城市污水處理廠液氯消毒加氯量生產(chǎn)試驗(yàn)分析

崔丹丹　劉仲陽

(長沙市聯(lián)泰水質(zhì)凈化有限公司，湖南 長沙　410219)

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城市污水處理廠液氯消毒加氯量生產(chǎn)試驗(yàn)分析

崔丹丹劉仲陽

(長沙市聯(lián)泰水質(zhì)凈化有限公司，湖南 長沙410219)

以某城市污水處理廠工程為例，通過試驗(yàn)，從加氯量、水溫、氨氮濃度、消毒時(shí)間等方面，分析了影響液氯消毒效果的因素，并對(duì)兩種檢測(cè)糞大腸菌群數(shù)的方法作了比較，得出了一些有價(jià)值的結(jié)論。

液氯消毒，加氯量，糞大腸菌群數(shù)，水溫，消毒效果

液氯消毒是將液氯氣化后變成氯氣，通過加氯機(jī)投入水中，氯溶于水后發(fā)生反應(yīng)，主要以HClO 和ClO-形式存在，HClO可以快速進(jìn)入細(xì)胞膜，破壞細(xì)胞組織，從而起到殺菌消毒的作用。液氯消毒殺菌效果高，具有持續(xù)的消毒能力，且成本較低，工藝成熟，在自來水廠和污水處理廠應(yīng)用十分普遍。

某污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)B，采用液氯消毒，設(shè)計(jì)接觸消毒池1座，停留時(shí)間30 min，加氯機(jī)2臺(tái)，設(shè)計(jì)有效氯投加量10 mg/L，加氯系統(tǒng)由加氯機(jī)、蒸發(fā)器、過濾器、真空調(diào)節(jié)器、氯瓶等組成。

為了了解影響液氯消毒效果的因素，找到合適的加氯量，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)，進(jìn)行了不同加氯量、不同水溫、不同出水氨氮、不同消毒時(shí)間的情況下的消毒效果試驗(yàn)。出水糞大腸菌群有多管發(fā)酵法和濾膜法兩種檢測(cè)方法，兩種方法檢測(cè)結(jié)果略有差異，文中對(duì)兩種檢測(cè)方法結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。

1　多管發(fā)酵法和濾膜法檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

實(shí)驗(yàn)通過兩種不同的方法即多管發(fā)酵法和濾膜法對(duì)同一水樣進(jìn)行糞大腸菌群數(shù)檢測(cè)，兩種方法的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比見圖1。

從數(shù)據(jù)上來看，兩種方法檢測(cè)結(jié)果有一定的不同，多管發(fā)酵法數(shù)據(jù)比濾膜法略微偏高，但基本相差不大。

根據(jù)國家環(huán)保廳編制的《水和廢水檢測(cè)分析方法》第四版中對(duì)兩種方法所做比較說明：多管發(fā)酵法和濾膜法的結(jié)果做統(tǒng)計(jì)學(xué)比較，可顯示出濾膜法結(jié)果更為精密，雖然從這兩種技術(shù)所得到的數(shù)據(jù)都提供了基本相同的水質(zhì)情報(bào)，但檢測(cè)結(jié)果的數(shù)值不同。在做水源水的檢測(cè)時(shí)，可以預(yù)期約有80%的濾膜法數(shù)據(jù)落在多管發(fā)酵法數(shù)據(jù)95%的置信區(qū)間內(nèi)。濾膜法具有高度的數(shù)據(jù)重現(xiàn)性，用于檢驗(yàn)體積較大的水樣，能比多管發(fā)酵法更快的獲得肯定的結(jié)果。不過在檢驗(yàn)濁度高，非大腸桿菌類細(xì)菌密度較大的水樣時(shí)，有其局限性。

參照其他研究者的研究結(jié)果[2]也表明：經(jīng)統(tǒng)計(jì)處理,多管發(fā)酵法的檢測(cè)數(shù)據(jù)均比濾膜法的高。在兩種方法檢測(cè)糞大腸菌群上有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的差別，但是兩組數(shù)據(jù)相關(guān)性趨于一致。在做污水糞大腸菌群的檢測(cè)時(shí),采用多管發(fā)酵法所得數(shù)值為概率統(tǒng)計(jì)值，不是真實(shí)值，采用濾膜法則是實(shí)際計(jì)數(shù)菌落而得,每一菌落為單一細(xì)菌經(jīng)培養(yǎng)長成。在污水廠檢測(cè)污水中糞大腸菌群的實(shí)際工作中,濾膜法操作簡(jiǎn)便，且較多管發(fā)酵法能得到更為精密的數(shù)據(jù)。

