污水的消毒（电子教案）

1、水处理工程技术教案模块四城镇污水处理技术任务5污水的深度处理与回用学时6学时知识点污水的消毒学时2学时教学内容1）液氯消毒 2）臭氧消毒 3）紫外线消毒教学重点液氯消毒教学难点消毒方法的选取紫外线消毒参考资料水污染控制技术 张宝军 中国环境出版社水处理工程 王学刚 中国环境出版社水污染控制技术 王金梅 化学工业出版社污水的消毒城镇污水经过二级处理后，水质已经改善，细菌含量大幅减少但细菌的绝对值仍然很可观，并存在着有病原菌的可能。城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）把粪大肠菌群列为基本控制项目。该标准规定执行二级标准和一级B类标准的污水处理厂，粪大肠菌群最高允许不超过10000

2、个/L，执行一级A类标准的不超过1000个/L。室外排水设计规范规定，深度处理的再生水必须进行消毒。污水消毒的主要方法是向污水中投加消毒剂，目前用于污水消毒的消毒剂有液氯、臭氧、次氯酸钠，紫外线等。1）液氯消毒（1）消毒原理氯投入水中后会产生次氯酸，是极强的消毒剂，可以杀灭细菌和病原体。消毒效果与水温、pH值、接触时间、混合程度、污水浊度及所含的干扰物质、有效氯浓度有关。液氯消毒工艺流程如图4.5.6所示。图4.5.6 液氯消毒工艺流程（2）设计参数污水处理后出水的加氯量应根据试验或类似运行经验确定。无试验资料时，二级处理出水可采用615mg/L，再生水的加氯量按卫生学指标和余氯量确定。混合池

3、设计历时为515s，当用鼓风混合时，鼓风强度为0.2m³(m³min)。当采用隔板式混合时，池内平均流速不应小于0.6ms。接触消毒池的接触时间不应小于30min，沉降速度采用11.3mms。保证余氯量不少于0.5mg/L。例4.5.1 已知设计污水流量Q1=150000m³d=6250m³h(包括水厂用水量)，拟采用投液氯消毒，最大投氯量为a=5mg/L，接触消毒池水力停留时间T=0.5h，仓库储氯量按30d计。试设计计算该接触消毒池。解 （1） 加氯量Q：Q=0.001aQ1=0.0001×5×150000=750kg/d=31.

4、25kg/h储氯量GG=30Q=30×750=22500kg （2）氯瓶及加氯机 氯瓶数量 采用容量为1000kg的氯瓶，共23只。 氯机选型 采用545kg/h加氯机2台，1用1备。 （3）按接触时间要求计算消毒池有效容积V：V=QT=6250×0.5=3125m³消毒池池体具体尺寸设计示意见图4.5.7。 图4.5.7 接触消毒池池体尺寸设计示意消毒池分格数n=3；消毒池有效水深设计为H=4.0m;消毒池池长L=38，每格池宽b=7.0m，长宽比L/b=5.4;消毒池总净宽B=nb=3×7.0=21.0m;接触池设计为纵向折流反应池。在第一格，每隔7

5、.6m沿纵向设垂直折流板，第二格，每隔12.67m沿纵向设垂直折流板，第三格不设。（4）校核接触消毒池实际有效容积V： V=BLH=21.0×38.0×4.0=3192.0m³3125m³，满足有效停留时间要求。 2）臭氧消毒臭氧由3个氧原子组成，极不稳定，分解时产生初生态氧O ，具有极强的氧化能力，是除氟以外最活泼的氧化剂，对具有极强抵抗力的微生物如病毒、芽孢等具有很强的杀伤力。O还有很强的渗入细胞壁的能力，从而破坏细菌有机链状机构导致细菌的死亡。臭氧消毒的一般工艺流程如图4.5.8所示。图4.5.8 臭氧消毒的工艺流程臭氧在水中的溶解度仅为

