武汉生活污水处理的深度处理

时间：2020-01-05

武汉生活污水处理的深度处理

武汉生活用水主要来源于自来水和地下水, 武汉生活污水处理一般以矾和氯进行预处理净化。用氯净化虽可杀死病原微生物等有害菌, 但又可能造成新的化学污染 , 其杀死的有害菌有转化为致癌**物的危险;同时自来水输道、管道陈旧生锈, 高楼水箱和楼群蓄水池不清洁或常年使用不消毒, 都可能造成二次污染。因此, 武汉生活污水处理深度处理尤为重要。

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1 常用的深度水处理方法
深度处理方法通常是指在常规的武汉生活污水处理工艺以后, 采用适当的武汉生活污水处理方法, 将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除, 提高和保证饮用水水质和武汉生活污水处理用水水质。目前应用较为广泛的深度处理技术有:膜技术、臭氧法、紫外线消毒等。

1.1 超滤膜法(UF)
膜技术是一门崭新的跨学科实用技术。半个世纪以来,膜技术已成功地在饮用水净化、工业用水处理、食品加工、医药制造以及化学工业得到广泛的应用。膜的过滤是固液分离技术, 它通过膜孔把水滤过, 并将水中杂质截留, 而不发生化学变化。根据膜截留原水颗粒的大小, 膜孔从粗到细分为微滤膜(MF), 超滤膜(UF), 纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)。海水淡化主要应用RO, RO 几乎将盐类全部除掉, 处理后的水成了一切盐类都没有的纯水, 这样的水不能作为武汉生活饮用水。NF 对盐类的去除效果仅次于RO, 其去除率也很高, 一般作为软水应用, 作为武汉生活污水处理饮用水也不宜采用。
用于净水深度处理的膜主要为MF 和UF 膜, 用这样的膜能将不溶性的铁和锰以及有害重金属杂质除去, 同时也能去除化学污染中的**物, 降低水的浊度, 一定条件下也能将病毒和细菌除去。通常凡是能截留分子质量约500 mg 以上的高分子的膜分离过程被称为**过滤, 即超滤。超滤膜多是不对称结构, 由1 层较薄(通常小于1 μm)、具有一定尺寸孔径的表皮层和1 层较厚(通常125 μm 左右)、具有海绵状或脂状结构的多孔层组成。在武汉生活污水处理工程中, 采用超滤膜法比较成熟, 应用比较广泛。图1 所示为一种新型的超滤膜组件结构。

超滤膜组件结构-武汉生活污水处理
图1 超滤膜组件的结构

水在膜组中的流动模式是由内向外渗出, 也就是说, 注入的原水流经膜组时就会通过多孔毛细管壁呈向外辐射状渗出, 膜组中的过滤膜用来清除杂质微粒。水被加压后渗出隔膜, 而微粒被留在了隔膜的表面。由于隔膜孔的尺寸小,所有的悬浮固体颗粒包括微生物都被有效阻隔下来。
这种膜组技术所拥有的去除重金属杂质和部分细菌的能力使得这种方法成为处理地表水和地下水后作为武汉生活污水处理后的用水的理想选择, 而且它在去除化学污染中的胶状物方面有*特之处。
超滤膜法的缺点在于为了避免细菌在清水池内不再重生, 不能省掉灭菌处理程序, 不能除去小分子细菌和病毒。

1.2 臭氧消毒法
臭氧消毒法与常规的氯消毒法一样都是属于化学消毒法。臭氧是利用电晕放电将压缩空气中的氧分子进行激发而产生的。臭氧能破坏或分解细菌的细胞壁, 迅速扩散透入细胞里, 氧化破坏细胞内的蛋白酶致死菌原体, 从而达到快速杀菌的目的。在一定臭氧浓度下, 可以在1 -10 min 杀灭细菌。臭氧与水混合后形成的臭氧水溶液具有很强的杀菌作用。它能够迅速广泛地杀灭多种微生物和致病菌, 当其质量浓度达到2 mg/L 时, 可将大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、细菌的芽孢等微生物杀死。
臭氧的杀菌效果主要取决于水中臭氧的含量, 含量越高, 杀菌效果越佳。而水中臭氧的浓度又取决于进入水中的臭氧气体浓度、水温和臭氧在水中的分散程度。通入的臭氧气体浓度越高, 水温越低, 臭氧在水中的分散程度越高, 臭氧与水的混合越充分, 杀菌效果自然越好。
由于臭氧稳定性差, 容易分解为氧气, 故不能瓶装贮存和运输, 必须现场制备及时使用, 设备投资大, 电耗大, 成本较高, 运行管理比较复杂。

