污水的消毒（電子教案）

1、水處理工程技術(shù)教案模塊四城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)任務(wù)5污水的深度處理與回用學(xué)時(shí)6學(xué)時(shí)知識(shí)點(diǎn)污水的消毒學(xué)時(shí)2學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容1）液氯消毒 2）臭氧消毒 3）紫外線消毒教學(xué)重點(diǎn)液氯消毒教學(xué)難點(diǎn)消毒方法的選取紫外線消毒參考資料水污染控制技術(shù) 張寶軍 中國環(huán)境出版社水處理工程 王學(xué)剛 中國環(huán)境出版社水污染控制技術(shù) 王金梅 化學(xué)工業(yè)出版社污水的消毒城鎮(zhèn)污水經(jīng)過二級(jí)處理后，水質(zhì)已經(jīng)改善，細(xì)菌含量大幅減少但細(xì)菌的絕對(duì)值仍然很可觀，并存在著有病原菌的可能。城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB189182002）把糞大腸菌群列為基本控制項(xiàng)目。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和一級(jí)B類標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠，糞大腸菌群最高允許不超過10000

2、個(gè)/L，執(zhí)行一級(jí)A類標(biāo)準(zhǔn)的不超過1000個(gè)/L。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，深度處理的再生水必須進(jìn)行消毒。污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒劑，目前用于污水消毒的消毒劑有液氯、臭氧、次氯酸鈉，紫外線等。1）液氯消毒（1）消毒原理氯投入水中后會(huì)產(chǎn)生次氯酸，是極強(qiáng)的消毒劑，可以殺滅細(xì)菌和病原體。消毒效果與水溫、pH值、接觸時(shí)間、混合程度、污水濁度及所含的干擾物質(zhì)、有效氯濃度有關(guān)。液氯消毒工藝流程如圖4.5.6所示。圖4.5.6 液氯消毒工藝流程（2）設(shè)計(jì)參數(shù)污水處理后出水的加氯量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)或類似運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定。無試驗(yàn)資料時(shí)，二級(jí)處理出水可采用615mg/L，再生水的加氯量按衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)和余氯量確定?；旌铣?/p>

3、設(shè)計(jì)歷時(shí)為515s，當(dāng)用鼓風(fēng)混合時(shí)，鼓風(fēng)強(qiáng)度為0.2m³(m³min)。當(dāng)采用隔板式混合時(shí)，池內(nèi)平均流速不應(yīng)小于0.6ms。接觸消毒池的接觸時(shí)間不應(yīng)小于30min，沉降速度采用11.3mms。保證余氯量不少于0.5mg/L。例4.5.1 已知設(shè)計(jì)污水流量Q1=150000m³d=6250m³h(包括水廠用水量)，擬采用投液氯消毒，最大投氯量為a=5mg/L，接觸消毒池水力停留時(shí)間T=0.5h，倉庫儲(chǔ)氯量按30d計(jì)。試設(shè)計(jì)計(jì)算該接觸消毒池。解 （1） 加氯量Q：Q=0.001aQ1=0.0001×5×150000=750kg/d=31.

4、25kg/h儲(chǔ)氯量GG=30Q=30×750=22500kg （2）氯瓶及加氯機(jī) 氯瓶數(shù)量 采用容量為1000kg的氯瓶，共23只。 氯機(jī)選型 采用545kg/h加氯機(jī)2臺(tái)，1用1備。 （3）按接觸時(shí)間要求計(jì)算消毒池有效容積V：V=QT=6250×0.5=3125m³消毒池池體具體尺寸設(shè)計(jì)示意見圖4.5.7。 圖4.5.7 接觸消毒池池體尺寸設(shè)計(jì)示意消毒池分格數(shù)n=3；消毒池有效水深設(shè)計(jì)為H=4.0m;消毒池池長L=38，每格池寬b=7.0m，長寬比L/b=5.4;消毒池總凈寬B=nb=3×7.0=21.0m;接觸池設(shè)計(jì)為縱向折流反應(yīng)池。在第一格，每隔7

5、.6m沿縱向設(shè)垂直折流板，第二格，每隔12.67m沿縱向設(shè)垂直折流板，第三格不設(shè)。（4）校核接觸消毒池實(shí)際有效容積V： V=BLH=21.0×38.0×4.0=3192.0m³3125m³，滿足有效停留時(shí)間要求。 2）臭氧消毒臭氧由3個(gè)氧原子組成，極不穩(wěn)定，分解時(shí)產(chǎn)生初生態(tài)氧O ，具有極強(qiáng)的氧化能力，是除氟以外最活潑的氧化劑，對(duì)具有極強(qiáng)抵抗力的微生物如病毒、芽孢等具有很強(qiáng)的殺傷力。O還有很強(qiáng)的滲入細(xì)胞壁的能力，從而破壞細(xì)菌有機(jī)鏈狀機(jī)構(gòu)導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。臭氧消毒的一般工藝流程如圖4.5.8所示。圖4.5.8 臭氧消毒的工藝流程臭氧在水中的溶解度僅為

