城市综合污水消毒技术和效果研究进展

·544··专题综述·医学动物防制2005年7月第2l卷第7期城市综合污水消毒技术和效果研究进展沈元张敬平林玉娣马玉林(无锡市疾病预防控制中心无锡214002)城市综合污水是指纳入城市污水收集系统的生活污水、医疗污水和工业废水之混合污水。污水中含有数量庞大、种类繁多的微生物群，包括肠道细菌、病毒以及原生动物胞囊等，这些微生物有些是无害的，但相当部分是致病菌。水传病原体和消毒方式所带来的问题是目前世界范围的公共卫生问题，根据世界卫生组织1996年统计，在印度、孟加拉、巴西、秘鲁等第三世界国家的偏远地区，每天有非常多的婴儿或儿童死亡与通过水体传染的伤寒、霍乱、肝炎、肠胃炎等疾病n]。城市综合污水经污水处理厂二级处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对数量仍很可观，并存在有病原菌的可能，据1999年3月至2000年2月对元锡市芦村污水处理厂的水质卫生调查表明：处理前后121问水样的总大肠菌群和粪大肠菌群均大于16000个／升：出水中柯萨奇(coxsackievirus)等肠道病毒阳性率为16．7％[2]。仅经二级处理的污水对城市水体造成的影响引起了人们对健康和安全问题的更多关注，必须在去除这些微生物以后，污水才可以安全地排入水体或循环再用，而消毒是否灭活这些致病生物体的基本方法之一[3]。要对污水进行有效消毒，就要了解各种污水消毒方法、消毒浓度、作用时间以及环境因素对污水消毒效果的影响，本文就目前污水消毒的技术及其消毒效果综述如下。1污水处理工艺多年来，我国污水处理工艺一直以中小型厂(站)的一级处理为主，工艺简单，处理量小。近年来，污水处理技术有了较大的发展，一些适用于大污水量的先进的处理技术开始得到广泛应用。目前常用的处理方法为活性污泥法和它们的改良型，工艺为一、二级混合处理，部分已达到三级，如缺氧一好氧一生物脱氮除磷法(A／O)、缺氧一厌氧一好氧一生物脱氮除磷法(A／A／O)、序批式活性污泥法(SBR)、吸附生物降解法(AB)、氧化沟法、生物膜法等。这些工艺的特点是促使COD、BOD、酚等有机物进一步降解。为了更好地去除污水中氮和磷，又进一步研制了除磷脱氮技术。其特点是利用优势菌种(主要为聚磷菌)在缺氧一厌氧一好氧处理过程中(特别在好氧过程中)需要大量吸氧以供生长的原理，从而降低污水中磷氮含量[2]，使污水在这一过程中达到三级处理。这些方法的总磷和总氮去除率可达80％以上，但是上述污水处理工艺或技术本身没有消毒功能，它们对出水中病原微生物的去除效果很差。作为污水处理工艺的终端一一消毒单元在我国很多污水处理厂大都闲置，从未使用过[4]，也很少有关于污水处理厂出水消毒技术的研究报道。2常用污水消毒技术污水的消毒处理方法大致可分为物理法和化学法。物理法包括辐照法、紫外线法、超声波法、加热法、冰冻法等。化学法包括氯化法，二氧化氯法，臭氧法、阳离子表面活性剂法等[5’6]，较常用的氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线辐射等[7、8、9]。据1998年对北美洲20000座城市污水处理厂进行的调查表明，接近60％的污水厂使用氯消毒，24％的污水厂采用氯消毒并后续脱除余氯的操作方式，15％的污水厂用紫外线消毒，1％～2％的污水厂用臭氧消毒工艺[3]。2．1氯消毒技术污水氯消毒的原理主要是依靠消毒剂液氯酸盐(如NaCIO)水解后产生的次氯酸(HOCI)，氯消毒机制是次氯酸对细菌内酶功能的破坏而导致细菌死亡。氯对致病微生物有很强的灭活作用，因而被广泛用于许多污水处理厂。然而，在氯化消毒杀灭水中病原体微生物的同时，氯与水中的有机物反应，产生有诱变致癌作用的消毒副产物如THMs(三卤甲烷)等，THMs长期存在于水体，对人类和水生生物产生长期毒性影响。氯消毒常用的有液氯法和次氯酸钠法，液氯法是20世纪80年代国内最流行的方法，技术成熟，价格便宜，设备故障率和成本均明显低于臭氧法，但氯气泄漏现象时有发生，且易产生二次污染物：次氯酸钠法是20世纪90年代应用最多的方法，设备投资少，运行费用低，安全可靠，易管理，对于药源可靠的地区在污水消毒中得到广泛应用，但消毒作用不如万方数据医学动物防制2005年7月第2l卷第7期氯气强，有人对氯消毒去除回用水中大肠杆菌的效果进行了试验，结果表明7mg／L液氯接触20min，对大肠杆菌去除率约4log(99．99％)；15mg／1液氯时，约5log(99．999％)[10|．高雄市污水海洋排放消毒试验认为控制加氯量为2．0mg／L，保证30～60min的接触时间，即可保证污水进入海水前达到满意的杀灭率[n3。Dryden等[12]对污水厂氯消毒去除病毒效果检测表明，当污水中余氯为5—10mg／L时，病毒的去除率达到4log(99．99％)．OIivieri等口胡对氯消毒试验研究表明当液氯浓度和接触时间乘积(