几种国内城市污水处理厂消毒工艺比较 3页

第36卷第34期山西建筑Vo1．36No．34·l94·2010年l2月SHANXIARCHITECTUREDec．2010文章编号：1009—6825(2010)34-0194-03几种国内城市污水处理厂消毒工艺的比较张慧芬胡静文罗婷摘要：针对国内城市污水处理厂出水消毒的现状，分别介绍了紫外线消毒、液氯消毒、臭氧消毒等污水消毒工艺的原理及设备组成和各自特点，并对这几种消毒工艺进行了综合比较，指出了每种工艺的适用范围，以指导相关人员合理选择，提高污水消毒效率。关键词：城市污水，消毒工艺，原理，特点中图分类号：TU991．2文献标识码：A城市污水经二级处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度(含氮化合物浓度、Ss浓度)、温度、pH以及控制系统的影响。减少，但细菌的绝对数量仍很可观，并存在有病原菌的可能，必须2)加氯系统。目前常用加氯系统包括加氯机、接触池、混合在去除掉这些微生物以后，废水才可以安全地排入水体或循环再设备以及氯瓶等部分，如图1所示。用。随着居民对生活品质要求的不断提高，污水处理厂的二级处处理污水!堡鱼H堡丝垫卜出水理出水对城市水体造成的影响引起了人们对健康和安全问题的更多关注。消毒是灭活这些致病生物体的基本方法之一，因此污L—匦垂水处理厂的尾水消毒已经成为污水处理中的重要工序，水处理专图1常用加氯流程图业人员也在不断探索污水消毒的最佳方法。1．2．2臭氧消毒1几种消毒工艺方法1)臭氧消毒原理。臭氧(O)是氧(O)的同素异形体，纯净1．1物理消毒方法——紫外线消毒的O常温常压下为蓝色气体。臭氧具有很强的氧化能力(仅次1．1．1紫外线消毒原理于氟)，能氧化大部分有机物。臭氧灭菌过程属物理、化学和生物紫外线消毒是一种物理消毒方法，紫外线消毒并不是杀死微反应，臭氧灭菌有以下三种作用：生物，而是去掉其繁殖能力进行灭活。紫外线消毒的原理主要是a．臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶，使细菌用紫外光摧毁微生物的遗传物质核酸(DNA或RNA)，使其不能灭活死亡。b．直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞壁、DNA和分裂复制。除此之外，紫外线还可引起微生物其他结构的破坏。RNA，细菌的新陈代谢受到破坏，导致死亡(DNA——核糖核酸；紫外线是一种波长范围为136nm一400nm的不可见光线。RNA——脱氧核糖核酸。病毒是由蛋白质包裹着一种核酸的大在该波段中260nm附近已被证实是杀菌效率最高的，目前生产分子；病毒只含一种核酸)。c．渗透胞膜组织，侵入细胞膜内作用的紫外灯的最大功率输出在253．7／liT／波长。该波长输出在目前于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生透性畸变，溶解死世界顶极紫外灯中已占到紫外能量的90％，总能量的30％，由于亡。因此，O，能够除藻杀菌，对病毒、芽孢等生命力较强的微生物高强度、高效率的紫外c波段的存在，紫外技术已成为水消毒领也能起到很好的灭活作用。域一个具有相当竞争力的技术。2)污水臭氧处理工艺。臭氧氧化能力强，且很不稳定，也无1．1．2紫外线消毒器的结构形式法储藏，因此应根据需要就地生产。臭氧的制备一般有紫外辐射1)敞开式结构。在敞开式UV消毒器中被消毒的水在重力作法、电化学法和电晕放电法。目前臭氧制备占主导地位的是电晕用下流经uV消毒器并杀灭水中的微生物。放电法。由臭氧发生器制备好的臭氧气体通过管道输送到密闭2)封闭式结构。封闭式uV消毒器属承压型，用金属简体和的臭氧接触池，与处理后的污水进行接触反应。反应后的气体由带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来。池顶汇集后，经收集器离开接触池，进入尾气臭氧分解器，在此剩1．2化学消毒方法余臭氧气体被分解成氧气排人大气中(见图2)。1．2．1液氯消毒尾气臭氧分解器1)液氯消毒原理。