1.3 紫外线(UV)消毒法
紫外线消毒法[ 4] 是一种物理消毒法。紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA 或RNA 的分子结构, 造成生长性细胞死亡或再生性细胞死亡, 达到杀菌消毒的效果。
紫外线杀菌的有效波长范围可分为4 个不同的波段:UVA(400 -315 nm)、UVB(315-280 nm)、UVC(280-200 nm)和真空紫外线(200-100 nm)。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA 和UVB 部分。就杀菌速度而言,UVC 处于微生物吸收范围, 可在1 s 之内通过破坏微生物的DNA 结构杀死病毒和细菌, 而UVA 和UVB 处于微生物吸收范围之外, 杀菌速度很慢, 往往需要数小时才能起到杀菌作用, 在实际水处理的数秒钟的停留(照射)时间内, UVA 和UVB 属于无效紫外部分, 真空紫外光穿透能力较弱。因此,在水净化处理中应用的紫外光消毒实际上就是指UVC 消毒。
紫外线消毒法存在的缺点:
(1)紫外线杀毒装置所用的石英套管外壁的清洗工作是运行和维修的关键。当污水流经紫外线消毒器时, 其中有许多无机杂质会沉淀、粘附在套管外壁上。尤其当污水中**物含量较高时更容易形成污垢膜, 而且微生物容易生长形成生物膜, 这些都会抑制紫外线的透射, 影响消毒效果。
(2)紫外线的穿透能力较低, 所以对水的色度、浊度和含铁量等有一定的要求, 一般色度应小于15 度, 浊度应小于5度, 含铁量应小于0.3 mg/ L, 故进入紫外线杀菌装置的水要经过严格的预处理。

2 武汉生活水处理工艺选择
2.1 武汉生活污水处理工艺原则
由于自来水和地下水中污染物的多样性和复杂性, 武汉生活污水处理采用单一水处理方法很难获得安全可靠的生活用水, 需要采取多层净化, 将多个方法组合起来, 形成合理的水处理工艺, 才能获得较好的水质。
武汉生活污水处理工艺选择的原则就是根据当地水源的水质和处理出水的水质要求, 并考虑经济因素, 在强化传统工艺基础上适度增加家庭用水的深度处理。出水厂水质的要求不同,尤其是原水中污染物的品种和含量相差很大, 因此武汉生活污水处理的方法与工艺差别较大。

2.2 新型武汉生活污水处理工艺
通过对以上3 种方法的对比可以看出, 虽然化学消毒方法在目前的水处理领域占有重要的地位, 但是随着人们对水质标准要求的提高和消毒副产物研究的不断深入, 紫外线消毒法可以成为代替传统的化学消毒法的主要物理消毒方法之一, 武汉生活污水处理进行水处理后不会对家庭生活用水产生二次污染。
超滤法虽不能完全起到灭菌作用, 但能把一定相对分子质量的杂质截住, 因此, 当选择孔径很小的材料时, 就能把杀死的细菌残骸截留住。随着膜制造技术的发展和成本的降低, 膜处理在水深度处理中必将得到广泛的利用。
在实际的武汉生活污水处理中, 可以充分发挥各种方法组合的协同作用, 进行多元组合, 如采用超滤法与紫外线消毒法相结合的方法, 其处理工艺如图2 。
武汉生活污水处理工艺
图2 武汉生活污水处理工艺

经过预处理过的自来水或地下水从超滤膜装置的进水口进入, 水被加压后渗出隔膜, 而重金属、**物质和有害杂质等被留在了隔膜的表面, 过滤后的水进入新型浸水式紫外线杀菌装置, 为了降低成本, 超滤膜组件中的毛细管的尺寸要求可以适当放宽, 使水中的细菌和病毒通过, 在后面的紫外线杀菌装置中得以去除, 从而提高杀菌率。

3 结语
充分发挥各种深度水处理方法组合的协同作用, 采取超滤法与紫外线消毒法相结合的方法, 研究出了一种新型的武汉生活污水处理的工艺方法。可以用于实际的武汉生活污水处理的深度处理, 这种方法消毒效果明显、**, 有广阔的市场前景, 有很好的推广应用价值。

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词条说明
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