摘 要： 近年來，隨著國家對污水處理廠出水標準的提高，對城市污水處理廠出水中糞大腸桿菌要求也由一級 B 提高到一級 A ，消毒已成為污水處理環(huán)節(jié)的重要組成部分。 對城市污水處理廠而言，不僅要確保出水達標還要考慮消毒工藝的經(jīng)濟性，本文以 16.5 萬噸城市污水處理廠為例， 探討次氯酸鈉消毒工藝運行的經(jīng)濟性和可行性。
引言
2012 年國家環(huán)保部頒發(fā)實施的《城鎮(zhèn)污水處理運行、維護及安全操作規(guī)程》，該規(guī)程中關(guān)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。
隨著國家對江河湖泊流域治理的重視，城市污水處理廠的出水達標與否，引起越來越多的人們對流域治理效果的關(guān)注。在此情況下，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。
1 紫外消毒
紫外線消毒屬于物理性質(zhì)的消毒方法，其原理是利用紫外光破壞微生物的遺傳物質(zhì) DNA，使微生物結(jié)構(gòu)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(shù)是城市污水處理廠常用的技術(shù)之一，其技術(shù)成熟可靠，但對一些設(shè)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(shè)備的燈管需要經(jīng)常清理保養(yǎng)，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(wěn)定、時效性差，糞大腸肝菌復活率較高。
2 液氯消毒
向水中加入液氯時, 在水中會生成 HOC l，HOC l是起到消毒作用的物質(zhì)。有研究表明，氯的消毒效果受接觸時間、投加量、水質(zhì) (含氮化合物濃度、SS 濃度)、溫度、pH 以及控制系統(tǒng)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(xù)辦理復雜，因此，在城市污水處理廠消毒工藝的選擇上，液氯不是最佳選擇。
3 臭氧消毒
臭氧( O 3 ) 是氧( O 2 ) 的同素異形體, 純凈的 O 3 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：①臭氧能氧化分解細菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必需的酶, 使細菌滅活死亡。②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。③滲透胞膜組織, 侵入細胞膜內(nèi)作用于外膜的脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖, 使細菌發(fā)生透性畸變, 溶解死亡。因此, O 3 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(wěn)定, 也不容易儲藏，因此只能就地生產(chǎn)，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(shè)復雜，由此帶來的是運行成高，會為污水處理廠的運營帶來較大的經(jīng)濟負擔。
4 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 +H 2 O ＝ HClO + NaOH ；次氯酸進一步分解形成新生態(tài)氧[O]，即：HClO → HCl + [O] 。新生態(tài)氧的強氧化性使菌體和病毒上的蛋白質(zhì)等物質(zhì)變性，從而致死病源微生物達到消毒的目的。
5 次氯酸鈉消毒的可行性分析
本試驗，水樣取自徐州某 16.5 萬城市污水處理廠二沉池出水，用有效氯含量為 10%、比重 1.2 的次氯酸鈉進行投加小試，消毒前糞大腸桿菌數(shù)量為 240000 個/L，投加后消毒效果如表 1：
綜上所述，實驗室內(nèi)做的小試，達到一級 A 的藥劑投加量控制在 0.096-0.111 比較保險穩(wěn)定。實際生產(chǎn)中試，殺毒效果和三個因素有關(guān)，第一是出水流量，第二是投加藥劑量，第三是藥劑的有效含氯量，生產(chǎn)過程中，一般水量都是控制在 7400 立方每小時以下，藥劑有效氯含量要求達到二級標準，即：含10%的有效氯，比重約在 1.187-1.2×10 3 KG/立方米。通過實驗室小試和生產(chǎn)試驗結(jié)果，徐州某 16.5萬噸城市污水處理廠的消毒投加量總結(jié)如下（有效氯 10%）：
糞大腸肝菌排施一級 A 標準的殺毒效果時，藥劑投加量控制在 0.108-0.11 立方米/小時比較穩(wěn)定可靠，即：14.59×10 -6 立方米/噸污水。糞大腸肝菌排施一級 B 標準的殺毒效果時，藥劑投加量控制在 0.083 立方米/小時比較穩(wěn)定可靠，即：11.2×10 -6 m 3 /噸污水。因此，次氯酸鈉在城市污水處理廠的消毒是可行的。
6 次氯酸鈉消毒工藝流程
外購液態(tài)次氯酸鈉液體后，通過軟管卸進卸液接料桶內(nèi)，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(shù)，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(guān)，當因故停產(chǎn)時，電磁閥斷開切斷藥液進入出水渠中，為確保生產(chǎn)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(guān)和計量泵聯(lián)鎖，停產(chǎn)時自動停泵，停止投藥，確保安全。
針對大部分城市污水處理廠，可采用如下流程工藝：
7 次氯酸鈉消毒經(jīng)濟性分析
周邊 300 公里之內(nèi)，有穩(wěn)定供應 10%次氯酸鈉生產(chǎn)企業(yè)，即可選用次氯酸鈉消毒工藝，其中有效氯含量10%的市場價格在 650 元/噸~700 元/噸之間，原材料成本較低。
在城市污水處理廠出水渠旁，擇地而建簡易板房、15m 3 PE 塑料桶若干、安裝液位計、電磁流量計即可作為消毒設(shè)施使用。設(shè)施占地面積較小，投資成本亦不高。
消毒設(shè)施建好，管件、泵類、儀表等設(shè)施不容易出現(xiàn)損壞易于維護，設(shè)施安全性較高，維修成本低，使用操作較為方便。
以徐州市某 16.5 萬噸/日的污水處理廠為例測算，消毒工藝的直接投資，紫外線消毒投資約 350 萬元，液氯消毒約需 280 萬元，二氧化氯消毒約需 120 萬元，臭氧消毒約需 300 萬，對當前控制成本運營的污水處理廠來說，其投資是個不小的負擔。
結(jié)語
控制成本和確保安全穩(wěn)定達標運營已成為當今城市污水處理廠優(yōu)先考慮的方向，尤其是一些急需提標改造的城市污水處理廠而言尤其如此，次氯酸鈉消毒工藝有著物美價廉、操作方便、使用成本低、安全可靠的特點，具有較高的推廣價值。
作者：徐州國禎水務運營有限公司，朱 杰
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