几种常用水处理消毒工艺的对比

几种常用水处理消毒工艺自勺对比

肖兰志１

高金龙２

王

栋３

（１河北衡水污水处理厂，衡水０５３０００；２河北科技大学，石家庄０５００１８；

３石家庄市绿源环保技术开发有限公司，石家庄０５００１８）

摘要针对水处理中几种常用消毒工艺，进行了介绍和特点分析，从定性的角度给出了具体工艺的选择建议，以供业内同行和广大用户参考。

关键词

液氯二氧化氯

臭氧

紫外线

组合式消毒

５ＮａＣｌ０２＋４ＨＣｌ一４Ｃ１０２＋５ＮａＣＨ一２Ｈ２０（２）

Ｏ引言

随着人们生活水平的不断改善和环境意识的不断增强，对饮用水水质的标准和污水处理及回用的标准要求也越来越高；传统以液氯为主的消毒方式，由于易产生消毒副产物，引起了人们的普遍担忧。近几年二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒以及几种消毒工艺构成的组合式消毒，从技术工艺到各地的实践应用中，得到了快速的发展，也积累了丰富的经验和运行数据。１几种常用消毒工艺１．１液氯消毒

１．２．２复合二氧化氯工艺。

复合二氧化氯工艺采用氯酸钠加盐酸工艺，生成二氧化氯和氯气的混合物。根据反应条件的不同，产物中有大量的氯气，有时达４０％～５０％，已失去替代氯气的基本意义。

ＮａＣｌ０３＋２ＨＣｌ一Ｃ１０２＋１／２Ｃ１２＋Ｎａａ＋Ｈ２０１．３紫外线消毒

紫外线消毒，是一种纯物理消毒。利用浸入水中的紫外线灯产生２００～４００ｎｍ的Ｃ紫外光进行消毒。该波段的紫外光易被生物体内的核酸物质（ＤＮＡ、ＲＮＡ）吸收，核酸物质吸收足够剂量的紫外线后，就发生变性，细菌病毒不能再复制，失去了大量繁殖的功能，从而被灭活。

目前，业内紫外线灯管的波长多集中在２５３．７

（３）

２０世纪７０年代以前，液氯消毒一直作为最主

要的消毒工艺，因其简单易得、广谱性、高性价比而得到世界各国的普遍采用。至今，这一传统的消毒方式仍被大量应用。液氯系统一般包括加氯机、混

ｍ。

合池、搅拌设备和氯瓶等，液氯需要外运。

１．２二氧化氯消毒

二氧化氯系统包括二氧化氯发生器、投加系统、原料储罐等。二氧化氯具有强氧化性，纯二氧化氯消毒原理不同于液氯，因而不产生三氯甲烷等毒副产物。二氧化氯消毒工艺分为纯二氧化氯和国内特色的复合二氧化氯工艺，复合二氧化氯工艺由于过程中有氯气产出，无法避免三氯甲烷等副产物的生成。

Ｌ

紫外线消毒系统包括电源控制系统、紫外灯管、紫外灯

清洗系统等。１．４臭氧消毒

臭氧具有很强的氧化能力（仅次于氟），能氧化大部分有机物。近几年也被逐渐推广到大型市政水处理项目中。臭氧灭菌过程属物理、化学和生物反应，臭氧灭菌有以下３种作用。

（１）臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶，使细菌灭活死亡。

２．１纯二氧化氯工艺

纯二氧化氯工艺最普遍的方法是以亚氯酸钠为

原料。由于亚氯酸钠与氯酸钠相比成本高，造成二氧化氯的消毒成本大大增加，其反应原理见式（１）、式（２）。

２ＮａＣｌ０３＋２Ｈ２Ｓ０４＋Ｈ２０２＋复合催化剂

—，２Ｃ１０２＋２ＮａＨＳ０４＋２Ｈ２０＋０２

（１）

（２）直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞

壁、ＤＮＡ和ＲＮＡ，导致死亡。

（３）渗透胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生透性畸变，溶解死亡。因此，臭氧能够除藻杀菌，对病毒、芽孢