鑒于多管發(fā)酵法檢測(cè)數(shù)據(jù)偏高，為避免數(shù)據(jù)產(chǎn)生爭(zhēng)議，同時(shí)考慮出水回用，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)以濾膜法檢測(cè)出水糞大腸菌群值小于100個(gè)/L為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)兩種檢測(cè)方法均能保證出水消毒效果優(yōu)于一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。以下試驗(yàn)和日常生產(chǎn)中檢測(cè)方法均采用濾膜法。

2　不同氨氮濃度對(duì)液氯消毒效果的影響

原水中含有氨氮時(shí)，液氯溶于水中容易產(chǎn)生氯胺，氯胺消毒作用比較緩慢，需要較長的接觸時(shí)間，但實(shí)際工程中占地有限，實(shí)際起主要消毒作用的還是HClO，當(dāng)出水氨氮較高時(shí)，一部分HClO與氨氮發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氯胺而減少，為保證消毒效果加氯量相應(yīng)需要提高。表1是同一加氯量、不同氨氮條件下消毒效果對(duì)比。可以看出在水溫10 ℃，原水糞大腸菌群值為105數(shù)量級(jí)，加氯量在2.0 mg/L、消毒時(shí)間為30 min，氨氮在6.0 mg/L以下都能達(dá)到出水一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，且氨氮濃度升高消毒效果變差。因此實(shí)際生產(chǎn)過程中需要選擇合理的加氯量，并調(diào)整工藝參數(shù)使出水氨氮保持在較低的水平。

表1　同一加氯量、不同氨氮條件下消毒效果對(duì)比表

3　水溫對(duì)液氯消毒效果的影響

試驗(yàn)過程中二沉池出水的氨氮含量均小于1.0 mg/L，糞大腸菌群值為105數(shù)量級(jí)。在裝有二沉池出水的燒杯中，投加不同量的次氯酸鈉，攪拌30 min后，測(cè)定其余氯及糞大腸菌群數(shù)。在10 ℃，20 ℃，30 ℃的環(huán)境下進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，見表2。

表2　不同加氯量、不同溫度條件下消毒效果對(duì)比表

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出，隨著溫度的升高，消毒效果變好。溫度在10 ℃時(shí)，氯的投加量要在2.5 mg/L以上，才會(huì)有較好的消毒效果。而水溫在20 ℃時(shí)，加氯量在2.0 mg/L左右，就能得到達(dá)標(biāo)的消毒效果；水溫在30 ℃左右時(shí)，加氯量在1.5 mg/L～2.0 mg/L之間，就能取得較好的消毒效果。該廠的出水水溫，春秋季節(jié)在18 ℃～24 ℃之間，此時(shí)的加氯量應(yīng)控制在2.0 mg/L附近，就能得到滅菌合格的出水；在夏季，水溫一般在26 ℃～30 ℃之間，此時(shí)因?yàn)橄緶缇俾始涌欤梢詼p少加氯量，在1.5 mg/L～2.0 mg/L之間的加氯量，就能取得好的消毒效果。而在最冷的冬季，水溫一般會(huì)下降到10 ℃左右，此時(shí)，因?yàn)橄緶缇乃俾氏陆担鹊耐都恿恳_(dá)到2.5 mg/L以上，消毒效果才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。

實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)檢測(cè)二沉池出水糞大腸菌群數(shù)一般在105～106數(shù)量級(jí)上，出水氨氮濃度變化較大，上述靜態(tài)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可作為參考，具體生產(chǎn)中氯的投加量可根據(jù)環(huán)境溫度、氨氮、原水情況等實(shí)際情況來確定。該廠實(shí)際運(yùn)行時(shí)一般控制出水氨氮在3 mg/L以下，大部分時(shí)間保持在1 mg/L以下，氯的投加量在2 mg/L～3 mg/L左右，總余氯保持在0.5 mg/L以上，即可達(dá)到較好的滅菌效果，此加氯量遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)投加氯量10 mg/L。

4　不同消毒時(shí)間對(duì)消毒效果的影響

實(shí)驗(yàn)時(shí)在同一加氯量條件下從接觸消毒池的不同位置取樣，檢測(cè)不同消毒時(shí)間對(duì)消毒效果的影響，取樣時(shí)檢測(cè)二沉池出水樣糞大腸菌群數(shù)均為105數(shù)量級(jí)。