向水中加入液氯或者次氯酸盐(如Na—处理后污水—南排放CIO)溶液消毒时，在水中发生如下反应：Cl2十H2O~：,HOC1+H+Cl—空气—+臭氧发生器OC1一十H2O~：~,HOC1+OH—图2臭氧消毒基本工艺流程图HOC1，OC1～之和称作有效自由氯，其中以HOC1消毒效果最1．2．3二氧化氯消毒好。排入水体时，氯会和水中的氨氮、有机氮反应生成消毒效果二氧化氯在水中溶解度是氯的5倍，氧化能力是氯气的2．5倍较差的无机氯胺和有机氯胺，称作化合氯。总余氯是指有效自由左右，它是一种强氧化剂。溶于水后很安全，是国际上公认的含氯和有效化合氯之和。氯的消毒效果受接触时间、投加量、水质氯消毒中唯一高效消毒剂。收稿日期：2010．O803作者简介：张慧芬(1982．)，女，助理工程师，上海市城市建设设计研究院天津分院，天津300073胡静文(1977)，女，工程师，天津市市政工程设计研究院，天津300073罗婷(1979一)，女，工程师，天津市市政工程没计研究院，天津300073\nl3张慧芬等：几种因内城市污水处理厂消毒工艺的比较·l95·二氧化氯性质不稳定，只能采用二氧化氯发生器现场制备。(NaCIO)的价格较其他消毒方法高，故限制r该方法的广泛采用于水处理领域的小型化学法二氧化氯发生器主要有两种：以氯用。所以国内目前只是在一些中小型的污水处理工程中采用了酸钠、盐酸为原料的复合型二氧化氯发生器和以亚氯酸钠、盐酸二氧化氯消毒工艺。为原料的纯二氧化氯发生器，其中前者应用最为广泛。表1几种消毒工艺综合比较结果1)复合二氧化氯发生器原理。复合二氧化氯发生器以氯酸消毒工艺紫外线消毒液氯消毒二氧化氯消毒臭氧消毒处理接触时间最少10mill～30mJn略短于液氯消毒5mJn～】0rain钠和盐酸制备二氧化氯为主、氯气为辅的混合气体。反应如下：运行成本一般较低投向高NaCIO3+2HC1=C102+1／2C12+NaC1+H2O制造成本主要消耗电费试剂成本低较高高该反应的最佳温度为70℃，反应器采用耐温、耐腐蚀材料制设备投资高于臭氧消毒最低略高于液氯消毒液氯消毒的5倍造。反应生成的二氧化氯和氯气混合气体通过水射器投加到被运转要求设备操作简单操作简单较高消毒设备复杂杀灭细菌作用有有有有处理水中。杀灭病毒作用少许少许少许效果最好2)复合二氧化氯发生器的应用。复合二氧化氯发生器用于消副产物无三卤烷CIO氯仿等致癌物2，ClO3醛类毒时，消毒剂投加点一般在滤后，有效氯投加量一般为3mg／L～5mg／L；用于脱色或降低COD时，该复合气体投加在硫酸铝等混消毒快慢速度快反应慢，速度快慢接触时间长凝剂投加点之前效果较好，投加量应根据水质由试验确定。持续性无剩余消毒性余氯持续消毒长短2上述几种消毒方法的特点应用范围二级出水给水、污水处理小型污水处理厂二级出水土建要求无储存面积大低低2．1紫外线消毒控制要求自动化自动化技术水平要求高技术水平要求高紫外线污水消毒技术如今已被广泛应用于各类城市污水的储存要求无防止泄漏现场制备现场制备消毒处理中，包括低质污水、常规二级生化处理后的污水、合流管3对几种消毒工艺的综合比较道溢流废水和再生水的消毒。紫外线消毒法除具有不投加化学如表1所示，几种消毒方式目前在国内均有运用。由于液氯药剂、不增加水的嗅和味、不产生有毒有害的副产物、消毒速度消毒运行费用低，操作简单，主要运用于大型污水处理厂。中小快、效率高、设备操作较传统消毒工艺安全简单和实现自动化等型污水处理厂主要采用二氧化氯和紫外线消毒，但由于紫外线消优点外，运行、管理、劳务和维修费用也低，近2O年来逐渐得到广毒效果不稳定，且设备维护费用较高等因素，二氧化氯消毒在中泛应用。紫外线消毒工艺对紫外穿透率较低的水质并不适用，如小型污水处理厂中运用越来越广泛。臭氧消毒主要运用于中水未经处理或只经过一级处理的污水，sS高于30mg／L的污水。这处理，具有较强的消毒效果及脱色效果，同时再辅以加氯消毒，以种情况采用紫外线消毒的方式不但会增加能耗，还会造成消毒效保证出水中余氯要求。果不好。而对于经过二级处理的污水和再生水，紫外穿透率一般参考文献：为40％～80％，采用紫外线消毒方式是不错的选择。