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等生命力较强的微生物也能起到很好的灭活作用。

另一方面，臭氧的强氧化作用，可用于水质脱色、除臭、除异味，这也是在自来水和高标准回用水中采用臭氧的一个重要原因。

大型臭氧发生系统一般由气源、臭氧发生器、电源系统、冷却水系统、ＰＬＣ控制系统、臭氧投加及尾气破坏系统组成。

２几种常用消毒工艺优缺点分析２．１液氯消毒

使用液氯最大的优点是价格便宜，杀菌力强，工艺简单，技术成熟，药剂易得，投量准确，有后续消毒作用，不需要庞大的设备。

缺点是：液氯的运输和储存不是十分安全，容易发生泄漏；另一方面：水中有机物过多时，氯可与水中多种物质形成致癌或致病变的产物。２．２二氧化氯消毒

二氧化氯作为替代氯气的水处理剂，因其Ａ１

级广谱、高效，被誉为第四代消毒剂。

其优点是：不但具有广谱消毒性能，同时还可以避免产生消毒副产物。同时，二氧化氯可以氧化水中的锰、铁、有机物等杂质，有持续的消毒作用。高效高纯二氧化氯工艺的出现，不用再担心成本问题，基本与液氯相当。

缺点是：二氧化氯不稳定且具有爆炸性，因而在用量大必须现场制造时，尽管系统设计和运行中有足够的防备措施，但仍需注意设备的性能和安全操作。２．３紫外线消毒

紫外线消毒技术如今已被广泛应用于各类城市污水的消毒处理中。紫外线消毒技术在自来水项目中，国外已有很多成功运行的案例。在国内，近几年开始推广，如在天津开发区净水厂三期项目中已得到应用。

紫外线消毒优点是：不投加化学药剂、不增加水的臭和味、不产生有毒有害的副产物、消毒速度快、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优点。

缺点是：紫外线消毒效果受水质尤其是悬浮物、浊度的影响大，设计主要参数称作紫外线穿透率。尤其是污水出水穿透率相差很大，当穿透率从６０％降低到５０％时，需要的紫外线剂量要增加一倍，同

样设备的配置和运行费用也同倍增加；另一方面，紫外线消毒没有余氯效果，在后续的管网中，经常需要补氯，这就是所说的组合式消毒工艺。再者，进口设

备一次性投资较高。

２．４臭氧消毒

臭氧消毒的优点是：作为一种强氧化剂，它具有高效无二次污染，既能氧化有机物，又能杀菌除色、臭、味等特点，除能有效杀灭细菌以外，对各种病毒

和芽胞等生命力强的生物也有很大的杀伤效果。臭氧消毒不受污水中ＮＨ。一Ｎ和ｐＨ的影响，其最终

产物是二氧化碳和水。

缺点是：与上述几种消毒方式相比，臭氧设备投

资高，操作复杂，耗电量大，运营费高，与紫外线消毒

一样，无持续的消毒效果。３具体消毒工艺的选择

针对不同水处理工艺，不同的水中污染物种类和浓度，以及不同的出水指标要求，需选择适合的消毒工艺。

３．１

自来水消毒

由于水源地的污染，造成水中有机物的增加，液

氯消毒产生消毒副产物及余氯的不愉快气味限制了

它的应用范围；采用高纯二氧化氯消毒工艺，因投资少、运行费用低，具有广谱杀菌性能和强氧化性，成为发展方向之一，但前提是确保消毒系统性能的提高及安全性。

紫外线消毒工艺，由于不增加任何化学物质，可以提高自来水水质；但当水中有机物较多，或锰铁杂质超标时，由于紫外线不具有氧化去除作用，使用中需配合其他氧化措施，同时出水需要增加氯胺等长效余氯工艺，也即需采用组合式消毒方式。

３．２中水回用消毒

对于中水回用消毒，由于回用水中杂质及有机物含量高，不宜采用液氯消毒工艺。紫外线消毒近几年在中水回用项目中应用较多，但受悬浮物、浊度的影响很大，总体消毒效果业内参考数据有限，同时，余氯要求仍然存在与自来水消毒一样的问题。有高水质要求的中水回用，会涉及到脱色、除臭指