6、10mg/L左右，因此通入污水中的臭氧往往不可能全部被利用，为了提高臭氧的利用率，接触反应池最好建成水深为46m的深水池，或建成封闭的几格串联的接触池，用管式或板式微孔扩散器扩散臭氧。扩散器用陶瓷或聚氯乙烯微孔塑料或不锈钢制成。臭氧消毒迅速，接触时间可采用15min，能够维持的剩余臭氧量为0.4mg/L.接触池排出的剩余臭氧，具有腐蚀性，因此需作尾气破坏处理。臭氧不能贮存，需现场边发生边使用。（1）臭氧消毒特点反应快，投量少，在水中不产生持久性残余，无二次污染；适应能力强，在pH5.69.8,在水温035范围内，消毒性能稳定；臭氧没有氯那样的持续消毒能力。（2）臭氧消毒设计臭氧消毒接触池设计为

7、如图4.5.9所示的类型时，其容积可采用式（4.5.6）计算： 4.5.6 式中 V接触池容积，m³； Q所需消毒的污水流量，m³h； T水力停留时间，min，一般取515min。图4.5.9 臭氧消毒接触池 图4.5.9中，接触池的2、4室的容积和布气量可按6：4分配，1、3、5室的水流速度可取510cms。池顶应密封，以防尾气漏出。当臭氧发生器低于接触池顶时，进气管应先上弯到池顶以上再下弯到接触池内，以防池中的水倒流入臭氧发生器。 通常，接触池的深度取46m，可保证臭氧和谁的接触时间大于15min。 臭氧需要量可按式(4.5.7)计算： D=1.06aQ (4.5.7)

8、式中 D臭氧需要量，gh； a臭氧投加量，gm³； 1.06安全系数； Q所需消毒的污水流量，m³h。 例4.5.2已知设计流量Q=2000m³h(包括水厂用水量)，拟采用臭氧消毒；经试验确定其最大投加臭氧量a=2mgL。试设计计算采用如图4.5.9的臭氧接触池。 解 （1）臭氧消毒接触池设计计算： 容积 取水力停留时间T=9min,则臭氧消毒接触池容积为 尺寸设计 设池宽5.2m，其余尺寸如图4.5.9所示，则其容积为 V=5.2×4.5×13.5=316300m³，满足有效停留时间要求。 1、3、5室的水流速度V1V3V5计算 （

9、2）臭氧发生器所需空气量计算： 臭氧需要量D=1.06aQ=1.06×2×2000=4240g/h 臭氧化所需空气量 取臭氧化空气的臭氧含量c=10g/m³，则臭氧化所需空气量为 3）紫外线消毒 1工作原理水银灯发出的紫外线，能穿透细胞壁并与细胞质发生反应而达到杀菌消毒的目的。波长为25003600A的紫外光杀菌能力最强。紫外光需照透水层才能起消毒作用，因此处理水水质光传播系数越高，紫外线的消毒效果越好。所以污水中的悬浮物浊度有机物都会干扰紫外光的杀菌效果。紫外线消毒工艺流程见图4.5.10。图4.5.10 紫外线消毒工艺流程紫外线光源是高压石英水银灯，杀菌设备主

10、要有两种：浸入式和水中式。浸入式是把石英灯管置于水中，此法的特点是紫外线利用效率较高，杀菌效能好，但设备的构造较复杂。水面是的构造简单，但由于反光罩吸收紫外线以及光线散射，杀菌效果不如前者。（2）设计参数紫外线消毒系统的消毒能力可用辐照剂量（简称剂量）来表示，用剂量率（Doesrate）表示紫外线杀灭微生物作用的强度，包括紫外线灯的发射波长、停留时间、紫外线灯到水体任何位置的距离和灯的辐射强度等。实际应用中，用紫外线灯辐射强度和照射接触时间这两个参数来决定剂量率。用化学药剂消毒时，采用CT值(化学剂浓度和接触时间的乘积)来表示化学剂剂量，紫外线消毒时则采用IT值（紫外线强度和接触时间的乘积）来表示紫外线剂量。室外排水设计规范规定的污水紫外线消毒的设计参数如下：污水的紫外线剂量宜根据试验资料或类似运行经验确定；无试验资料时，也可采用下列设计值：二级处理的出水为1522mj/cm2；再生水为2430 mj/cm2。紫外线照射渠的设计，应符合下列要求：照射渠水流均布，灯管前后的渠长度不宜小于1m；水深应满足灯管的埋没要求，一般为0.651.0m。紫外线照射渠不宜小于2条。当采用1条时，宜设置超越渠。表4.5.2为一些城镇污水厂消毒的紫外线剂量值。 表4.5.2 一些城镇污水厂消毒的