[1]周葆珍．饮用水氯化消毒致癌问题[J]．给水排水，1983(3)：但是紫外线消毒法不能提供剩余的消毒能力，当处理水离开32—33．反应器之后，一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复[2]林克椿．生物物理学[M]．武汉：华中师范大学出版社，损伤的DNA分子，使细菌再生。l999．2．2液氯消毒[3]朱虹．污水处理水的紫外线消毒[J]．市政工程国外动态，液氯使用最大的优点是价格便宜，杀菌力强，该工艺简单，技1991(1)：25-26．术成熟，药剂易得，投量准确，有后续消毒作用，不需要庞大的没[4]丁南瑚．影响紫外线消毒效果的因素探讨[J]．净水技术，备。液氯消毒在各地医院、工业、民用的灭菌消毒中都有广泛应1994(1)：20—24．用，并且有些已达到了自动化的程度。液氯储存不是十分安全，[5]IranpourR．Hydrauliceffects011ultravioletdisinfection：modifi-容易发生泄漏，而且自20世纪7O年代以来，由于发现氯可与水中cationofreactordesign[J]．WaterEnvironRes，1999，71(1)：多种物质形成致癌或致病变的产物，致使该工艺在应用上开始受ll4一ll8．到限制。[6]郭春敏．用紫外线消毒废水[J]．环境科学，1994(8)：31-32．2．3臭氧消毒[7]RonnieRussel1．Thelightfantasticorisit[J]．wwT，1996，39臭氧是一种强氧化剂，它具有高效无二次污染，既能氧化有(7)：26—27．机物，又能杀菌除色、嗅、味等特点，可氧化铁、锰等物质，通常认[8]饶才鑫．uV消毒法在水处理工艺中的应用前景[J]．环境科为它的氧化能力比氯高600倍～3000倍，且接触时间短，除能有学研究，1998，11(2)：63—64．效杀灭细菌以外，对各种病毒和芽胞等生命力强的生物也有很大[9]HaroldBWright．ComparisonandvalidationofUVdosecalcu—的杀伤效果。臭氧消毒不受污水中NH和pH的影响，而且其最lationsforlowandmedium—pressuremercuryarclamps[J]．终产物是二氧化碳和水，不产生致癌物质。WaterEnvironRes，2000，72(4)：439—443．2．4二氧化氯消毒[1O]ErnestR．Disinfectionandantimicrobialprocesses[J]．Water二氧化氯消毒的特点是只起氧化作用，不起氯化作用，因而EnvironRes，1994，66(4)：361—368．一般不会产生致癌物质。二氧化氯的消毒效果与氯气相当，但当[11]顾平．回用水紫外线消毒[J]．城市环境与城市生态，污水中NH一N浓度较高时，耗氯量会大幅度增加，但二氧化氯由1993，6(3)：15-20．于不与NH反应，因而其投加量并不增加。另外，二氧化氯消毒[12]ManarKFayyad．DeterminationofN—Chlo—raminesinAs—Sam—还不受pH的干扰。二氧化氯不稳定且具有爆炸性，因而必须在raChlorinatedWastewaterandTheirEffectOftheDisinfection现场制造，立即使用。制备含氯低的二氧化氯较复杂，且原料Process[J]．WaterResearch，2001，35(5)：1304—1310．\n第36卷第34期山西建筑Vo1．36No．34·196·2010年12月SHANXIARCHITECTUREDec．2010文章编号：1009—6825(2010)34—0196-02地铁施工大直径水管悬吊保护设计牛瑞摘要：介绍了广州市轨道交通三号线北延段二八延长线永泰站工程I号出入口1800水管悬吊保护方案设计，并给出了相应的安全保护措施，为今后大直径水管及其他类型的管线悬吊保护积累了经验。关键词：水管，悬吊．保护，设计中图分类号：U231．3文献标识码：A1工程概况好吊杆，使管线各部分均匀受力；经检查牢固可靠之后，方可开挖水管下其余部分的土方。