紫外與氯消毒聯(lián)用工藝對(duì)再生水回用的水質(zhì)保障研究

【摘要】在水質(zhì)處理的每一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于水質(zhì)處理廠來說，采取更加科學(xué)合理的方法是極為重要的，當(dāng)前使用紫外與氯消毒聯(lián)用工藝是一個(gè)非常重要的趨勢(shì)，在對(duì)再生水回收的過程中，要做好相關(guān)的水質(zhì)保障措施。本文主要分析了紫外和氯消毒工藝如何更好地發(fā)揮作用，提出了再生水回收的水質(zhì)保障措施，希望可以為今后的相關(guān)工作提供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】紫外；氯消毒；再生水回收；水質(zhì)保障

污水再生回用是解決我國水資源短缺問題的重要手段。在污水再生和回用過程中，消毒作為殺滅水中有害微生物的必要措施，是保障再生水回用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，隨著我國水處理工藝水平的不斷提高，紫外和氯消毒聯(lián)用工藝已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。因此系統(tǒng)研究其對(duì)污水處理中病原微生物的消毒效果，對(duì)提高再生水水質(zhì)從而保障人類健康具有重要的意義。

1、城市再生水的主要處理工藝

氯消毒作為常用的消毒手段，因其相對(duì)廣譜的消毒效果，低廉的價(jià)格等已被飲用水廠廣泛采用。隨著消毒副產(chǎn)物及其毒理研究，氯投量被嚴(yán)格限制以降低副產(chǎn)物的生成。對(duì)于芽孢類的微生物，要完全使其滅活則需較高氯投量[2]。紫外消毒的機(jī)理主要是通過形成嘧啶二聚體，導(dǎo)致DNA復(fù)制受阻，使得微生物失活，死亡，紫外消毒對(duì)于各種微生物都有較好的消毒效果尤其對(duì)氯有較高的抗性的芽孢類微生物也有較好的滅活效果。

在再生水的處理工藝流程中，主要包括混凝沉淀、CMF-s（浸沒式連續(xù)微濾膜）過濾、RO（反滲透）與O3（臭氧）、氯消毒等，其中臭氧與反滲透能夠基于實(shí)際情況進(jìn)行比例的調(diào)整。針對(duì)文章所探討的氯消毒來說，主要存在著兩個(gè)加氯的位置，第一個(gè)加氯消毒位置是在混凝沉淀之前，通過這次加氯能夠?yàn)镃MF-s工藝的保護(hù)提供重要的保障；而第二個(gè)加氯的位置則位于RO與臭氧工藝處理之后，即將進(jìn)入清水池之前，該處加氯主要是通過管道來加的，如果在出口的位置對(duì)水質(zhì)檢測(cè)未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的話還需要重新補(bǔ)加氯。同時(shí)，在文章的再生水處理工藝流程中，所采用的消毒劑為液氯，而具體的添加量則是基于實(shí)際情況進(jìn)行人工調(diào)節(jié)的。

2、試驗(yàn)部分

2.1試驗(yàn)用水

以某市污水廠的再生水處理系統(tǒng)的濾池出水作為試驗(yàn)用水，進(jìn)行現(xiàn)場消毒中試。該污水凈化中心的再生水處理工藝是混凝/沉淀/過濾/消毒，投加的混凝劑為聚合氯化鋁（PAC），助凝劑為聚丙烯酰胺（PAM）。處理系統(tǒng)自2004年運(yùn)行以來，再生水供應(yīng)量為（1～1.5）×104t/d，主要用于熱電廠的循環(huán)冷卻水和園林綠化用水。其中，濁度：數(shù)字式濁度儀；色度：目視比色法；BOD5：稀釋與接種法；COD：重鉻酸鉀法；水溫：在線溫度計(jì)；pH：在線pH計(jì)；總大腸菌群：濾膜法。

2.2試驗(yàn)裝置

該紫外線消毒器由深圳某公司提供，有效容積為5.6L，紫外線燈管功率為100W。經(jīng)濾池處理后的再生水由潛水泵提升進(jìn)入紫外線消毒器，經(jīng)紫外線消毒后進(jìn)入再生水清水池。試驗(yàn)裝置安裝有進(jìn)、出水在線水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀。

