摘要：近年水環(huán)境容量減少及水污染的問題日益突出，國(guó)家制定了一系列嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。城市污水處理廠為了達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的要求，同時(shí)為了更好的解決消毒過程中工藝選擇困擾，避免消毒效果不良和造成二次污染等問題，所以對(duì)各種消毒工藝進(jìn)行對(duì)比，以便城鎮(zhèn)污水處理廠在不同條件下使用合適的消毒工藝。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)污水;消毒;工藝

1 引言

城市污水主要存在著病原微生物和化學(xué)污染物對(duì)人體有害的兩大類物質(zhì)，且數(shù)量龐大。為了使排出的水對(duì)環(huán)境及人體的危害降低，減少患病風(fēng)險(xiǎn)，所以必須在排出水體前將有害物質(zhì)去除。消毒技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)的各方面的應(yīng)用都很重要，尤其是在給水技術(shù)和污水深度處理技術(shù)的應(yīng)用。

2 化學(xué)消毒法

化學(xué)消毒法的作用原理有兩種，一是通過無機(jī)制劑或有機(jī)化學(xué)制劑消滅微生物中特別的酶;二是經(jīng)強(qiáng)烈氧還反應(yīng)使細(xì)菌的細(xì)胞質(zhì)發(fā)生徹底的改變，以達(dá)到消毒的目的。

2.1 氯制劑消毒法

2.1.1 氯氣消毒

氯氣消毒是最常見的消毒方法，其主要具有三個(gè)有點(diǎn)。一來它對(duì)微生物具有很強(qiáng)的滅活性;二來它能一直起到消毒的作用;三是使用方便，成本低。最主要的缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生副產(chǎn)物。

2.1.2 液氯消毒

液態(tài)氯呈黃色，具有強(qiáng)烈的刺激性味道，有強(qiáng)氧化性。液態(tài)氯與水反應(yīng)生成的次氯酸會(huì)擴(kuò)散到細(xì)菌表面，并透過細(xì)胞壁到達(dá)病原菌內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而使細(xì)菌酶體遭到破壞，起到消毒的作用。液氯消毒具有殺菌能力強(qiáng)、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有一定局限性。一是安全性差，在輸送和運(yùn)輸過程中極易泄露，易發(fā)生爆炸;二是存在二次污染，水中一些有機(jī)物與液氯反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的含氯化合物;三是液氯與水中的氨反應(yīng)，生成的氯氨會(huì)導(dǎo)致消毒能力下降。

2.1.3 二氧化氯消毒

二氧化氯是一種氧化性很強(qiáng)的試劑，其在水處理過程中有祛色、殺菌、消味及抑制藻類生長(zhǎng)的作用，其對(duì)水體中大部分病菌都要很好的殺滅效果。二氧化氯的主要?dú)⒕鷻C(jī)理是其在同病原菌接觸時(shí)，對(duì)細(xì)胞壁有強(qiáng)大的吸附力和穿透力，后將微生物快速的破壞、分解和擴(kuò)散，并將細(xì)胞內(nèi)酶氧化，致其死亡。二氧化氯消毒的主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是在用量少的條件下殺菌效果好;二是幾乎不產(chǎn)生三鹵甲烷及其他致癌鹵化物;三是殺菌效果不受胺影響且作用后的副產(chǎn)物有抑菌作用。

2.1.4 次氯酸鈉消毒

次氯酸鈉具有很強(qiáng)的氧化性和腐蝕性，受熱會(huì)發(fā)生分解，其可以提高懸浮物、色度、總磷和有機(jī)物的去除率，同時(shí)可以很好的控制副產(chǎn)物的生成，所以次氯酸鈉是城市污水處理廠常用的消毒劑之一。次氯酸鈉的消毒原理是其發(fā)生水解后形成HClO，它能與細(xì)胞壁發(fā)生作用侵入到細(xì)胞內(nèi)，與蛋白質(zhì)產(chǎn)生氧化作用;其分子小、無電荷，可以破壞磷酸脫氫酶，使糖代謝失調(diào)致死細(xì)胞。該消毒方法具有投加精確、操作容易、方便儲(chǔ)存且對(duì)環(huán)境無威脅等優(yōu)點(diǎn)，其還可以當(dāng)作處理含氰廢水及重工業(yè)廢水的高級(jí)氧化劑^[1]。缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是成本較高，電極易結(jié)垢，需定期清理;二是配好的溶液不能長(zhǎng)時(shí)間存放。

