紫外與氯消毒聯(lián)用工藝對再生水回用的水質(zhì)保障研究

【摘要】在水質(zhì)處理的每一個環(huán)節(jié)，對于水質(zhì)處理廠來說，采取更加科學合理的方法是極為重要的，當前使用紫外與氯消毒聯(lián)用工藝是一個非常重要的趨勢，在對再生水回收的過程中，要做好相關(guān)的水質(zhì)保障措施。本文主要分析了紫外和氯消毒工藝如何更好地發(fā)揮作用，提出了再生水回收的水質(zhì)保障措施，希望可以為今后的相關(guān)工作提供參考借鑒。

【關(guān)鍵詞】紫外；氯消毒；再生水回收；水質(zhì)保障

污水再生回用是解決我國水資源短缺問題的重要手段。在污水再生和回用過程中，消毒作為殺滅水中有害微生物的必要措施，是保障再生水回用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，隨著我國水處理工藝水平的不斷提高，紫外和氯消毒聯(lián)用工藝已經(jīng)得到越來越廣泛的應用。因此系統(tǒng)研究其對污水處理中病原微生物的消毒效果，對提高再生水水質(zhì)從而保障人類健康具有重要的意義。

1、城市再生水的主要處理工藝

氯消毒作為常用的消毒手段，因其相對廣譜的消毒效果，低廉的價格等已被飲用水廠廣泛采用。隨著消毒副產(chǎn)物及其毒理研究，氯投量被嚴格限制以降低副產(chǎn)物的生成。對于芽孢類的微生物，要完全使其滅活則需較高氯投量[2]。紫外消毒的機理主要是通過形成嘧啶二聚體，導致DNA復制受阻，使得微生物失活，死亡，紫外消毒對于各種微生物都有較好的消毒效果尤其對氯有較高的抗性的芽孢類微生物也有較好的滅活效果。

在再生水的處理工藝流程中，主要包括混凝沉淀、CMF-s（浸沒式連續(xù)微濾膜）過濾、RO（反滲透）與O3（臭氧）、氯消毒等，其中臭氧與反滲透能夠基于實際情況進行比例的調(diào)整。針對文章所探討的氯消毒來說，主要存在著兩個加氯的位置，第一個加氯消毒位置是在混凝沉淀之前，通過這次加氯能夠為CMF-s工藝的保護提供重要的保障；而第二個加氯的位置則位于RO與臭氧工藝處理之后，即將進入清水池之前，該處加氯主要是通過管道來加的，如果在出口的位置對水質(zhì)檢測未達到標準的話還需要重新補加氯。同時，在文章的再生水處理工藝流程中，所采用的消毒劑為液氯，而具體的添加量則是基于實際情況進行人工調(diào)節(jié)的。

2、試驗部分

2.1試驗用水

以某市污水廠的再生水處理系統(tǒng)的濾池出水作為試驗用水，進行現(xiàn)場消毒中試。該污水凈化中心的再生水處理工藝是混凝/沉淀/過濾/消毒，投加的混凝劑為聚合氯化鋁（PAC），助凝劑為聚丙烯酰胺（PAM）。處理系統(tǒng)自2004年運行以來，再生水供應量為（1～1.5）×104t/d，主要用于熱電廠的循環(huán)冷卻水和園林綠化用水。其中，濁度：數(shù)字式濁度儀；色度：目視比色法；BOD5：稀釋與接種法；COD：重鉻酸鉀法；水溫：在線溫度計；pH：在線pH計；總大腸菌群：濾膜法。

2.2試驗裝置

該紫外線消毒器由深圳某公司提供，有效容積為5.6L，紫外線燈管功率為100W。經(jīng)濾池處理后的再生水由潛水泵提升進入紫外線消毒器，經(jīng)紫外線消毒后進入再生水清水池。試驗裝置安裝有進、出水在線水質(zhì)自動監(jiān)測儀。