6、10mg/L左右，因此通入污水中的臭氧往往不可能全部被利用，為了提高臭氧的利用率，接觸反應(yīng)池最好建成水深為46m的深水池，或建成封閉的幾格串聯(lián)的接觸池，用管式或板式微孔擴(kuò)散器擴(kuò)散臭氧。擴(kuò)散器用陶瓷或聚氯乙烯微孔塑料或不銹鋼制成。臭氧消毒迅速，接觸時(shí)間可采用15min，能夠維持的剩余臭氧量為0.4mg/L.接觸池排出的剩余臭氧，具有腐蝕性，因此需作尾氣破壞處理。臭氧不能貯存，需現(xiàn)場(chǎng)邊發(fā)生邊使用。（1）臭氧消毒特點(diǎn)反應(yīng)快，投量少，在水中不產(chǎn)生持久性殘余，無二次污染；適應(yīng)能力強(qiáng)，在pH5.69.8,在水溫035范圍內(nèi)，消毒性能穩(wěn)定；臭氧沒有氯那樣的持續(xù)消毒能力。（2）臭氧消毒設(shè)計(jì)臭氧消毒接觸池設(shè)計(jì)為

7、如圖4.5.9所示的類型時(shí)，其容積可采用式（4.5.6）計(jì)算： 4.5.6 式中 V接觸池容積，m³； Q所需消毒的污水流量，m³h； T水力停留時(shí)間，min，一般取515min。圖4.5.9 臭氧消毒接觸池 圖4.5.9中，接觸池的2、4室的容積和布?xì)饬靠砂?：4分配，1、3、5室的水流速度可取510cms。池頂應(yīng)密封，以防尾氣漏出。當(dāng)臭氧發(fā)生器低于接觸池頂時(shí)，進(jìn)氣管應(yīng)先上彎到池頂以上再下彎到接觸池內(nèi)，以防池中的水倒流入臭氧發(fā)生器。 通常，接觸池的深度取46m，可保證臭氧和誰的接觸時(shí)間大于15min。 臭氧需要量可按式(4.5.7)計(jì)算： D=1.06aQ (4.5.7)

8、式中 D臭氧需要量，gh； a臭氧投加量，gm³； 1.06安全系數(shù)； Q所需消毒的污水流量，m³h。 例4.5.2已知設(shè)計(jì)流量Q=2000m³h(包括水廠用水量)，擬采用臭氧消毒；經(jīng)試驗(yàn)確定其最大投加臭氧量a=2mgL。試設(shè)計(jì)計(jì)算采用如圖4.5.9的臭氧接觸池。 解 （1）臭氧消毒接觸池設(shè)計(jì)計(jì)算： 容積 取水力停留時(shí)間T=9min,則臭氧消毒接觸池容積為 尺寸設(shè)計(jì) 設(shè)池寬5.2m，其余尺寸如圖4.5.9所示，則其容積為 V=5.2×4.5×13.5=316300m³，滿足有效停留時(shí)間要求。 1、3、5室的水流速度V1V3V5計(jì)算 （

9、2）臭氧發(fā)生器所需空氣量計(jì)算： 臭氧需要量D=1.06aQ=1.06×2×2000=4240g/h 臭氧化所需空氣量 取臭氧化空氣的臭氧含量c=10g/m³，則臭氧化所需空氣量為 3）紫外線消毒 1工作原理水銀燈發(fā)出的紫外線，能穿透細(xì)胞壁并與細(xì)胞質(zhì)發(fā)生反應(yīng)而達(dá)到殺菌消毒的目的。波長為25003600A的紫外光殺菌能力最強(qiáng)。紫外光需照透水層才能起消毒作用，因此處理水水質(zhì)光傳播系數(shù)越高，紫外線的消毒效果越好。所以污水中的懸浮物濁度有機(jī)物都會(huì)干擾紫外光的殺菌效果。紫外線消毒工藝流程見圖4.5.10。圖4.5.10 紫外線消毒工藝流程紫外線光源是高壓石英水銀燈，殺菌設(shè)備主

10、要有兩種：浸入式和水中式。浸入式是把石英燈管置于水中，此法的特點(diǎn)是紫外線利用效率較高，殺菌效能好，但設(shè)備的構(gòu)造較復(fù)雜。水面是的構(gòu)造簡單，但由于反光罩吸收紫外線以及光線散射，殺菌效果不如前者。（2）設(shè)計(jì)參數(shù)紫外線消毒系統(tǒng)的消毒能力可用輻照劑量（簡稱劑量）來表示，用劑量率（Doesrate）表示紫外線殺滅微生物作用的強(qiáng)度，包括紫外線燈的發(fā)射波長、停留時(shí)間、紫外線燈到水體任何位置的距離和燈的輻射強(qiáng)度等。實(shí)際應(yīng)用中，用紫外線燈輻射強(qiáng)度和照射接觸時(shí)間這兩個(gè)參數(shù)來決定劑量率。用化學(xué)藥劑消毒時(shí)，采用CT值(化學(xué)劑濃度和接觸時(shí)間的乘積)來表示化學(xué)劑劑量，紫外線消毒時(shí)則采用IT值（紫外線強(qiáng)度和接觸時(shí)間的乘積）來表示紫外線劑量。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的污水紫外線消毒的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：污水的紫外線劑量宜根據(jù)試驗(yàn)資料或類似運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定；無試驗(yàn)資料時(shí)，也可采用下列設(shè)計(jì)值：二級(jí)處理的出水為1522mj/cm2；再生水為2430 mj/cm2。紫外線照射渠的設(shè)計(jì)，應(yīng)符合下列要求：照射渠水流均布，燈管前后的渠長度不宜小于1m；水深應(yīng)滿足燈管的埋沒要求，一般為0.651.0m。紫外線照射渠不宜小于2條。當(dāng)采用1條時(shí)，宜設(shè)置超越渠。表4.5.2為一些城鎮(zhèn)污水廠消毒的紫外線劑量值。 表4.5.2 一些城鎮(zhèn)污水廠消毒的