2.2 臭氧消毒法

臭氧被贊為“綠色消毒劑”。臭氧的消毒機(jī)理主要有兩種。一是破壞細(xì)菌細(xì)胞壁，將細(xì)胞內(nèi)的酶氧化，致死病原體;二是臭氧在水中發(fā)生分解，迅速釋放基態(tài)氧。臭氧消毒快速且徹底，其能殺滅一般制劑不能殺滅的細(xì)菌，且能有效控制致癌物的形成，但該方法有四個(gè)局限。一是當(dāng)水中存在溴元素，臭氧會(huì)將其氧化形成次溴酸，有致癌作用;二是臭氧在水中的分解速度很快，為了能在管網(wǎng)末端有一定剩余臭氧，起到不讓細(xì)菌再繁殖的作用，須增加臭氧投入量，增加成本;三是現(xiàn)有污水處理廠的消毒流程大多不適宜采用臭氧消毒技術(shù);四是臭氧的發(fā)生困難且價(jià)格高。

3 物理消毒法

3.1 紫外消毒法

紫外消毒利用的是紫外光作用于DNA或者RNA等核酸物質(zhì)，將細(xì)菌、病毒、芽孢等微生物進(jìn)行滅活處理，使之失去繁殖能力，從而達(dá)到消毒效果。波長(zhǎng)分為A波、B波和C波，紫外消毒的波段在C波，長(zhǎng)度在200～275nm的范圍，一般用253.7nm的低壓汞燈進(jìn)行消毒。影響紫外線殺菌效果的關(guān)鍵跟燈管的功率、照射時(shí)間長(zhǎng)短及水層厚度等原因密切相關(guān)。伴隨使用時(shí)間的增長(zhǎng)，紫外線燈管的功率會(huì)隨其下降，殺菌效果也隨之降低。

紫外線消毒工藝具有投入較低、二次污染少的特點(diǎn);但同時(shí)也有紫外光源壽命不長(zhǎng)、燈管表面易結(jié)垢影響消毒效果和如不能持續(xù)殺毒會(huì)使微生物大量繁殖等缺點(diǎn)。目前，普遍使用的紫外燈有3種，分別是低壓燈、低壓高強(qiáng)燈、中壓強(qiáng)燈。低壓燈基本上應(yīng)用在小型污水處理廠的常規(guī)處理及再生水消毒;低壓高強(qiáng)燈主要應(yīng)用在中型污水處理廠的日常消毒;中壓燈基本用在小型水廠的日常處理和低質(zhì)水消毒。

3.2 磁化消毒法

該方法是一種相對(duì)新穎的消毒方法。作用機(jī)理一是其經(jīng)過磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流使細(xì)菌細(xì)胞遭到破壞;二是經(jīng)過更改離子穿越細(xì)胞膜的路徑使蛋白質(zhì)變性。

4 新型消毒法

近年來隨著消毒技術(shù)要求的不斷提高，涌現(xiàn)出許多新型消毒方法。這其中比較突出的就是膜分離消毒法。膜分離消毒有兩個(gè)主要的特點(diǎn)，其一是可以直接將水中微生物去除;二是能夠把水中的無機(jī)物、有機(jī)質(zhì)還有懸浮顆粒等能夠切斷微生物存活和繁殖的方式阻隔，從而輔助性起到消毒作用。膜分離消毒可以分為三類，分別是超濾、納濾和反滲透。

5 結(jié)語

由于液氯消毒運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)單，目前主要運(yùn)用于自來水處理廠消毒。城鎮(zhèn)污水處理廠主要采用二氧化氯和紫外線消毒，但由于紫外線消毒效果不穩(wěn)定，且設(shè)備維護(hù)費(fèi)用較高等因素，二氧化氯消毒在城鎮(zhèn)污水處理廠中運(yùn)用越來越廣泛。臭氧消毒主要運(yùn)用于中水處理，具有較強(qiáng)的消毒效果及脫色效果，同時(shí)再輔以加氯消毒，以保證污水中余氯要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慧芬，胡靜文，羅婷.幾種國(guó)內(nèi)城市污水處理廠消毒工藝的比較[J].山西建筑，2010，36（34）：194-196. DOI：10.3969/j.issn.1009-6825.2010.34.119.

[2]戴紅，陳莽，馬丹丹， 等.蓬安縣城市生活污水處理廠擴(kuò)能及提標(biāo)改造工程設(shè)計(jì)[J].市政技術(shù)，2019，37（4）：221-224，227. DOI：10.3969/j.issn.1009-7767.2019.04.064.

[3]鄭曉英，王靖宇，李魁曉， 等.次氯酸鈉、臭氧及其組合再生水消毒技術(shù)研究[J].環(huán)境工程，2017，35（11）：23-27. DOI：10.13205/j.hjgc.201711006.

作者簡(jiǎn)介：楊旭東，男，1987年3月10日給排水中級(jí)工程師，水處理方向。