广州市轨道交通三号线北延段二八延长线永泰站工程I号出入口位于车站的北侧，横穿尖彭路后出地面，标准段宽度6．7m，总长76．05m，基坑深度约9．5m，集水井处深度约13m。I号出入口为T形结构，Ia出入口没人行步梯，Ib出人口设一台自动扶梯。出入口明挖段有一条61800Olnl自来水管横穿基坑，水管埋深约3．5m，水管材质为钢管，水管横跨基坑跨度为6．7m。出入口围护结构为4)8O0ulm钻孔灌注桩+O0mm旋喷桩+60omm钢支撑的联合支护体系，现场已施工水管周边钻孔灌注桩，水管横跨基坑位置钻孑L桩采用旋喷桩加密及锚喷方式加固，据现场调查及与相关单位协调，该水管不迁改，对此做悬吊保护处理。2水管保护方案设计2．1总体思路l800mm自来水管埋深约3．5nl，出人口顶板埋深约3)横梁与槽钢、槽钢与下托横梁安装焊缝必须饱满，安排专5．15m，现有自来水管底低于出入口顶板顶0．07m，可以采用对人负责。水管悬吊保护的方案进行保护。因水管管径较大，水管东西走向4)管线悬吊施工完成后，在管线上布设监测点，对水管进行横穿基坑，拟采用在冠梁上横跨I45c工钢，采用槽钢悬吊的方案监测。进行。5)冠梁强度达到设计强度后才能进行水管悬吊。2．2水管悬吊保护技术6)水管悬吊及外露部分尽量采用钢管外涂防腐材料，在悬吊2．2．1悬吊方法段两端适当设置闸阀，使给水管道发生意外时能及时关闭。根据现有图纸和现场管线调查情况，由于水管管径较大，将7)出入I：1主体结构施工完成后，在地面恢复过程中，在管线水管采用冠梁上横跨I45c】：钢悬吊固定，管底采用横向I22b底部无法夯实的部位先填充级配砂石到管线底部下30cm，并浇支托，纵向采用LIO0X6mm角钢与工钢满焊，竖向用[12槽钢悬筑混凝土进行保护，并将管线两侧的土按规范要求夯实。吊，水管底与I22b问铺2cm厚木板增加水管与工钢的粘合力。8)制定监测方案，管线悬吊施工完成后，在施工过程中按监悬吊方法见图1。测方案要求对悬吊管线进行全程监测和日常巡查，发现情况异2．2．2施工技术措施常，及时报警，据此采取相应保护措施，实现信息化施工管理，确1)受力横跨I45c工钢用吊机放平，并用M12膨胀螺栓固定保基坑施工过程中地下水管的稳定与安全。牢固。2．2．3施上过程2)先人工沿管道纵向开挖管线上的覆土，将管线暴露；调整根据现场施工条件，水管坪深为3．5m，钻孔桩施工前首先对OncomparisonofdisinfectioncraftsinurbansewagetreatmentplantsinChinaZHANGHui-fenHUJing-wenLUOTingAbstract：AimingatthecurrentsituationforthedisinfectioninsomeurbansewagetreatmentplantsinChina，thepaperintroducestheprinciplesforsomesewagedisinfectioncrafts，theirequipmentcomponentsandtheirrespectivecharacteristics，includingtheultravioletdisinfection，thechlorinedisinfection，theozonedisinfection，hasthecomprehensivecomparisonofthesedisinfectioncrafts，andpointsouttheirownappliedscopesforeachcraft，SOastodirecttherelativepersonneltohavereasonableselectionandimprovethesewagedisinfectionefficiency．Keywords：urbansewage，disinfectioncraft，principle，characteristics收稿日期：2010-08—08作者简介：牛瑞(1981一)，男，助理工程师，中铁隧道集团二处有限公司，河北三河065201