2.3試驗方法

待紫外消毒裝置穩(wěn)定運行30min后，在進、出水取樣口同時用深褐色磨口瓶（經(jīng)濕熱滅菌）取水樣，帶回實驗室檢測。將紫外消毒后的水樣分成三份，一份立即在實驗室中檢測其總大腸菌群數(shù)；一份置于30W日光燈下照射6h后再檢測，以研究其光復活特性；另一份避光保存24h后檢測，以研究其暗復活特性。試驗中通過調(diào)節(jié)進入紫外消毒器的再生水流量來改變照射時間。消毒效果依據(jù)對水樣中微生物的去除率來評價。

3、試驗結(jié)果與分析

3.1紫外照射時間與消毒效果的關(guān)系

紫外線對微生物的滅活或破壞程度與紫外線劑量直接相關(guān)。紫外線劑量越大，對微生物的破壞程度越大，滅活的可能性越高。紫外線劑量為照射強度與照射時間的乘積，因此在照射強度不變的情況下，微生物的滅活率與照射時間密切相關(guān)。試驗中，保持紫外照射強度不變，通過調(diào)節(jié)進入消毒器的再生水流量來改變照射時間，從而改變紫外線劑量。當照射時間為2.8s時，對總大腸菌群的去除率即達到99.7%，且隨著照射時間的延長，去除率逐漸提高；當照射時間為2.8～4.8s時，去除率隨著照射時間的增加而升高的幅度比較大；當照射時間>4.8s時，去除率趨于平穩(wěn)，維持在99.99%以上；當照射時間達到5.6s時，經(jīng)紫外線消毒后的水樣中沒有檢測出總大腸菌群，去除率高達100%。這表明，紫外線消毒對總大腸菌群具有很好的殺滅效果，出水的總大腸菌群指標能夠達到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920—2002）的要求。

3.2 照射時間與光復活、暗復活的關(guān)系

紫外線的消毒效果并不是持久性的，很多被紫外線照射過的微生物，可以在可見光的照射下修復其DNA損傷而重新獲得活性，這種現(xiàn)象叫做光復活。紫外消毒后的再生水存在微生物風險性，有研究表明，經(jīng)紫外線照射后的微生物，在避光情況下也會自動修復，從而重新獲得活性，這種現(xiàn)象叫做暗復活。如何控制微生物的光復活和暗復活，成為紫外線消毒技術(shù)能否應用于再生水消毒的關(guān)鍵之一。而提高紫外線劑量是控制光復活和暗復活的有效手段。

結(jié)論：

4.1再生水經(jīng)紫外消毒后，只要紫外線劑量適當，出水中的微生物指標就可以達到《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920—2002）的要求。在試驗條件下，當紫外照射時間>5.6s時，水樣中的總大腸菌群被全部滅活。

4.2經(jīng)紫外線消毒后，微生物存在光復活和暗復活現(xiàn)象，但提高紫外線劑量能夠抑制微生物的這種復活能力。在試驗條件下，當紫外照射時間>7.5s時，總大腸菌群的光復活及暗復活能力全部喪失。由此說明，將紫外線消毒用于再生水處理中是可行的。

結(jié)語：

綜上所述，此外，紫外與氯消毒聯(lián)用工藝是非?？茖W合理的工藝措施，我們一定要在工藝運行的過程中，讓水質(zhì)能夠得到更好的保證，只有這樣才能夠進一步促使再生水回收利用的效率更高。

參考文獻：

[1]蘇乃特，張雅君，許萍.再生水常用消毒方法及其主要問題[J].環(huán)保科技，2015，01：32-35.

[2]栗巖峰，李久生，趙偉霞，等.再生水高效安全灌溉關(guān)鍵理論與技術(shù)研究進展[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2015，06：102-110.

[3]林祥勇，王秋霞.PLC與變頻器在工業(yè)污水處理系統(tǒng)中的應用[J].淮海工學院學報（自然科學版），2015，03：15-19.

作者簡介：

董萌青（身份證：370213198103034012）；

高翔（身份證：370205198003272515）；

張鑫（身份證：370202197602091413）。