基于混凝或生化處理的高鹽污水氯化消毒技術(shù)研究.pdf

1、淡水危機是人類社會共同面臨的環(huán)境問題，隨著人口的不斷增長和城市化水平的逐步提高，未來淡水資源的形勢更加嚴峻。在沿海城市海水直接利用成為緩解淡水供需矛盾的重要途徑之一，但是海水利用所產(chǎn)生的高鹽污水在處理后攜帶的化學污染物質(zhì)和病原微生物引起的健康風險問題也隨之產(chǎn)生。因此，以控制城市污水處理廠的高鹽二級出水和混凝出水中病原微生物的數(shù)量及消毒副產(chǎn)物生成量為目的的研究已成為目前的研究熱點之一。污水氯化消毒技術(shù)是最普遍的消毒方式，具有殺菌效果好、處

2、理成本低、使用方便、易管理等優(yōu)點，對于提高城市污水的生物安全性具有重要意義。
　　為促進沿海城市海水利用的研究發(fā)展與實踐應(yīng)用，本課題以實際高鹽二級出水和混凝出水為處理對象，通過現(xiàn)場模擬管路實驗及小試實驗，全面系統(tǒng)研究了高鹽污水氯化消毒的效能，考察了高鹽二級出水、混凝出水中大腸菌的滅活規(guī)律與物化指標的關(guān)系，首次探討了二級生物處理系統(tǒng)中污泥齡的變化對消毒副產(chǎn)物生成的影響，并研究了溫度、投氯量、氨氮、溴離子濃度等對消毒副產(chǎn)物的影響，分析

3、了氯化對管道腐蝕加劇的限度及對管內(nèi)壁生物膜生長脫落的影響。
　　高鹽混凝出水需氯量的日變化/月變化較大，沒有呈現(xiàn)明顯的變化規(guī)律。白天波動量高達8.0mg/L，早上的需氯量最高；夜間需氯量略低，月平均需氯量變化趨勢與白天基本一致。高鹽混凝出水需氯量的日變化系數(shù)、時變化系數(shù)、總變化系數(shù)分別為Kd=1.477，Kh=1.094，Kz=1.616。高鹽混凝出水中的大腸菌對自由性余氯的抵抗力較弱而對一氯氨等結(jié)合性余氯的耐受性較強，出水中大腸

4、菌（E.coli）的數(shù)目主要受控于水中TRC（total residual chlorine）的量，接觸反應(yīng)時間非主要調(diào)控參數(shù)，只要長于6-8min。
　　高鹽二級出水溫度對投氯量的影響較小，但溫度升高將導致消毒副產(chǎn)物生成的總量增加。氨氮含量對投氯量的影響十分顯著，建議在污水廠的實際氯化工序中緊密監(jiān)測出水中氨氮的含量。氯和氨氮濃度的共同增加將提高氯-氨反應(yīng)的反應(yīng)物濃度而使副產(chǎn)物的生成量相對減少。二級生物處理系統(tǒng)的污泥齡對消毒副產(chǎn)物

5、的生成有較大影響，采用較長污泥齡的二級生物處理出水會生成較多的消毒副產(chǎn)物，說明出水中的有機物與氯有較高的反應(yīng)活性，具有較高的比有機物的CBPs生成能力，即CBPs/DOC（chlorination by-products/dissolved organic carbon）值較高。高鹽污水中的溴離子使生成的CBPs向含溴的副產(chǎn)物方向移動，CHBr3和DBAA在副產(chǎn)物總量中所占比例較大，比有機物的溴代消毒副產(chǎn)物的生成量與污水的SUVA（sp

6、ecific UV absorption）值之間不存在正相關(guān)關(guān)系。
　　氯化過程對污水傳輸管系影響的模擬研究表明，在傳輸高鹽二級出水時，溶解氧所引起的對鑄鐵管的腐蝕是氯的17.8倍。當溶解氧與氯同時出現(xiàn)時，即使溶解氧含量接近飽和，也并未產(chǎn)生協(xié)同腐蝕作用。加氯消毒對鑄鐵管的腐蝕主要受控于溶解氧而不是水中余氯的含量。腐蝕速率隨氧化劑含量的增加而提高，但隨余氯提高的速率要比隨溶解氧提高的速率小得多。管道內(nèi)壁附著的生物膜的生長與出水中有機

7、物的含量存在動態(tài)平衡的關(guān)系。對于BOD（biochemical oxygen demand）含量僅為10mg/L的高鹽二級出水，其相應(yīng)的生物膜厚度約為200μm，對于高鹽混凝出水，生物膜厚度可達300-500μm，即使水中余氯增加到5.0mg/L甚至更高，并未影響生物膜的生長和脫落，出水中懸浮物的含量也并未顯著增加。
　　通過本文的研究，對高鹽出水中E.coli的滅活規(guī)律和消毒副產(chǎn)物生成特性有了更深入的認識，并探明了管道內(nèi)投氯消毒