临安市污水处理厂紫外线消毒系统设计

SOUTHWESTWATER&WASTEWATERVol.31No.52009西南给排水1工程概况临安市污水处理工程于1999年8月开工建设，总规模为6万m3/d，厂区总占地面积75250m2，采用具有一定脱氮除磷效果的三沟式氧化沟工艺。一期建设规模为2万m3/d，建成于2001年1月；二期工程规模为4万m3/d，占地面积27250m2，于2005年2月建成投产，经试运行其处理效果良好，满足设计确定的排放标准。根据2003年7月1日起实施的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的要求，临安市污水处理厂出水执行一级B标准，其处理后出水的粪大肠菌群必须达到10000个/L。按常规，二级生活污水处理厂的尾水中粪大肠菌群数一般都在105～109个/L左右，所以必须采用消毒才能达到排放标准要求。2消毒处理系统确定消毒的目的是消灭或灭活致病细菌和其它致病微生物。目前常见的消毒处理方式有两大类：化学消毒方法主要有液氯、二氧化氯、漂白粉、臭氧消毒等，物理消毒方法主要有紫外线消毒。上述消毒方式是在各时期随着科技发展和使用要求逐步形成的，各有优缺点。加氯消毒作为有效的消毒方式，在历史上为保护人类生命健康做出过巨大贡献，目前仍是大多数水厂、污水厂使用的传统消毒方法。但是，加氯消毒工艺中的余氯对受纳水体中的鱼类等生物具有毒性，可导致其大量死亡，同时在与水中有机物发生复杂反应后会产生三卤甲烷等致癌、致基因畸变的消毒副产物，此外，较高的运行费用和储存管理费用以及安全生产和风险管理也使加氯消毒存在诸多问题。当化学消毒剂从最早的液氯，发展到氯胺、二氧化氯和臭氧，但化学消毒剂作为理想的安全消毒剂是不成功的。另一方面，经过80年的研究与应用，特别是通过最近UV对贾第虫、隐孢子卵囊的灭活证明，物理消毒方法紫外线消毒已发展成为在饮用、污水、回用水及工业用水的最安全、最环保的消毒技术，而且已经将应用技术转化为方便使用的成套处理设备。临安市污水处理厂紫外线消毒系统设计李廷华摘要临安市污水处理工程设计总规模为6万m3/d，一期建成2万m3/d处理能力，二期4万m3/d于2005年2月完成建设。介绍了紫外线消毒技术的原理、主要特点，并与其它消毒方法进行比较，如何确定设计参数、计算紫外剂量、选择消毒装置、系统尺寸计算和进行消毒渠道设计，还展望了该技术的应用前景。关键词紫外线消毒粪大肠菌群比较原理特点设计参数紫外线剂量系数渠道表1加氯消毒与紫外线消毒比较表消毒方法加氯消毒紫外线消毒（UV）优点缺点◆对细菌有效，杀菌效果好◆历史悠久，使用广泛，工艺成熟◆可保持及监测余氯，延长处理效果，杀毒彻底◆如不考虑安全问题，则投资费用相对较低◆处理过水的残余毒性必须通过脱氯降低◆有害气体必须进行特别处理◆产生三卤烷（三氯甲烷THMS）及其他有毒的有机氯◆加氯接触池，向空气中释放有机化合物◆增加总溶解固体（TDS），氯化物浓度从而影响出水pH值◆对原生动物的灭活相对无效（如：贾第鞭毛虫、隐孢子虫）◆通常可以灭活大肠杆菌的常规剂量，对很多致病病毒、孢子、卵囊无效◆公众日益关注储气地点的气体泄漏风险以及有机氯副产物带来的健康风险◆占地面积、空间大◆对细菌、病毒、原生动物有效，即具有广谱杀菌性◆无毒排放，无消毒副产物◆不需运输、使用、储藏有毒或危险化学药剂◆NPV较低◆无需建筑物◆接触时间极短◆空间要求及占地最小◆紫外光消毒是在腔体内照射，不影响接受水体中的生物种群◆不能通过检测残余物监测工艺性能◆无残余消毒作用◆处理某些微生物需较高的剂量5··SOUTHWESTWATER&WASTEWATERVol.31No.52009西南给排水通过上述加氯和紫外线两种消毒处理方法的比较，可见加氯消毒具有方便、杀菌效果好、彻底、经济等优点；其缺点是处理后污水中含有的有机污染物与氯产生对人体有害的三氯甲烷致癌物，对污水中某些原生动物、致病病毒、孢子、卵囊相对无效，且具有有毒气体泄漏风险。而采用紫外线消毒方法可以破坏有机物，不会产生有害物质，处理后的水无色无味，其缺点是消毒效力受水中紫外光的穿透率、总悬浮物、固体颗粒尺寸的影响，无残余消毒效果，消毒费用较高。目前国内大部分净水厂、污水厂都采用传统的液氯法消毒，同时更为安全、高效、稳定的紫外线消毒处理方式也逐步得到推广，我国华东、华南已有部分污水处理厂出水采用了紫外线消毒处理。鉴于本工程受纳水体青山湖是下游诸多城市的饮用水源，为保证公众的身心健康，不适宜采用加氯消毒法。考虑到受纳水体的特殊要求，本工程出水消毒处理采用紫外线消毒法。3紫外线消毒的原理及主要特点紫外线一般分为四种不同的波段，紫外－A（315～400nm），紫外－B（280～315nm），紫外－C（200～280nm），真空紫外光（100～200nm）。其中C段波杀菌效果最好，尤以波长为