技術文章
污水處理行業的消毒工藝
閱讀:525 發布時間:2022-2-16
污水在市政污水處理廠內經一級、二級處理后,水質可以得到一定程度改善,但其中的細菌含量仍非常可觀,仍舊存在病原菌的危害。污水處理行業常用的消毒工藝有次氯酸納、二氧化氯、臭氧和紫外線消毒。
次氯酸類消毒的缺點是容易和水中的有機物生成氯代烴,而氯代烴已被確認為是對人體健康極為不利的,同時處理過的水會有一些令人不快的氣味。次氯酸類消毒劑粉塵和放出的氯氣對人的呼吸道、眼睛及皮膚都有強烈的刺激作用,如果不慎濺入眼睛或觸及皮膚,要立即用大量清水沖洗。存放環境要陰涼、通風干燥,遠離熱源和火種,不能與有機物、酸類及還原劑共儲混運,運輸過程中要防止雨淋和日光曝曬,裝卸時動作要輕,避免碰撞和滾動。固態次氯酸鈉NaClO為白色粉末,具有刺激性氣味,在空氣中極不穩定,受熱后迅速分解。商品固態次氯酸鈉的有效氯一般為10%~12%,常用制備方法是液堿氯化法,即在30%以下的氫氧化鈉溶液中通入氯氣進行反應。商品固態次氯酸鈉使用方便,但消毒效果比氯消毒差,費用也高于氯消毒。由于次氯酸鈉容易因陽光、溫度作用而分解,一般用次氯酸鈉發生器就地制備后應立即投加。利用鈦陽極電解食鹽水(沿海地區可用海水作為鹽溶液),得到的次氯酸鈉溶液是淡黃色透明液體,含有效氯6g/L~11g/L。每生產1kg有效氯,食鹽消耗量約3~4.5kg,耗電量5~10kWh。次氯酸鈉固體或溶液都不宜久存,而且必須在避光低溫環境下存放。次氯酸鈉溶液是使用多少,生產多少。氣溫低于30oC時,每天損失有效氯0.1~0.15mg/L,如果氣溫超過30oC,每天損失有效氯可達0.3~0.7mg/L。因此,如果為了具有一定儲備量以備用,一般夏天儲存時間不超過一天,冬天不超過7d。
二氧化氯(ClO2)是一種黃綠色氣體,性質極不穩定,有刺激性氣味,毒性比氯更大,相對密度為2.4。二氧化氯常溫下即能壓縮成液體,并很容易揮發。二氧化氯極易爆炸,溫度升高、暴露在光線下或與某些有機物接觸摩擦,都可能發生爆炸且液體二氧化氯比氣體二氧化氯更易爆炸。在空氣中體積濃度超過10%時或水中二氧化氯濃度超過30%就會發生爆炸。二氧化氯易溶于水,在水中的溶解度是氯的5倍,但ClO2不和水起化學反應,在水中極易揮發,在光線照射下容易發生光化學分解。貯存在敞開容器中的ClO2水溶液,ClO2含量會下降很快。因此,二氧化氯不宜貯存,現場制取和使用。市場銷售的商品穩定二氧化氯溶液,多為無色或略帶黃綠色透明液體,二氧化氯含量一般在2%左右,而且要加入一定量的特制穩定劑(如碳酸鈉、硼酸鈉及過氯化物的水溶液或亞甲基膦酸等),但運輸和儲存時仍要注意避開高溫和強光。因此采用二氧化氯消毒時在現場邊生產邊使用。二氧化氯殺菌后生成無毒物質,對環境水體沒有污染。國內市場有許多使用電解法生產二氧化氯的設備,實際上這些設備制造的所謂二氧化氯至多是二氧化氯和氯的復合物,不可能*解決氯類消毒劑會產生氯代烴的問題,而且已經有使用復合二氧化氯時發生爆炸的事例。
人類發現臭氧已經有一百多年的歷史。在距離地球表面15~25公里高空,因受太陽紫外線照射的緣故,形成了包圍在地球外圍空間的臭氧層,厚厚的臭氧層是人類賴以生存的保護傘。臭氧分子式為O3,是氧的同素異構體,又名三原子氧,因其類似魚腥味的臭味得名,雷電后的腥臭味即是電擊產生臭氧而使周圍空氣具有的氣味。在常溫常壓下,較低濃度的臭氧是無色氣體,當濃度達到15%時,呈現出淡藍色。臭氧的沸點是-112oC,密度是2.144g/m3,是氧的1.65倍。可燃物在臭氧中燃燒比在氧氣中燃燒更加猛烈,可獲得更高的溫度。臭氧在水中的溶解度較高,在同樣條件下是純氧的10倍。臭氧分子結構極不穩定,容易分解成氧氣,而且臭氧在水中比在空氣中更容易自行分解。臭氧在空氣中的半衰期一般為20~50分鐘,一般隨溫度與濕度的增高而加快。臭氧在水中半衰期約為35分鐘,隨水質與水溫的不同而有所變化。臭氧在水溶液中的穩定性受水中所含雜質的影響較大,特別是有金屬離子存在時,臭氧會迅速分解為氧氣。
紫外線殺菌是通過紫外線的照射,破壞及改變微生物的DNA(脫氧核糖核酸)結構使細菌當即死亡或不能繁殖后代,達到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UV-C紫外線,因為C波段紫外線極易被生物體DNA吸收,尤以253.7nm的紫外線殺菌。紫外線殺菌燈的發光譜線主要有254nm和185nm兩條:254nm紫外線通過照射微生物的DNA來殺滅細菌、185nm紫外線可將空氣中的O2變成O3(臭氧),臭氧具有強氧化作用,可有效地殺滅細菌,臭氧的彌散性對紫外線的殺菌效果有增益作用。紫外線消毒屬于純物理殺菌方法,具有簡單便捷、廣譜高效、無二次污染、便于管理、易實現自動化等優點,伴隨各種新型設計的紫外線殺菌燈管的推出,紫外線消毒的應用范圍也在不斷地擴大。