标，采用臭氧消毒是一个不错的选择，但设备采购、

运行维护费用偏大；对于水质要求不是特别高、资金

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水厂丹级改造巾生物过滤滤池研究与应用

丁云鹤倪席标

（台州中昌水处理设备有限公司，台州

３１８０００）

摘要介绍了生物过滤滤池的滤料和配水布气系统的技术创新。其一，新型高强度均质陶粒

破碎滤料具有良好的生物硝化性能，颗粒滤料表面易于挂生物膜，利于生物膜更新。其二，滤头的

平整度是生物过滤滤池配气布水均匀的关键，整体浇筑滤板与可调节滤头是滤池配水布气系统的技术进步。

关键词

生物过滤技术

高强度均质陶粒破碎滤料

筒压强度

生物膜

气水冲洗

配水布

气系统整体浇筑滤板可调节滤头

０前言

生物过滤滤池是指在气水冲洗滤池滤料表面培

滤料；②能针对超薄生物膜这一生物砂滤池的重要特征（生物膜厚度只有污水处理工艺中的１／１０），对

养生物膜，使常规工艺条件下滤池在保持传统快滤

池过滤能力的同时，借助微生物的降解作用较好地去除水中微量有机物。将生物处理技术引人气水冲洗普通快滤池，在实际工程中取得了较好的处理效果。率先在氨氮超标的微污染源水典型地区（嘉兴贯泾港水厂和上海南汇水务航头水厂）采用高强度均质陶粒破碎滤料（粒径ｏ．８～１．ｏｍｍ）和整体浇筑滤板与可调节滤头的配水布气系统，实现了对源水的生物降解和过滤水浊度去除的双重功能。生物过滤滤池技术克服了生物预处理需要增加新的土建构筑物、曝气设备以及深度处理工艺投资较高的问题，在技术和经济上是可行的。

该技术的难度在于：①生物过滤滤池必须兼有降解有机物的生物功能和降低混浊度过滤的双重功能，因此必须选择能满足大型水厂长期有效运行的

滤料上生物膜的更新要有恰当的控制方法。

１

高强度均质陶粒破碎滤料

生物膜载体——填料（生物滤料）是生物过滤滤

池中供微生物生长的载体，是微生物栖息和繁殖的

场所，形成的超薄生物膜能提高氧的传递效率。同

时在运行中又承担着截留悬浮物质的作用，是生物过滤滤池的经典，决定了生物过滤滤池实现双重技术功能。

生物处理的关键在于能否聚集一定数量的生物膜。采用单层生物砂滤池的优点是几乎没有改变原

先的工艺条件；但是单层生物砂滤池挂膜效果稍差，

反冲容易落，恢复挂膜也比较费时，过滤周期短且对冲击负荷的适应能力较差，在实际运行中不能有效的体现生物过滤滤池的优势，因此实际上难以在大型水厂推广应用。

气ｅ气ｅ气ｅ＾≈＾≈＾心＾心代ｅ气也气ｅ气ｅ气ｅ气℃—ｅ气ｅ气ｅ气ｅ吨ｅ气ｅ气ｅ气ｅ气ｅ气也气ｅ＾心＾世＾七＾世＾≈乍ｅ气ｅ气ｅ气Ｃ气啦水水水硝尔水水水水水求础，∞状况和技术力量不太好的项目，纯二氧化氯消毒应该有足够的市场。３．３污水达标排放消毒

对于并不要求中水回用的污水处理厂出水消毒，《城镇污水处理厂污染物排放标准》也有明确的消毒指标要求。几年来，紫外线消毒是这类项目中主消毒方式，但受水中悬浮物及浊度的影响，一些项目实际上消毒效果难以令人满意。因为紫外线消毒的效果，取决于有效的紫外线剂量，一些项目的紫外

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穿透率按６０％进行工艺设计，但实际出水穿透率在４０％～５０％的可能更多，再加上一些设备本身的性能问题，选择紫外线消毒需要慎重考虑。在这类项目中，出水水质好，穿透率在６０％左右的项目，采用紫外线消毒工艺比较合理；出水水质差，穿透率低的项目，纯二氧化氯消毒工艺，应该更加适用。

◇通讯处：０５３０００河北衡水污水处理厂

Ｅ－ｍａｉｌ：１ａ１１ｚｈｉｖｉｐ＠１２６．ｃｏｍ收稿日期：２０１２一０８一０３

几种常用水处理消毒工艺的对比

作者：作者单位：

肖兰志， 高金龙， 王栋

肖兰志(河北衡水污水处理厂,衡水,053000)， 高金龙(河北科技大学,石家庄,050018)， 王栋(石家庄市绿源环保技术开发有限公司,石家庄,050018)

引用本文格式：肖兰志. 高金龙. 王栋 几种常用水处理消毒工艺的对比[会议论文] 2012