城镇污水处理厂紫外消毒系统灯管国产化研究

随着GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的颁布实施,国内的大多数污水处理厂增设了紫外消毒系统,并且多为加拿大等国的品牌。受到专利保护以及市场竞争等影响,这些污水处理厂的紫外灯管达到使用寿命后必须原装进口灯管,更换成本居高不下。为评价国产紫外灯管在实际使用中对粪大肠菌群的消毒效率,研究使用某品牌型号的国产紫外灯管,分别在两个污水处理厂进行了跟踪性的现场试验,对国产紫外灯管的替代使用进行了效能分析,并提出了紫外灯管国产化选型的要点。     

污水处理中紫外消毒效果的研究

紫外消毒技术相对于氯化法消毒,能够快速、有效地去除污水中粪大肠杆菌,操作简单方面,无副产物生成,对周围环境和人员安全可靠,在中国许多污水处理厂都已取代氯化法消毒并广泛应用。阐述了紫外消毒和微生物光复活现象的原理,并通过大量试验来研究紫外消毒技术去除粪大肠杆菌的效果,及经紫外消毒后出水中粪大肠杆菌光复活现象对紫外消毒效果的影响,提出可采用出水避光排放、增加紫外照射剂量、延长照射时间等方法来控制微生物光复活现象。     

污水处理厂消毒技术对抗生素抗性菌的强化去除

基于消毒技术对污水处理厂出水中总异养菌(total heterotrophic bacteria,HPC)及5种抗生素抗性菌(antibiotic resistant bacteria,ARB):氨苄霉素抗性菌(AMP)、红霉素抗性菌(ERY)、四环素抗性菌(TET)、卡那霉素抗性菌(KAN)、环丙沙星抗性菌(CIP)的去除情况研究,分析消毒技术对ARB的强化去除效果.结果表明,实际污水处理厂的紫外消毒对ARB去除率仅为18.2%~40.9%,且AMP含量最高;另外,消毒技术对ERY有选择性去除效果,对其他4种ARB无明显选择性去除效果(P0.05);最后结合次氯酸钠、臭氧、紫外消毒处理对COD、NH_4~+-N的去除效果,确定强化去除ARB的消毒方式中臭氧,次氯酸钠和紫外的最佳浓度和剂量依次为5.0 mg·L~(-1)、25.0 mg·L~(-1)和45.0 m J·cm~(-2),ARB去除率依次为45.5%~74.5%、66.1%~85.5%、68.6%~85.5%,另外次氯酸钠耦合紫外消毒强化去除ARB的效果更佳.     

紫外消毒对城市污水处理厂耐药菌去除的影响研究

通过选取假单胞杆菌、鲍曼不动杆菌以及芽孢杆菌3种耐药菌作为研究对象,研究紫外光变化对这3种耐药菌的去除效果,得出较好的紫外消毒条件,应用到实际的污水处理厂消毒过程中。结果表明,紫外消毒对3种耐药菌都有很好的灭活效果。     

氯消毒和紫外消毒对城市污水处理厂二沉池出水中粪大肠菌群耐药性的影响

为考察城市污水处理厂消毒方式对出水中细菌耐药性的影响,使用二沉池出水进行氯消毒和紫外消毒试验. 选择AMP(氨苄西林)、TET(盐酸四环素)、CIP(环丙沙星)和CHL(氯霉素)作为典型的抗生素,研究消毒前后粪大肠菌群耐药率的变化. 结果表明:当水中ρ(有效氯)在0~1.0mg/L范围内增加时,粪大肠菌群对AMP和CIP的耐药率都有所升高,而对TET的耐药率却呈下降趋势. 当使用1.0mg/L氯消毒之后,粪大肠菌群对AMP、TET、CIP、CHL的耐药率分别为35.1%、5.6%、62.3%、0. 粪大肠菌群对AMP、TET和CIP的耐药性在氯消毒后会逐渐恢复. 氯消毒后48h,粪大肠菌群对AMP、TET和CIP的耐药率均高于消毒前. 在较低的紫外辐照剂量 (约16mJ/cm2以下)范围内,随着紫外辐照剂量的升高,粪大肠菌群对多种抗生素的耐药率均有降低,而较高的紫外辐照剂量则可能导致粪大肠菌群耐药率升高.      

污水处理消毒技术及发展方向

水循环过程中因受自然因素和人类的生活生产活动的影响,杂质和异物带入水循环形成污水。污水主要包括城市生活污水、工业废水和径流污水。若这些污水若不经处理就排入地面水体,就会使河流、湖泊受到严重污染。污水经过二级处理后,仍可能有病原菌,因此必须对污水进行消毒。本文分析比较了紫外线消毒以及氯消毒技术的适用条件、优缺点,还比较分析比较了二氧化氯消毒以及臭氧消毒技术的适用条件与优缺点,并对污水消毒技术的发展方向进行了探讨。     

