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市政水紫外線消毒器水消毒技術及市政水處理消毒技術

時間:2017-04-14 10:06:05   來源:   作者:   點擊:910次
水的消毒是市政水處理領域中一個重要的環節。現有的市政水處理消毒技術主要包括Cl以及Cl制劑消毒、ClO2消毒、臭氧消毒、紫外線消毒器消毒及新型消毒技術,以下就Cl以及Cl制劑消毒、ClO2消毒、臭氧消毒、紫外線消毒器消毒及新型消毒技術幾種消毒進行簡單的介紹:
1.Cl以及Cl制劑對水的消毒
利用Cl來對水進行消毒是至今仍被廣泛采用的一種方法,人們對于它消毒的原理也比較熟悉。采用Cl對水進行消毒,主要就是通過其中HClO的氧化作用進行殺菌,因為次Cl酸HClO是一個很小的中性分子,因此它能夠擴散到帶有負電的細菌的表面,然后穿透細菌的細胞壁進入到細菌的內部,發揮其氧化的作用對細菌內的酶系統進行破壞從而殺死細菌。
液Cl,是一種有毒的,腐蝕性很強的化學物質,因此,在對其進行運輸或是貯藏及使用的過程當中,我們都必須要嚴格的管理,它通常情況下在比較大型的水處理廠中使用。Cl制劑比起液Cl來比較安全,但是漂白蒶中有效的Cl很容易分解,造成使用的不方便性;NaClO不能夠貯藏,必須在現場使用,而且其產氣量也比較小,受到各方面的限制它的使用不是那么的普遍。Cl消毒能夠以較快的速度殺死水中存在的細菌,成本也不是很高,但是在Cl消毒的過程當中很容易產生一些有害的物質,這些經過Cl化了的有機污染物,形成有機Cl化物之后不僅使得水容易產生異味,而且這種污染物有毒并致癌,對人的生命安全造成威脅。
2.ClO2對水的消毒
ClO2是一種強氧化劑,它有很好的細胞壁吸附能力以及細胞壁的穿透能力,可以有效地快速地進入細菌內部對其酶系統進行破壞,從而達到快速殺菌的作用,因此運用ClO2對水進行消毒不失為一種理想的方法,它兼具了其它消毒劑的優點。因為ClO2是一種氧化劑,并不是Cl化劑,因此,它與水中的很多有機物都不發生反應,如果反應也只是生成了氧化的產物,不會造成污染,ClO2的殺菌和消毒作用,要遠遠的超過運用Cl及Cl化劑消毒。
3.運用O3對水進行消毒
O3消毒技術的應用,可以有效對水進行殺菌和消毒,因為其所產生的有害物質很少,同時能夠使水中溶解氧增加,實現水的脫色和去臭,能夠殺滅水中的藻類,也可以分解和氧化水中的Mn、洗滌劑、色素以及懸浮的顆粒和有機農藥,進而使得水質得到了大大的改善。運用O3進行消毒所要解決的主要問題就是其生產的設備比較龐大,生產的流程又比較復雜,對其運行和管理的水平要求也比較高,O3的制取生產率比較低,所消耗的電能也比較大,基礎建設投資大,成本比較高;除此之外,O3還是一種不穩定的氣體,很容易在水中分解。因此,單獨運用O3進行消毒很難保證持續性的殺菌消毒效果。
4.運用紫外線消毒器對水進行消毒
紫外線能夠改變核糖核苷酸和脫氧核糖核苷酸中含氮的物質,它可以在相鄰的核苷之間形成二聚物產生新鍵,通過這種作用就可以致使水中的微生物不能夠實現自我的復制,從而達到了消毒的目的。因此,運用紫外線對水進行消毒既方便又快捷。但是其消毒的效果卻受到多方面因素的影響,消毒之后的水還應該進行必要的預處理。運用紫外線消毒技術的優點比較突出,尤其是在水量較小的情況下能夠充分的發揮其優勢,即用低劑量在較短的時間內就能夠殺滅水中的細菌。紫外線消毒設備安裝比較容易,其管理和運行又都非常的方便,更重要的是運用紫外線進行水處理是一種物理處理,不會向水中增添新的物質,消毒后的水中也不會產生有毒副作用的產物。而病毒的本身抵抗紫外線的能力很弱,如果病毒通過宿主的保護之后就增強了病毒抵抗紫外線的能力,因此,運用紫外線對水進行消毒也要進行預處理,也不能夠保證持續性的殺菌消毒的效果。
自1910年Cernovedeow和Henvi第一次將紫外線消毒技術用于飲用水消毒,紫外線技術在水處理領域得到了快速發展。在歐美許多國家的水處理廠中,飲用水紫外線消毒器被廣泛采用。如在芬蘭的赫爾辛基處理能力達萬噸的紫外線消毒裝置已在一家企業投入使用。從70年代末期開始,飲用水紫外線消毒器與污水紫外線消毒器等紫外線消毒技術被廣泛的應用于飲用水和市政污水的消毒工藝。而隨著紫外線消毒技術的不斷成熟,紫外線消毒產品在不斷進步的同時也逐漸得到國內設計師和終端用戶的青睞。