2.3試驗(yàn)方法

待紫外消毒裝置穩(wěn)定運(yùn)行30min后，在進(jìn)、出水取樣口同時(shí)用深褐色磨口瓶（經(jīng)濕熱滅菌）取水樣，帶回實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)。將紫外消毒后的水樣分成三份，一份立即在實(shí)驗(yàn)室中檢測(cè)其總大腸菌群數(shù)；一份置于30W日光燈下照射6h后再檢測(cè)，以研究其光復(fù)活特性；另一份避光保存24h后檢測(cè)，以研究其暗復(fù)活特性。試驗(yàn)中通過調(diào)節(jié)進(jìn)入紫外消毒器的再生水流量來改變照射時(shí)間。消毒效果依據(jù)對(duì)水樣中微生物的去除率來評(píng)價(jià)。

3、試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1紫外照射時(shí)間與消毒效果的關(guān)系

紫外線對(duì)微生物的滅活或破壞程度與紫外線劑量直接相關(guān)。紫外線劑量越大，對(duì)微生物的破壞程度越大，滅活的可能性越高。紫外線劑量為照射強(qiáng)度與照射時(shí)間的乘積，因此在照射強(qiáng)度不變的情況下，微生物的滅活率與照射時(shí)間密切相關(guān)。試驗(yàn)中，保持紫外照射強(qiáng)度不變，通過調(diào)節(jié)進(jìn)入消毒器的再生水流量來改變照射時(shí)間，從而改變紫外線劑量。當(dāng)照射時(shí)間為2.8s時(shí)，對(duì)總大腸菌群的去除率即達(dá)到99.7%，且隨著照射時(shí)間的延長，去除率逐漸提高；當(dāng)照射時(shí)間為2.8～4.8s時(shí)，去除率隨著照射時(shí)間的增加而升高的幅度比較大；當(dāng)照射時(shí)間>4.8s時(shí)，去除率趨于平穩(wěn)，維持在99.99%以上；當(dāng)照射時(shí)間達(dá)到5.6s時(shí)，經(jīng)紫外線消毒后的水樣中沒有檢測(cè)出總大腸菌群，去除率高達(dá)100%。這表明，紫外線消毒對(duì)總大腸菌群具有很好的殺滅效果，出水的總大腸菌群指標(biāo)能夠達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920—2002）的要求。

3.2 照射時(shí)間與光復(fù)活、暗復(fù)活的關(guān)系

紫外線的消毒效果并不是持久性的，很多被紫外線照射過的微生物，可以在可見光的照射下修復(fù)其DNA損傷而重新獲得活性，這種現(xiàn)象叫做光復(fù)活。紫外消毒后的再生水存在微生物風(fēng)險(xiǎn)性，有研究表明，經(jīng)紫外線照射后的微生物，在避光情況下也會(huì)自動(dòng)修復(fù)，從而重新獲得活性，這種現(xiàn)象叫做暗復(fù)活。如何控制微生物的光復(fù)活和暗復(fù)活，成為紫外線消毒技術(shù)能否應(yīng)用于再生水消毒的關(guān)鍵之一。而提高紫外線劑量是控制光復(fù)活和暗復(fù)活的有效手段。

結(jié)論：

4.1再生水經(jīng)紫外消毒后，只要紫外線劑量適當(dāng)，出水中的微生物指標(biāo)就可以達(dá)到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920—2002）的要求。在試驗(yàn)條件下，當(dāng)紫外照射時(shí)間>5.6s時(shí)，水樣中的總大腸菌群被全部滅活。

4.2經(jīng)紫外線消毒后，微生物存在光復(fù)活和暗復(fù)活現(xiàn)象，但提高紫外線劑量能夠抑制微生物的這種復(fù)活能力。在試驗(yàn)條件下，當(dāng)紫外照射時(shí)間>7.5s時(shí)，總大腸菌群的光復(fù)活及暗復(fù)活能力全部喪失。由此說明，將紫外線消毒用于再生水處理中是可行的。

結(jié)語：

綜上所述，此外，紫外與氯消毒聯(lián)用工藝是非常科學(xué)合理的工藝措施，我們一定要在工藝運(yùn)行的過程中，讓水質(zhì)能夠得到更好的保證，只有這樣才能夠進(jìn)一步促使再生水回收利用的效率更高。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇乃特，張雅君，許萍.再生水常用消毒方法及其主要問題[J].環(huán)保科技，2015，01：32-35.

[2]栗巖峰，李久生，趙偉霞，等.再生水高效安全灌溉關(guān)鍵理論與技術(shù)研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2015，06：102-110.

[3]林祥勇，王秋霞.PLC與變頻器在工業(yè)污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，03：15-19.

作者簡介：

董萌青（身份證：370213198103034012）；

高翔（身份證：370205198003272515）；

張鑫（身份證：370202197602091413）。