[科普中国]-污水处理消毒技术的实用性比较

1、消毒技术的注释污水消毒是指杀灭有害的病原微生物的水处理过程，通常用在城镇生活污水和一些工业废水处理系统中。常用的消毒技术有：液氯消毒技术，次氯酸钠消毒技术、二氧化氯消毒技术、臭氧消毒技术、紫外线消毒技术等。2、消毒技术的实用性比较2.1、液氯液氯消毒作为一种消毒杀菌技术，其方法原理为：液氯先产生氯气，经过化学反应成次氯酸，进而释放氧[O]，形成氧[O] 的新生态并以此方式进行消毒。在杀菌的过程中带来游离氯，对有机物起氯化作用，生成危害人类健康的三氯甲烷、氯酚、二恶英等致癌物质。液氯不易存放极不稳定容易泄露及爆炸，属于剧毒气体一旦泄露对人体伤害很大甚至死亡。第一次世界大战曾经作为生化武器投入战场使用。液氯的一次性投资较大，需要增加加氯机、水射器、真空调节器、液氯钢瓶、托架、漏氯报警器、漏氯吸收器等设备，预计费用54万元。而且氯罐等一些设备需要年检，运输、使用过程中相当危险，据了解液氯的氯罐每个1吨，每运输一次为20吨，审批手续比较难办，需要省公安厅审批。2.2、次氯酸钠消毒技术次氯酸钠消毒技术的方法原理：作为一种常用的消毒方式，其主要的消毒方式是以次氯酸钠通过水解的化学反应生成次氯酸，次氯酸进而分解形成氧化性极强的氧[O]的新生态，通过改变蛋白质等物质的性质，使得病源微生物致死。据化学测定，浓度为PPM级的次氯酸钠在水中水解效率高于99.99%并生成次氯酸，水解过程的化学方程式为：NaClO + H2O ＝ HClO + NaOHHClO → HCl + [O]次氯酸不仅具有分子小的特点，而且不带电荷，因此在消毒、杀菌等的过程中，不仅可以破坏细菌的以肽聚糖为主要成分的细胞壁以及病毒的外壳，还可以渗入病毒体内，氧化细菌及病毒体表、体内的高分子有机物，包括酶、体蛋白和遗传物质核酸等，杀死病原微生物。另外，次氯酸也能增加细菌和病毒体的渗透压，从而丧失活性导致最终死亡。根据次氯酸钠发生器的消毒机理，不难发现，次氯酸钠发生器产生的消毒液体中不同于臭氧，只要在环境中产生微量的臭氧（0.001mg/m3）便会对人体造成损伤和毒害；同时，一般不会产生对金属管道造成腐蚀的酸性物质；最重要的是，次氯酸钠发生器也不同于二氧化氯、氯气等产生游离氯而对人体造成致癌致畸变的影响。次氯酸钠消毒技术经试验运行发现，加氯不太稳定，管路容易堵塞，而且用量比较大，1万吨污水每天大约需要1吨，每吨次氯酸钠溶液1670元，费用比较高。2.3、二氧化氯消毒技术二氧化氯消毒技术的原理：一般情况下，二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，为达到灭活微生物的目的，先进入微生物体内，然后对微生物酶和蛋白质进行破坏从而达到其目的，在低浓度时特别突出。二氧化氯不仅可以与微生物体内的高分子化合物反应，还可以影响微生物的正常生理功能，通过这两种机理二氧化氯可以灭活微生物。受水温的影响：与液氯消毒相似，二氧化氯的杀菌效力与温度成正相关。温度越高，二氧化氯的杀菌效力越大。在相同体系中，温度从常温（20℃）降低为低温（10℃）时，ClO2对隐孢子虫下降了4%的灭活效率，但是当温度低到大约5℃时要比常温（20℃）时多消耗消毒剂31%～35%。优点：（1）二氧化氯是一种易制取的化合物；（2）水中的酚类化合，还有藻类和腐败的植物产生的气味，二氧化氯都可以抑制；（3）二氧化氯可以增强水的净化过程；（4）可以氧化掉水中的硫化物、锰离子（Mn2+）和铁离子（Fe2+）；（5）不会生成卤化副产物；（6）水中PH值不影响其生物特性；（7）能保持一定的残留量；（8）与氯气相比，二氧化氯有较强的对于水中病毒、隐孢菌等微生物的抑制作用。缺点：（1）二氧化氯发生器的设备购置费用比较昂贵，其运行费用也比较高；（2）ClO2气体属于易燃气体的一种，需要在现场配置并现制现用；（3）二氧化氯应避免强光直照，不仅会分解，还易引发爆炸事故；（4）在消毒过程中，二氧化氯会生成副产物，包括氯酸盐和亚氯酸盐；（5）如果加过多的药量，将会产生卤化副产物，可能在水体中残留。二氧化氯加药系统一次性投资约26万元，所需的原料氯酸钠和纯度为31%盐酸相对比较便宜，氯酸钠每千克7元，31%盐酸每千克0.85元。一般每生产1克有效氯消耗氯酸钠0.65克，31%盐酸1.3克；每吨水按3克有效氯投加，每天需要19.5千克氯酸钠，39千克31%盐酸，每天按1万吨处理水量所用药品费用为170元。3、污水处理消毒技术实用性比较评价结论经过对污水处理的三种消毒技术的比较得出结论：液氯的一次性投资较大，而且氯罐等一些设备需要年检，运输、使用过程中相当危险，审批手续比较难办，需要省公安厅审批；次氯酸钠溶液的消耗量太大，余氯也不太稳定、管路容易堵塞，费用较大；二氧化氯一次性投资相对较少，余氯稳定，用量较少，运行费用比较少。经过对上述三种消毒技术的比较，确定二氧化氯消毒技术实用性比较好。污水处理技术和工艺较多，根据自然条件和经济状况选择适宜于本地区的最佳处理工艺才能取得最大的投资效益。对于人口较集中的经济较发达地区，宜采用污水处理厂；对于人口较集中的经济欠发达地区，宜采用人工湿地处理技术；对于有经济能力的小型居民点或独立单位可采用分散处理设施；对于欠发达地区的小型居民点可采用土地处理技术或小型人工湿地技术。寒冷地区应偏重于采用物理化学处理技术，一般地区则可采用生物技术。山区居民可利用地势条件采用无压自流工艺，平原地区可利用坑洼地带以减少土地占用和能源消费。电力不足地区宜采用人工湿地处理系统。我国农村水污染的治理工作应首先从人口集中且经济较发达的地区开始。经济发达地区一般人口较为密集、污染较为严重，同时居民也有经济实力建设污水处理工程，污水治理工作易于推广、见效快且环境和社会效益显著。通过同步的给排水管网等基础设施的建设，加速农村城镇化步伐，促进农村居民生活水平的提高。通过示范作用以及工程建设和管理经验的积累，为其他地区污水治理工作的推广奠定基础。编辑：张琳霞审核专家：省农业生态环境建设总站研究员 刘文涌