污水回用中二氧化氯的消毒、脫色效能

論文類型	技術與工程	發表日期	2000-09-01
來源	《中國給水排水》2000年第9期
作者	沈曉南,王福浩,謝經良,韓啟濤,宋君英
關鍵詞	二氧化氯脫色消毒污水回用
摘要	沈曉南，王福浩，謝經良，韓啟濤，宋君英，王冬仁（青島市海泊河污水處理廠，山東青島266021 ）　　摘要：通過小試、中試，研究了ClO2對污水廠二級出水消毒、脫色、絮凝的影響，得出消毒脫色的最佳濃度及接觸時間，并利用其微絮凝作用，在投加絮凝劑PAC之前投加ClO2，可有效 ...

標題：

污水回用中二氧化氯的消毒、脫色效能

可見全文

作者：

沈曉南;王福浩;謝經良;韓啟濤;宋君英;王冬仁;

發布時間：

2000-9-17

出自：

《中國給水排水》2000年第9期

關鍵字：

二氧化氯;脫色;消毒;污水回用

摘要：

簡介：

沈曉南，王福浩，謝經良，韓啟濤，宋君英，王冬仁
（青島市海泊河污水處理廠，山東青島266021 ）

　　摘要： 通過小試、中試，研究了ClO₂對污水廠二級出水消毒、脫色、絮凝的影響，得出消毒脫色的最佳濃度及接觸時間，并利用其微絮凝作用，在投加絮凝劑PAC之前投加ClO₂，可有效地去除COD。
　　關鍵詞： 二氧化氯；脫色；消毒；污水回用
　　中圖分類號：TU991.25 文獻標識碼：C 文章編號：1000-4602(2000)09-0053-03

　　青島市海泊河污水處理廠運行至今已滿5年了。該廠采用AB工藝處理城市污水，處理量為(8～12)×10⁴ m³/d。在建廠的同時配套建設3000m³/d回用水裝置，供沖廁、綠化等用，替代自來水。其工藝為二級出水→氯氣消毒、脫色→纖維球過濾→回用。后因二級出水水質不穩定，懸浮物過高堵塞過濾器，將回用水工藝改造成二級出水→絮凝混合→斜板沉淀→氯氣消毒、脫色→纖維球過濾→回用，使回用水質量大大提高，擴大了使用范圍，可供冷卻、洗滌等用。由于氯氣瓶在使用中多次發生泄漏，影響安全生產，必須尋找一種新型安全的消毒、脫色替代設備。經考察，決定采用山東工業大學華特公司研制的二氧化氯發生器進行小試和中試。

　　1 二氧化氯的特點

　　① 強氧化性。二氧化氯在水處理過程中能氧化多種有機污染物，不產生致癌的有機氯代物。
　　② 廣譜殺菌消毒效果。二氧化氯對經水傳播的病原微生物，包括病菌、芽孢以及水中異養菌、硫酸鹽菌及真菌等具有很好的殺滅作用，有效pH值范圍為3～9。
　　③ 脫色作用。主要是氧化破壞染料的發色基團和助色基團達到脫色效果，但其脫色具有很大的選擇性，對易氧化的親水性染料有良好的脫色效果，而對疏水性染料脫色效果就差些。
　　④ 除臭作用。惡臭氣味來自硫醇、硫醚和其他無機硫化物以及仲胺和叔胺類物質，二氧化氯可快速有效地氧化破壞這類霉臭物質，迅速消除水體及空氣中的臭味。
　　⑤ 微絮凝作用。在污水處理中加入適量的二氧化氯，可產生絮狀物，提高絮凝劑的絮凝作用。

　　2 試驗方法

　　試驗采用的二氧化氯發生器就地產生藥劑，且負壓運行，一旦發生故障即自動停止加藥反應，比較安全。
　　試驗采用的水質分析方法：①色度測定方法為GB 11903—89鉑鈷比色法；②濁度測定方法參照 GB 13200—91用濁度儀測定；③pH測定參照GB 6920—86；④COD_Cr測定參照GB11914 —89。
　　生活雜用水水質標準參照CJ251—89，詳見表1。

