随着居民对生活品质要求的不断提高, 污水处理厂的出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。消毒是灭活这些致病生物体的基本方法之一, 因此污水处理厂的尾水消毒已经成为污水处理中的重要工序,本文对多种消毒方法进行比较，探索出污水消毒的最佳方法。
各类消毒系统简介
1、漂白粉溶药及投配系统
漂白粉可以直接使用粉剂投加到待处理水中，即用干式投加法。也可采用湿式投加法，需设置溶药槽和投配槽，溶药槽需设有搅拌器，将一定量的漂白粉放入溶药槽，加水配置成有效氯含量为1～5％的溶液，静止澄清，使用上清液投加。
主要设备：溶药槽、溶液槽、投药箱、管材管件、阀门等配件。
图1 漂白粉
2、次氯酸钠发生器消毒系统
设置盐投配箱溶盐，盐水泵将盐水从投配箱提升或高位自流到溶液箱，配置成3～3.5%的盐水，从溶液箱自流到次氯酸钠发生器，发生过程由电源控制器自动控制。产生的次氯酸钠液进入投氯箱，经投氯管进入接触池消毒。
主要设备：盐投配箱、高位溶液箱、次氯酸钠发生器(含电源控制柜)、投氯箱、(盐水泵)、管材管件、阀门等配件。
图2次氯酸钠发生器(含电源控制柜)
3、液氯投加系统
液氯由氯瓶经压力表控制，经过滤罐进入加氯机，通过水射器混合投加到消毒池。
主要设备：氯瓶、过滤罐、压力表、加氯机、报警装置、安全装置、管材管件、阀门等配件
图3液氯瓶和加氯机
图4液氯瓶
4、电解法二氧化氯发生器消毒系统
二氧化氯发生器利用食盐为原料，通过特制的隔膜电解槽产生二氧化氯混合气体，经水射器制成协同消毒剂通入待消毒水中。
主要设备：溶药槽、电解法二氧化氯发生器全套设备、管材管件、阀门等配件。
图5电解法二氧化氯发生器
图6电解法二氧化氯发生器全套设备
5、化学法二氧化氯发生器消毒系统
二氧化氯发生器利用氯酸钠与盐酸为原料，反应产生二氧化氯混合气体，经水射器制成协同消毒剂通入待消毒水中。
主要设备：溶药槽、化学法二氧化氯发生器全套设备、管材管件、阀门等配件。
图7化学法二氧化氯发生器全套设备
6、臭氧发生器消毒系统
空气由无油空压机抽入至臭氧发生器中，经发生器内部的干燥与过滤由臭氧发生单元产生臭氧，经水射器与固定混合器投加到接触塔或其它接触装置中。
主要设备：无油空压机、臭氧发生器、固定混合器（或其他臭氧接触混合器）、管材管件、阀门等配件。
图8臭氧发生器
消毒剂发生设备比较
1、以二氧化氯产生量1000g/h为例，对各种消毒剂发生设备的性能、参数予以比较。
2、设备价格比较
臭氧发生器＞次氯酸钠发生器＞电解法二氧化氯发生器＞化学法二氧化氯发生器＞液氯投加装置(不合报警及控制系统)＞漂白粉投加装置。
3、使用寿命比较
(1)漂白粉投加装置较为简单，使用寿命较长。
(2)次氯酸钠发生器：关键部件为电极，电极材料有石墨、二氧化铅及钌钛铱三种，使用期限一般分别为2000h、4000h、17500h(约两年)左右。
(3)液氯投加装置：因液氯腐蚀性强，设备容易损坏和发生故障，如操作得当，注意维护保养，使用寿命可达3～4年。
(4)电解法二氧化氯发生器：关键部件亦为电极，电极使用寿命一般为50000小时，隔膜使用寿命2年。
(5)化学法二氧化氯发生器：采用PVC材料，不受腐蚀，使用寿命十年以上。
(6)臭氧发生器：设备易损，使用寿命较短。
4、操作管理要求比较
(1)漂白粉消毒：如采用干法投加，因有很大的刺激性气味，对操作人员身体会造成很大危害，采用湿法投加，操作管理较简单。
(2)次氯酸钠发生器：操作管理较为复杂，重要部件(阳极)易损，要精心养护，常需停机将电极分解酸洗，检修组装工作要求严格，设备性能不稳定，维修费用和故障率高。
(3)液氯：操作管理要求较高，液氯在安全方面存在潜在的危险性，一旦发生泄漏，会对人体造成毒害，并严重污染环境，所以必须有一套完整的控制设备，良好的通风、防火措施。
