限度的減少副產物的形成，尤其是采用液氯消毒含有較多有機物的污水。

合理的消毒組合可以避免消毒副產物生成的可能性以及出水排放到受納水體時的潛在毒性。常用的組合有紫外線與氯消毒組合技術及臭氧與氯消毒組合技術及臭氧與紫外線復合消毒。

1)紫外線與氯消毒組合。

隨著人們對水質標準要求的提高和消毒副產物研究的不斷深入，紫外線消毒法被廣泛用于污水處理消毒，但是紫外線消毒不具有持續消毒效果的缺點，再生水中必須增加具有持續消毒的消毒工藝聯合消毒，該組合工藝紫外線用于消除水中病原體的致病作用，氯用于維持水中消毒劑的持續作用，以防止可能出現的病原體危害或再增殖。考慮到液氯消毒與水中某些有機物反應生成以三鹵甲烷類(THMs)為代表的各類有害的鹵代消毒副產物(DBPs)，通常選用有機副產物很少的二氧化氯用于維持余氯，特別是對于大中型廠再生水廠可以避免二氧化氯發生器臺數太多，因存入大量原材料而存在安全隱患。

2)臭氧與氯消毒組合。

臭氧在污水處理中除了作為消毒劑使用，其強氧化性也可用于降低 BOD，COD 脫色、除臭、除味、殺藻，除鐵、錳、氰、酚等［2］。因此臭氧常用于水體排放要求較高的消毒。臭氧的消毒成本相比其他消毒方法較貴，因此臭氧主要用在污水出水或回用水質要求較高的場合。臭氧消毒后投加少量氯或氯銨可實現管網水質穩定化。臭氧氧化能導致后續加氯過程中典型副產物種類的轉變和生成量的變化，同時臭氧氧化作用能有效削減出水的遺傳毒性，后續加氯持續消毒對遺傳毒性的影響較小［1］。

3)臭氧與紫外線組合。

復合消毒臭氧在污水消毒中消耗量較大，可采用催化氧化的方式提高臭氧的氧化效率，以降低臭氧使用量。催化氧化屬于高級氧化的范疇，臭氧在催化劑作用下氧化能力提高。臭氧/紫外線、臭氧/雙氧水組合工藝屬于臭氧催化氧化工藝，此外某些金屬和金屬氧化物也具有催化臭氧的作用。BSOh等發現使用臭氧紫外線聯用方式對回用污水消毒時的殺菌效果比單獨使用臭氧或紫外線時要好，這主要是因為紫外線催化使臭氧在水中產生大量的·OH，增強了其氧化能力，提供了殺菌效果［3］。

3 消毒技術的選取

隨著城鎮化進程，城市道路、綠化及景觀用水的量越來越大，而目前很多污水廠出水已經達到GB 18918-2002城鎮污水處理廠污染物排放標準一級A標準，由于一級A對出水有消毒要求，并且目前紫外線已廣泛用于污水處理消毒，因此本文以采用紫外線消毒的一級A出水為水源，通過常規水質指標的對比(見表1)，著重對一級A作為景觀環境和城市雜用再生利用水源消毒方式的選擇提出建議。

表1 水質對比表 mg/L

通常采用的對比景觀環境用水與一級A，除余氯要求、生化需氧量(BOD5)糞大腸菌群數及濁度等指標要求較一級A嚴格之外其余均相同，因此已達到一級A的出水作為景觀環境再生利用，重點處理上述指標，由于余氯與生化需氧量的要求，考慮采用具有強氧化性的消毒劑，可以將BOD5適當降低，同時保持余氯，因此建議增加二氧化氯消毒。對比城市雜用水與一級A，余氯要求、糞大腸菌群數及濁度等指標要求較一級A嚴格，因此已達到一級A的出水作為城市雜用再生利用，重點處理上述指標，由于余氯與生化需氧量的要求，考慮采用具有維持余氯的消毒劑，因此應再增加液氯或二氧化氯消毒。

4 結語

隨著污水再生利用的推廣與普及，各消毒技術，尤其是消毒組合將被越來越重視，根據具體回用要求趨利避害，合理選用消毒技術顯得至關重要。而消毒組合作為一種針對性強的消毒技術，將是今后污水再生利用消毒的發展趨勢。

［1］苗婷婷.氯及臭氧消毒技術對城市污水水質的影響［D］.北京:北京林業大學學位論文，2008.

［2］高南飛.臭氧技術在處理生活污水方面的應用研究［D］.長春:吉林大學環境與資源學院學位論文，2004.

［3］王祥勇，陳洪斌，阮久麗.污水和再生水臭氧消毒的研究和應用［J］.水處理技術，2010，36(4):19-23.