**表1 生活雜用水水質標準**
項目	廁所便器沖洗,城市綠化	洗車,掃除
濁度(NTU)	10	5
色度(倍)	30	30
PH值	6.5-9.0	6.5-9.0
CODcr(mg/L)	50	50
總大腸菌群（個/L）	3	3

　　3 試驗及討論

　　3?1 小試
　　① 投藥濃度、時間對色度的影響取二級出水水樣3000mL，pH＝7.5，藥劑用H908二氧化氯發生器制備ClO₂水溶液。色度變化與投藥濃度(有效氯濃度)及反應時間的關系如表2。
　　從表2數據可看出：隨投加濃度的增大將增加藥劑的成本，延長脫色反應時間將增加土建費用。綜合考慮兩方面因素，若色度在25倍時，最佳投藥濃度為20 mg/L，反應時間為20 min。

**表2 投藥濃度及反應時間對色度的影響**
ClO2濃度（mg/L）	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50
時間(min）	色度（倍）
0	60	60	60	60	60	60	60	60	60	60
10	35	35	30	230	30	30
20	35	35	30	25	25	25
30	35	35	30	25	25	25
60	35	35	30	25	25	20	25
2×60	35	35	30	25	25	20	20	25
5×60	35	35	30	25	20	15	15	20
15×60	35	35	30	25	20	10	10	10

　　② 二級出水直接投加ClO₂對水質的影響取二級出水水樣500mL，加不同濃度ClO₂，30min后測試結果見表3。
　　原水呈微紅色，ClO2投加量增大到10～20mg/L時，逐漸呈現黃綠色。從表3數據可看出，隨ClO₂投加量增大色度減小，而濁度增大，COD_Cr先成倍增加，ClO₂加到20mg/L時又開始減小。

**表3 30min不同濃度ClO₂對水質**
ClO2(mg/L)	色度（倍）	濁度（NTU）	CODcr(mg/L)
0	40	4.44	75.07
5	35	3.51	101.18
10	35	3.48	127.30
20	30	4.39	60.02
30	20	5.32	48.96
40	20	4.95	39.17
50	20	4.72	16.53
原水樣	40	4.2	68.54

　　③ 消毒殺菌試驗
　　采用稀釋倍數法對加二氧化氯前后回用水中的細菌總數變化進行測定，原水細菌總數為1.58×10³個/mL，投加二氧化氯(有效氯為10mg/L)接觸20min后檢測細菌總數為37個/mL，去除率為97.6%。低于國家自來水標準100個/mL。
　　3.2 中試
　　分別用A、B、C、D表示的回用工藝流程如圖1，測試結果見表4。

**表4 中試試試驗測試結果**
投加濃度（mg/L)	日期	余氯（mg/L)				色度（倍）				COD（mg/l)				電導率（μs/cm）				濁度（NTU）
投加濃度（mg/L)	日期	A	B	C	D	A	B	C	D	A	B	C	D	A	B	C	D	A	B	C	D
10	7月21日	0	0	0.1	0.1	60	60	28	25	8.4	25.2	26.9	30.2
	7月22日	0	0.5	0.5	0.5	55	40	40	28	38	28.6	26.9	25.9
	7月23日	0	0	0.7	0.6	55	50	30	28	29.6	29.6	29.6	29.6	1550	1500	1450	1450	12.89	5.78	22.8	5.65
	7月24日	0	0	0.7	0.7	50	45	30	25	25.4	25.7	21.2	20.1
	7月27日	0	0	0.6	0.6	50	40	25	25	18.1	14.8	14.5	16.5	1650	1900	1750	1450	9.20	19.2	19.9	4.61
	7月28日	0	0	0.1	0.1	50	45	30	30	25.4	25.2	23.3	23.1	1550	1600	1750	1750	10.96	10.34	15.53	9.65
5	9月5日	0	0.2	0.2	0.4	50	45	40	35	39.1	31.6	31.6	37.6
	9月6日	0	0	1	1	45	60	35	30	24.5	24.7	24.7	24.5
	9月7日	0	0	1	0.4	60	45	35	35		36.8	32.6	35.1
	9月8日	0	0	1	0.5		50	35	30	43.5	42.6	38.7	32.6
20	9月12日	0	0	1	0.3	50	50	30	10	38.7	34.2	34.1	25.6
	9月13日	0	0	1	1	70	50	30	20	42.1	41.7	37.4	34.2
	9月14日	0	0	1	1	50	45	30	25	29.7	22.6	25.7	21.1	1650		1600	1550	5.92		20.0	7.57
	9月15日	0	0	1	1	50	45	30	25	42.5	38.7	37.5	28.4
	9月16日	0	0	1	1	50	45	35	30	45.5	44.5	38.9	37.2