城镇污水处理厂次氯酸钠消毒工艺对出水BOD_5测定影响探讨

本文研究了城镇污水处理厂次氯酸钠消毒工艺对BOD5测定结果的影响,并对污水杀菌工艺进行了初步研究。实验表明次氯酸钠的投加,会消耗水中的微生物,并且产生消毒副产物抑制微生物生长,从而对BOD5的测定产生干扰。反应时间30min时,3.0mg/L的加氯量可以使粪大肠菌群小于800个/L,达国标要求。增加反应时间可以减少氯的使用。当次氯酸钠投加量大于5mg/L时,此时余氯含量大于1.05mg/L,BOD5受到显著抑制,应在除氯后用非稀释接种法测定。污水处理厂可以采用增加停留时间等方式改善工艺,减少次氯酸钠投加量。     

城市污水处理消毒方案探讨

2002年SARS爆发使人们意识到消毒的重要性,尤其是指污水处理厂的尾水消毒。我国于2002年12月24日颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中首次将微生物指标列为基本控制指标,要求城市污水必须进行消毒处理。本文通过对消毒工艺常用化学消毒剂的比较分析和加氯量计算、加氯设备选择的初步分析,以对城市污水处理消毒方案进行探讨。     

紫外/氯耦合技术降解环丙沙星的研究

污水处理厂出水残留的氟喹诺酮类抗生素对水环境造成生态安全风险,本文采用紫外/氯耦合技术氧化降解水中环丙沙星(CIP)。研究表明,紫外/氯耦合技术在6min时就能完全去除CIP,CIP初始浓度、氯投加浓度、pH值、水中阴离子和天然有机物对紫外/氯有很明显的影响。紫外/氯能有效控制三氯甲烷的生成量,提高水质安全。     

污水氯、二氧化氯消毒处理中水质及毒性变化的比较

分别从水质和毒性2方面比较了氯、二氧化氯消毒对污水的影响.结果表明:在水质特性方面,氯消毒对污水色度影响不大,而二氧化氯消毒明显降低了污水的色度;氯、二氧化氯消毒前后污水的DOC基本没有变化;氯消毒后污水的UV₂₃₀明显增加,二氧化氯消毒后污水的UV₂₃₀略有降低,当二者投加量均为30mg/L时,氯消毒使污水的UV₂₃₀增加约0.7cm^-1,二氧化氯消毒使污水的UV₂₃₀降低约0.05cm^-1.在毒性生成方面,氯、二氧化氯消毒产生的急性毒性均随消毒剂投加量的增加而增大,氯消毒产生的急性毒性明显高于二氧化氯消毒;氯消毒在一定程度上增大了污水的遗传毒性,而二氧化氯消毒在一定程度上降低了污水的遗传毒性.     

Suspended particle effects on ClO2/ultraviolet light combined disinfection of effluent

The concentration of suspended solids of effluent often varies in a wide range, therefore the dose of ultraviolet light （UV） in disinfection process needs to be adjusted to meet the disinfection criterion at a high frequency, and the desired disinfection effect is difficult to be ensured. The particles size and particle-associated fecal coliform （F.C.） contribution, and their influence on UV disinfection were investigated when ClO2 and UV combined disinfection process was used. The results showed that suspended solids content had a major impact on UV disinfection efficiency, especially the large particle size fraction. Particles （D〉10μm） associated F. C. were difficult to be disinfected and were the main part of the railings of F.C. inactivation curve. Pre-ClO2 oxidation could reduce the number of particles in effluent, and make large particles decrease to small ones. Therefore, the influence of particles on UV disinfection could be reduced after pre-ClO2 oxidation, and the resistance ability to particle loadings of combined process was enhanced. Moreover, the combined process has a lot of advantages, such as low toxicity, low operational/maintenance costs; it is also convenient to be established in the existing wastewater plant or the new planned one.     

Sequential use of ultraviolet light and chlorine for reclaimed water disinfection

Several disinfection processes of ultraviolet (UV), chlorine or UV followed by chlorine were investigated in municipal wastewater according to the inactivation of Escherichia coli, Shigella dysenteriae and toxicity formation. The UV inactivation of the tested pathogenic bacteria was not affected by the quality of water. It was found that the inactivated bacteria were obviously reactivated after one day in dark. Fluorescent light irradiation increased the bacteria repair. The increase of UV dosage could cause more damage to bacteria to inhibit bacteria self-repair. No photoreactivation was detected when the UV dose was up to 80 mJ/cm² for E. coli DH5αup, and 23 mJ/cm² for S. dysenteriae. Nevertheless, sequential use of 8 mJ/cm² of UV and low concentration of chlorine (1.5 mg/L) could effectively inhibit the photoreactivation and inactivate E. coli below the detection limits within seven days. Compared to chlorination alone, the sequential disinfection decreased the genotoxicity of treated wastewater, especially for the sample with high NH₃-N concentration.     