表3　同一加氯量、不同消毒時(shí)間消毒效果對(duì)比表

從表3來看，無論流量大小與否，加氯量在2.0 mg/L左右，且氨氮含量處在一個(gè)相對(duì)較低水平的情況下，消毒時(shí)間1.3 min即可使出水糞大腸菌群達(dá)到小于10 000個(gè)/L的標(biāo)準(zhǔn)，而考慮到水質(zhì)水量的變化情況、氯與水的混合情況以及出水回用，實(shí)際生產(chǎn)控制以出水糞大腸菌群小于100個(gè)/L為準(zhǔn)，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，消毒停留時(shí)間在10 min～15 min左右，就能達(dá)到所需的實(shí)驗(yàn)消毒效果。

《室外排水規(guī)范》第6.11.3條關(guān)于加氯混合接觸時(shí)間的規(guī)定說明：液氯能在很短的接觸時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大的殺菌率，但考慮到接觸池中的水流可能發(fā)生死角和短流，因此，為保證和提高消毒效果，規(guī)定加氯接觸時(shí)間應(yīng)采用30 min。一般接觸消毒池設(shè)計(jì)最短停留時(shí)間30 min，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論消毒停留時(shí)間10 min～15 min就已足夠，這就意味著接觸消毒池的容積至少可以減少1/2。這對(duì)于減少占地面積，節(jié)省工程投資具有重大的意義。

綜上所述，可得出以下結(jié)論：

1)多管發(fā)酵法的檢測(cè)數(shù)據(jù)比濾膜法偏高。在污水廠檢測(cè)污水中糞大腸菌群的實(shí)際工作中,采用多管發(fā)酵法所得數(shù)值為概率統(tǒng)計(jì)值，不是真實(shí)值，采用濾膜法操作簡(jiǎn)便，且較多管發(fā)酵法能得到更為精密的數(shù)據(jù)。在實(shí)際生產(chǎn)過程中可比出水標(biāo)準(zhǔn)略嚴(yán)格進(jìn)行控制，避免產(chǎn)生數(shù)據(jù)爭(zhēng)議。

2)在水溫10 ℃，原水糞大腸菌群值105數(shù)量級(jí)，加氯量在2.0 mg/L、消毒時(shí)間為30 min，氨氮在6.0 mg/L以下，可以達(dá)到出水一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，且氨氮濃度升高消毒效果變差。

3)溫度升高，液氯消毒效果越好。在二沉池出水糞大腸菌群105～106數(shù)量級(jí)，氨氮濃度小于1 mg/L的水質(zhì)條件下，加氯量在2 mg/L～3 mg/L左右，總余氯0.5 mg/L左右，基本上能達(dá)到出水糞大腸菌群數(shù)小于100個(gè)/L。

4)消毒時(shí)間1.3 min即可使出水糞大腸菌群達(dá)到小于10 000個(gè)/L的標(biāo)準(zhǔn)，而考慮到水質(zhì)水量的變化情況、氯與水的混合情況以及出水回用，實(shí)際生產(chǎn)控制以出水糞大腸菌群小于100個(gè)/L為準(zhǔn)，消毒停留時(shí)間在10 min～15 min左右，就能滿足消毒效果。這就意味著接觸消毒池的容積至少可以減少1/2，這對(duì)于減少占地面積，節(jié)省工程投資具有重大的意義。

[1]國家環(huán)境保護(hù)總局.水和廢水檢測(cè)分析方法[M].第4版.北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2009.

[2]羅蔚文.關(guān)于城市污水糞大腸菌群兩種檢測(cè)方法的比較[J].科技資訊，2010(17)：159-160.

[3]扈慶，李顯芳.飲用水消毒方式及影響因素探討[J].山西建筑，2012，38(7)：118-120.

[4]GB 50014—2006，室外排水規(guī)范[S].

On production test analysis of liquid chlorine disinfection and chlorine dosage in urban sewage treatment plants

Cui DandanLiu Zhongyang

(Changsha Liantai Water Purification Co., Ltd, Changsha 410219, China)

Taking some urban sewage treatment plant as the example, the paper analyzes the factors affecting the liquid chlorine disinfection effect from the chlorine dosage, water temperature, and ammonium concentration, compares the two testing methods for the test of the fecal coliform, and achieves some valuable conclusion.

liquid chlorine disinfection, chlorine dosage, fecal coliform, water temperature, disinfection effect

1009-6825(2016)25-0129-03

2016-06-25

崔丹丹(1980- )，女，工程師；劉仲陽(1971- )，男，工程師

X703

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