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(jī)是人類社會(huì)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(yán)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(xué)污染物質(zhì)和病原微生物引起的健康風(fēng)險(xiǎn)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(jí)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(diǎn)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(diǎn)，對(duì)于提高城市污水的生物安全性具有重要意義。
　　為促進(jìn)沿海城市海水利用的研究發(fā)展與實(shí)踐應(yīng)用，本課題以實(shí)際高鹽二級(jí)出水和混凝出水為處理對(duì)象，通過現(xiàn)場模擬管路實(shí)驗(yàn)及小試實(shí)驗(yàn)，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(jí)出水、混凝出水中大腸菌的滅活規(guī)律與物化指標(biāo)的關(guān)系，首次探討了二級(jí)生物處理系統(tǒng)中污泥齡的變化對(duì)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(duì)消毒副產(chǎn)物的影響，分析

3、了氯化對(duì)管道腐蝕加劇的限度及對(duì)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(dòng)量高達(dá)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(shí)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(duì)自由性余氯的抵抗力較弱而對(duì)一氯氨等結(jié)合性余氯的耐受性較強(qiáng)，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(shí)間非主要調(diào)控參數(shù)，只要長于6-8min。
　　高鹽二級(jí)出水溫度對(duì)投氯量的影響較小，但溫度升高將導(dǎo)致消毒副產(chǎn)物生成的總量增加。氨氮含量對(duì)投氯量的影響十分顯著，建議在污水廠的實(shí)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(duì)減少。二級(jí)生物處理系統(tǒng)的污泥齡對(duì)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(jí)生物處理出水會(huì)生成較多的消毒副產(chǎn)物，說明出水中的有機(jī)物與氯有較高的反應(yīng)活性，具有較高的比有機(jī)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(dòng)，CHBr3和DBAA在副產(chǎn)物總量中所占比例較大，比有機(jī)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(duì)污水傳輸管系影響的模擬研究表明，在傳輸高鹽二級(jí)出水時(shí)，溶解氧所引起的對(duì)鑄鐵管的腐蝕是氯的17.8倍。當(dāng)溶解氧與氯同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，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(duì)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(jī)

7、物的含量存在動(dòng)態(tài)平衡的關(guān)系。對(duì)于BOD（biochemical oxygen demand）含量僅為10mg/L的高鹽二級(jí)出水，其相應(yīng)的生物膜厚度約為200μm，對(duì)于高鹽混凝出水，生物膜厚度可達(dá)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(duì)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(rèn)識(shí)，并探明了管道內(nèi)投氯消毒