紫外線消毒與傳統的化學消毒劑殺菌相比,屬于一種物理反應,紫外光子輻射導致的光化學反應來完成消毒任務,而不向水體內投加任何的化學藥劑。如果水體能不受到外來污染物影響,經中壓紫外線技術后的水體可以一直確保消毒效果,有效避免復活反應發生。但是無論是飲用水紫外線消毒器處理后或是污水紫外線消毒器處理后,在消毒之后的都會在不同程度上再次被污染,比如管線內壁的污染物或是管線可能存在的滲漏點。因此建議將紫外線消毒工藝與其他一種化學方法相結合(組合工藝),將市政水紫外線消毒器系統置于過濾池和清水池之間,保證組合消毒工藝更加合理的同時,確保化學消毒劑與水有充分的接觸和反應時間。歐洲一些國家比如荷蘭、德國、法國和北歐(芬蘭、丹麥、瑞典和挪威)等國家采用紫外線單一消毒工藝,可以確保供水安全性。主要由于供水管網相對較短,水源水質比較好,并采用高壓供水方式可以有效的避免管網的二次污染。而對于管網長,且相對老舊的供水管網,自來水廠則采用紫外線再加Cl的組合消毒工藝,以保證自來水在市政管網內不受二次污染,例如美國、西班牙和意大利。為了有效避免光復活現象和確保有效的紫外線劑量,市政水紫外線消毒器系統也可以安裝在二次供水的水泵出口、貯水池、居住區高位水箱出水口或其它靠近用水點的管道上。
在自來水消毒中,紫外線比化學消毒劑更大的優勢來源于紫外線可以殺滅自來水中的隱孢子蟲。隱孢子蟲屬于原生動物,寄生于動物體中和人體中,可引起隱孢子蟲病。寄生于人體內部的微小隱孢子蟲,是機會治病原蟲,可以導致嚴重腹瀉的一種腹瀉病原,且具有感染性。1987年在美國的佐治亞州,大約有1.3萬居民同時發生了腸炎癥狀,在自來水中找到了隱孢子蟲的囊卵,這是歷史上第一次隱孢子蟲病通過市政供水系統大規模爆發。1993年,美國威斯康星州的市政供水系統又一次被隱孢子蟲污染,40萬人同時腹瀉。1987年在國內也發現了人體隱孢子蟲病的病例,隨后其他一些省市也相繼報到了一些病例,在腹瀉患者中,隱孢子蟲的檢出率達13.3%。在發生疫情的引用水處理系統中,消毒工藝均采用Cl化消毒法(包括Cl氣、次Cl酸鈉、二氧化Cl和Cl胺),經檢驗Cl化消毒系統運行正常,并且保障足夠的余Cl量和接觸時間。大量事實和研究表明,傳統的Cl化消毒方法不能提供足夠的劑量,在隱孢子蟲侵入時不足以確保飲用水的供水安全。市政水紫外線消毒器紫外線消毒技術的不斷進步和紫外線消毒反應器的不斷完善,從1993年對隱孢子蟲90%除率,達到1999年99.99%的去除率。紫外線技術已被認可為適合殺滅隱孢子蟲(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(Giardia)消毒的技術,特別適用于地表水和其它易受感染水源。這也美國將紫外消毒工藝作為自來水消毒的更佳手段寫入供水法規中的原因。
紫外線消毒技術是一種物理消毒方式,具有廣譜殺菌能力,也是唯一不會產生消毒副產物的消毒方法。目前,紫外線消毒技術已經發展成為安全可靠、高效環保的消毒技術,在國外各個領域得到了廣泛的運用。在我國,紫外線消毒技術因其節能環保的特性而日益受到注重與推廣,正逐步取代傳統化學消毒方法,成為主流的水處理凈化技術。
新型的市政水處理消毒技術:
a)進行生物消毒。隨著生物科技的發展,具有生態環保作用的生物消毒技術在進行水消毒的過程中也被廣泛的應用。在自然環境中有一部分生物分泌出的物質既能夠殺菌消毒同時還能起到環保的作用。人們很早就發現了這一現象并且很早就利用這些生物以及他們的代謝產物進行消毒,從而形成了生物消毒法。那么傳統的生物消毒方法是直接的運用生物個體進行消毒,其過程比較緩慢,消毒的效果也不是十分確定,消毒率低,其應用不能達到規模化的水準,同時也不能滿足現代水處理消毒的要求。但是之后人們從生物體中提取出了具有消毒作用的活性物質,便使得生物消毒技術能夠大規模的運用在市政水處理消毒上面,其前景比較廣闊;
b)運用光催化進行消毒。運用光催化消毒的原理:因為當光照射在光的催化劑表面上時,就會生成空穴和電子,電子又具有氧化還原的能力,與空氣中的水反應生成過氧化氫。而空穴和水反應時,又會生成一種活性氧。那么細菌一旦接觸到了經過光催化后的水的表面,就會在氧化還原的作用下被殺滅;
c)運用電場進行消毒。電場消毒有三種具有消毒作用的因素,一種就是在水通過電場的時候所產生的一些強氧化劑;另一種是水本身產生了一種氧化性非常強的但是存在時間非常短暫的自由基;還有就是電場的本身對細菌的細胞具有的破壞作用。電場消毒這三種消毒因素的存在使得消毒整個過程都變得快速簡單。
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