　　3.3 改變二氧化氯投加點試驗
　　在小試和中試過程中，發現往回用水中加ClO₂出現微絮凝現象，遂做了改變加藥點位置的小試(取同一水樣)，其結果見表5、6。
　　改變投加點的小試說明，投加ClO₂與絮凝劑的先后順序對水質有很大影響。先加絮凝劑，后加ClO₂，水中絮狀體增加，COD_Cr增大，濁度和色度也略有增加；而先加ClO₂后加絮凝劑，ClO₂的微絮凝作用可起到助凝效果，與絮凝劑共同發揮作用，處理水的水質明顯好轉。

**表5 先加絮凝劑PAC后加ClO2的水質情況**
PAC+ClO₂（mg/L）	PH	濁度3.03（45NTU）	色度（倍）	CODcr(mg/L)
10+10	6.0	3.03	45	120.58
20+10	6.0	2.34	40	114.24
30+10	6.0	2.15	35	98.32
10+20	5.0	2.34	30	107.42
20+20	5.0	1.90	25	87.36
30+20	5.0	1.96	20	66.41
10+30		2.28	20	94.08
20+30		1.90	15	82.17
30+30		1.87	15	60.26
原水	7.5	5.77	55	70.56

**表6 先加ClO2后加絮凝劑PAC的水質情況**
PAC+ClO₂（mg/L）	PH	濁度3.03（45NTU）	色度（倍）	CODcr(mg/L)
10+10	6.0	2.95	45	80.64
10+20	6.0	2.72	40	67.2
10+30	6.0	2.05	40	50.4
20+10	5.0	2.71	25	74.08
20+20	5.0	2.18	25	63.84
20+30	5.0	2.20	25	47.04
30+10	＜3	2.94	15	56.8
30+20	＜3	2.71	15	53.76
30+30	＜3	1.94	15	43.68
原水	7.5	5.77	55	70.56

　　3.4 數據分析
　　通過小試及中試試驗數據表明，在回用水的處理流程中投加二氧化氯，有效氯保持在5～15 mg/L即可滿足脫色和消毒要求。最佳投加點應選在絮凝之前，去除COD的效果顯著。

　　4 成本分析及建議

　　① 成本分析
　　以華特H908—2000型二氧化氯發生器為例，NaClO₃按7.7元/kg計，HCl按0.8元/kg計，發生器產生有效氯成本為6.5元/kg，回用水投藥量按5～15mg/L計，處理回用水成本為0.033～0.098元/m³。
　　② 與加氯消毒、脫色的成本比較
　　原工藝加氯量按10mg/L計，處理回用水成本為0.028元/m³，現加二氧化氯量按10mg/L，處理回用水成本為0.065 元/m³，其處理成本增加0.037元/m³。
　　③ 建議
　　回用水選擇脫色、消毒劑時，應首先考慮操作裝置的安全性，其次考慮經濟性和實用性，故而建議：
　　a.采用二氧化氯發生器作為脫色、消毒裝置，其操作使用安全；二氧化氯用作水處理藥劑可大量減少致癌有機氯代物產生。
　　b.采用二氧化氯投加點最好選在加絮凝劑之前，利用其微絮作用去除大量的COD。

電話：(0532)3823416
傳真：(0532)3848538
收稿日期：2000-04-21

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