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污水處理中如何讓次氯酸鈉發(fā)揮出更好的效果?

發(fā)布時間:2022-05-26點(diǎn)擊:27329

2012年環(huán)保部頒發(fā)實施的《城鎮(zhèn)污水處理運(yùn)行、維護(hù)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。 隨著對治污的重視,城市污水處理廠的出水達(dá)標(biāo)與否,引起越來越多的關(guān)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(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(fù)制從而達(dá)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(fèi)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(fù)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(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(fù)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(lán)色氣體。臭氧具有很強(qiáng)的氧化能力(僅次于氟),能氧化大部分有機(jī)物。臭氧滅菌有以下三種作用:
臭氧能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必需的酶,使細(xì)菌滅活死亡。
直接作用于細(xì)菌病毒,破壞它們的細(xì)胞壁、DNA和RNA,細(xì)菌的新陳代謝受到破壞,導(dǎo)致死亡。
滲透胞膜組織,侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜的脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖,使細(xì)菌發(fā)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(qiáng)的微生物也能起到很好的滅活作用。臭氧氧化能力強(qiáng),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(diǎn)是安全性差,投資建設(shè)復(fù)雜,由此帶來的是運(yùn)行成本高,會為污水處理廠的運(yùn)營帶來較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
次氯酸鈉消毒
次氯酸鈉是生活中應(yīng)用很廣的一種強(qiáng)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(jìn)一步分解形成新生態(tài)氧,即:HClO→HCl+[O]。新生態(tài)氧的強(qiáng)氧化性使菌體和病毒上的蛋白質(zhì)等物質(zhì)變性,從而致病源微生物達(dá)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(yīng)用次氯酸鈉發(fā)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(yōu)越性
高效:消毒效果與液氯相差不大,且具有持續(xù)消毒能力。
安全:對環(huán)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(zhuǎn)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(tài)次氯酸鈉液體后,通過軟管卸進(jìn)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(jìn)入二沉池出水渠進(jìn)行混合消毒。
 為保證安全,出水渠中增加一浮球開關(guān),當(dāng)因故停產(chǎn)時,電磁閥斷開切斷藥液進(jìn)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。

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(yīng)滿足兩部分的要求:
殺滅細(xì)菌以達(dá)到指定的消毒指標(biāo)及氧化有機(jī)物等所消耗的“需氯量”。
抑制水中殘存的細(xì)菌的再度繁殖所需要的“余氯量”。余氯量的規(guī)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(zhì)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(jīng)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(shù)明顯銳減,且當(dāng)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(dāng)次氯酸鈉投加量達(dá)到4mg/L時,多次不同出水的糞大腸菌群數(shù)均降到103個/L以下,可以滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)要求,說明次氯酸鈉對糞大腸菌群有較好的滅活效果。

當(dāng)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(dāng)余氯量保證在0.9mg/L(以有效氯計)以上時,糞大腸菌群數(shù)可以保證在200個/L以內(nèi),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(zhì)與糞大腸菌群對次氯酸鈉的利用存在一定的競爭關(guān)系,但次氯酸鈉滅活糞大腸菌起主導(dǎo)作用。
       當(dāng)次氯酸鈉投加量在5mg/L以內(nèi)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(zhì)作用,其中一部分被消耗,一部分與氨氯反應(yīng)形成化合態(tài)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(zhì)同時發(fā)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(tǒng)主要分為“外購成品次氯酸鈉溶液投加” “次氯酸鈉發(fā)生器現(xiàn)場制備投加”兩種,這兩種投加系統(tǒng)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(dāng)。

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(yùn)行維護(hù)成本相對較低,設(shè)備訂貨周期與施工周期均較短,平時的運(yùn)行維護(hù)也無特殊要求。

對于小規(guī)模凈水廠,尤其是貨源、交通不便的地區(qū),建議采用次氯酸鈉發(fā)生器現(xiàn)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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