(4)电解法二氧化氯发生器：操作管理要求较高，设备故障率高，维修价格高。
(5)臭氧发生器：设备组成系统复杂，对运行操作技术要求严格，故障率高，使用效率低，对进水水质要求高，易给实际运行带来困难。
运行比较
1、投加量比较
2、运行费用综合比较：
(1)投加量：漂白粉＞液氯＞次氯酸钠＞二氧化氯≈臭氧
(2)耗电量：臭氧发生器＞电解法二氧化氯发生器＞次氯酸钠发生器＞液氯＞化学法二氧化氯发生器＞漂白粉
(3)药品耗用量：化学法二氧化氯发生器＞漂白粉＞次氯酸钠发生器＞液氯＞电解法二化氯发生器＞臭氧发生器。
(4)水耗用量比较：臭氧发生器＞次氯酸钠发生器＞电解法二氧化氯发生器＞化学法二氧化氯发生器≈液氯≈漂白粉。
(5)综合费用比较：臭氧发生器＞次氯酸钠发生器＞电解法二氧化氯发生器＞化学法二氧化氯发生器≈液氯≈漂白粉
处理效果比较
1、消毒机理
漂白粉、液氯、次氯酸钠消毒原理相同，均是通过生成次氯酸进行消毒。HOCl分子比较小且不带电荷，较容易渗入细胞壁，氯与细菌酶系统发生不可逆反应，细菌由于酶的钝化而被灭活。次氯酸具有氧化性，对水体中污染物有一定的去除作用。
二氧化氯的有效氯含量为263％，是强氧化剂，与其他氯系消毒剂作用机理不同，对水体中污染物有很强的去除作用。ClO2对细胞壁有较强的吸附穿透能力，可有效地氧化细胞内含琉基的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。
臭氧也是强氧化剂，其杀菌机理是破坏和氧化微生物的细胞膜、细胞质、酶系统和核酸，从而使细菌和病毒迅速灭活。
2、消毒剂使用特点比较
(1)漂白粉：有效氯含量为65～70％，价格昂贵，定比投加困难，易造成二次污染。
(2)液氯：含有l00％的有效氯，杀菌力强，价格便宜，是一种较为成熟的消毒剂。但使用液氯作为消毒剂，不同的水质、水温、pH值、菌种以及接触时间对消毒效果均有影响，而且必须保证定比投加，否则投量不足时不能保证处理效果，投量过多则造成二次污染。在使用方面液氯存在较大的潜在危险性，必须有一套完整的监控系统，氯瓶在贮存、运输、保养上也不方便，使其在城市及人口稠密地区受到限制。
(3)臭氧：消毒效率高，基本不受pH值和温度的影响、杀菌力强、对降解各种有机毒物、除色除嗅、除味，改善水质效果较好。但在消毒处理之前需要对原污水进行较严格的预处理，处理成本高，因此较难推广应用。
(4)次氯酸钠：在适宜的浓度时，消毒效果与液氯相同。
(5)二氧化氯：是新一代水消毒剂，具有广谱的强氧化能力和杀菌消毒效果，杀菌快速，消毒效力持久，且不会生成氯代有机物。使用化学法发生器现场制备使用，处理成本低。
3、效果比较
漂白粉、次氯酸钠和液氯的杀菌能力与广谱性、氧化性均不及二氧化氯与臭氧，且消毒效果受水质条件影响较大。生成的次氯酸容易与有机物发生亲电取代反应，产生有致癌性的有机氯化物，无法彻底降解有机物，因而CODcr、BOD5去除率较低，去Fe、去Mn、脱色及去臭能力均较二氧化氯与臭氧低。用于循环水处理时，还因受水质中氨氮的影响，灭藻能力较低。
二氧化氯与臭氧的处理能力与效果相当，见表3、表4。
因化学法二氧化氯发生器较电解法的二氧化氯收率高，生成的混合消毒剂中二氧化氯含量较高，因而化学法的处理效果较好。臭氧消毒对水质要求较高，否则臭氧耗量大，效果不好且不经济，同时因其溶解度低，还需进行复杂的尾气处理。
综合比较处理效果：化学法二氧化氯发生器＞臭氧发生器≈电解法二氧化氯发生器＞次氯酸钠发生器＞液氯＞漂白粉。
结语
综上所述，结合设备价格、设备操作管理、使用寿命、运行费用与处理效果，使用化学法二氧化氯发生器是现有消毒方法中最为理想的消毒方法。
图9化学法二氧化氯发生器全套设备
来源：中山大学附属肿瘤医院
佛山市新泰隆环保设备制造有限公司
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