ClO2消毒工艺对污水处理厂出水超级耐药基因的影响

为了研究二氧化氯（chlorine dioxide,ClO₂）消毒工艺对污水处理厂出水中超级耐药基因（super antibiotic resistance genes,SARGs）的去除效果,对污水处理厂出水消毒前后的水样进行了全年采集,并采用微孔滤膜正压过滤法及核酸吸附柱-洗脱法分别富集水中细菌和胞外核酸后,利用荧光定量PCR技术对其中的9种SARGs进行定量检测.结果表明,无论是胞内还是胞外核酸,均有NDM-1、MCR-1 和MEC-A被检测出;同时,ClO₂消毒后上述3种SARGs的胞内相对总浓度明显上升（P<0.05）,且ClO₂消毒对胞内SARGs相对浓度的影响与季节有关,其中春季、夏季和秋季均发生上升,且春季升高最为明显,达2倍,而冬季出水在消毒前后均未测出胞内SARGs;胞外SARGs则在ClO₂消毒前后没有明显浓度变化.因此,ClO₂消毒不能有效去除污水处理厂出水中胞内和胞外SARGs污染.     

电化学灭菌的试验研究

对生活饮用水的电化学灭菌过程进行了试验研究。结果表明电解过程能完全杀灭水中细菌。经电解灭菌处理后的水具有一定的持续杀菌能力。研究结果显示了电化学灭菌在小型水系统中的应用潜力     

紫外线-茶多酚联用对供水管网的消毒效果

针对传统消毒技术的安全风险问题,以维护供水管网水质安全为目标,引入茶多酚作为辅助消毒剂和紫外线消毒联用,模拟供水管网系统探究不同管材和水力停留时间下紫外线-茶多酚联合消毒的消毒效果,分析管壁生物膜形貌和菌落分布的变化.结果表明,75mg/L是紫外线-茶多酚联合消毒时茶多酚的较优投加量,可保持48h消毒效果.模拟管网运行过程中整体水质较好,但管材对管网消毒效果的影响较大,30d内球墨铸铁和UPVC管网中细菌量超过100CFU/mL的频率分别为80%和0%,紫外线-茶多酚联合消毒在UPVC管网中消毒持续性较强.与紫外线消毒相比,紫外线-茶多酚联合消毒对管壁生物膜的破坏效果更明显,且对生物膜中的蓝藻菌和肠道致病菌杀灭效果更强,有利于保障管网水质的安全性.     

顺序氯化对微生物、副产物和生物稳定性的综合控制

在中试规模试验中,研究了“短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺”对微生物、消毒副产物和生物稳定性指标的控制效果.该顺序氯化消毒工艺综合利用了游离氯消毒灭活微生物迅速彻底,氯胺消毒副产物生产量低的特点,通过氯化消毒技术的组合,安全经济地实现了消毒卫生学和消毒副产物指标的双重控制.该消毒工艺对细菌总数、异养菌平板计数、总大肠菌群指标的控制效果略好于传统游离氯消毒,对脊髓灰质炎病毒和大肠杆菌f2噬菌体的灭活效果与游离氯相同.相同原水条件下,顺序氯化消毒工艺比游离氯消毒工艺产生的三卤甲烷浓度减少35.8%～77.0%;卤乙酸减少36.6%～54.8%.消毒进水水质越差,顺序氯化消毒工艺在消毒副产物控制方面就越有优势.该工艺对生物稳定性指标的控制效果明显高于游离氯消毒.     

单过硫酸氢钾复合粉在饮用水消毒过程中的副产物生成特性及遗传毒性变化

以北京田村山净水厂原水和炭后出水作为试验用水,对新型消毒剂单过硫酸氢钾复合粉消毒后生成的消毒副产物(disinfection by-products,DBPs)进行定性分析.向受试水样中分别投加单过硫酸氢钾复合粉和次氯酸钠,比较了复合粉消毒和氯消毒的DBPs生成量,并通过umu试验对水样消毒后的遗传毒性变化进行测试.结果表明,测试水样投加单过硫酸氢钾复合粉消毒前后的有机物种类变化不大,但仍有新的卤代烃和卤代物生成.与氯消毒相比,单过硫酸氢钾复合粉消毒后生成的三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)的含量更低.另外,根据umu测试的结果,经单过硫酸氢钾复合粉消毒后原水和炭后水的遗传毒性均明显低于氯消毒.然而在水中有机物较多和消毒剂投加量较大时,单过硫酸氢钾复合粉用于消毒仍有一定安全风险.     

组合氯化消毒工艺的卤代消毒副产物生成特性

比较4种单独使用氯或组合氯化消毒工艺在较长管网停留时的卤代消毒副产物生成情况.4种工艺为单独游离氯消毒、氯胺消毒、清水池游离氯消毒后转氯胺的先氯后氨消毒、短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺.结果表明,游离氯消毒工艺在管网停留时间长时,卤代消毒副产物会持续大量的生成,而一氯胺消毒工艺生成的卤代消毒副产物量很低.目前使用较为普遍的先氯后氨消毒工艺与游离氯消毒相比,可以降低卤代消毒副产物的生成量,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量降低了9.6%,卤乙酸的生成量减低了42%.但是先氯后氨消毒工艺由于游离氯接触时间约为2 h,卤代消毒副产物已经大量生成.短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺,由于控制了游离氯的接触时间,可以在保障消毒工艺灭活微生物效果的同时更为有效地控制卤代消毒副产物,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量与单独游离氯消毒工艺相比降低了48%,卤乙酸的生成量减低了72%.因此,顺序氯化消毒工艺可以更好地控制卤代消毒副产物的生成,提高水质安全性.