武漢生活污水處理的深度處理

武漢生活污水處理的深度處理

武漢生活用水主要來源于自來水和地下水, 武漢生活污水處理一般以礬和氯進行預處理凈化。用氯凈化雖可殺死病原微生物等有害菌, 但又可能造成新的化學污染 , 其殺死的有害菌有轉(zhuǎn)化為致癌**物的危險;同時自來水輸?shù)馈⒐艿狸惻f生銹, 高樓水箱和樓群蓄水池不清潔或常年使用不消毒, 都可能造成二次污染。因此, 武漢生活污水處理深度處理尤為重要。

38320934349b033bd8730a6216ce36d3d439bdac.jpg

1 常用的深度水處理方法
深度處理方法通常是指在常規(guī)的武漢生活污水處理工藝以后, 采用適當?shù)奈錆h生活污水處理方法, 將常規(guī)處理工藝不能有效去除的污染物或消毒副產(chǎn)物的前體物加以去除, 提高和保證飲用水水質(zhì)和武漢生活污水處理用水水質(zhì)。目前應用較為廣泛的深度處理技術有:膜技術、臭氧法、紫外線消毒等。

1.1 超濾膜法(UF)
膜技術是一門嶄新的跨學科實用技術。半個世紀以來,膜技術已成功地在飲用水凈化、工業(yè)用水處理、食品加工、醫(yī)藥制造以及化學工業(yè)得到廣泛的應用。膜的過濾是固液分離技術, 它通過膜孔把水濾過, 并將水中雜質(zhì)截留, 而不發(fā)生化學變化。根據(jù)膜截留原水顆粒的大小, 膜孔從粗到細分為微濾膜(MF), 超濾膜(UF), 納濾膜(NF)和反滲透膜(RO)。海水淡化主要應用RO, RO 幾乎將鹽類全部除掉, 處理后的水成了一切鹽類都沒有的純水, 這樣的水不能作為武漢生活飲用水。NF 對鹽類的去除效果僅次于RO, 其去除率也很高, 一般作為軟水應用, 作為武漢生活污水處理飲用水也不宜采用。
用于凈水深度處理的膜主要為MF 和UF 膜, 用這樣的膜能將不溶性的鐵和錳以及有害重金屬雜質(zhì)除去, 同時也能去除化學污染中的**物, 降低水的濁度, 一定條件下也能將病毒和細菌除去。通常凡是能截留分子質(zhì)量約500 mg 以上的高分子的膜分離過程被稱為**過濾, 即超濾。超濾膜多是不對稱結(jié)構(gòu), 由1 層較薄(通常小于1 μm)、具有一定尺寸孔徑的表皮層和1 層較厚(通常125 μm 左右)、具有海綿狀或脂狀結(jié)構(gòu)的多孔層組成。在武漢生活污水處理工程中, 采用超濾膜法比較成熟, 應用比較廣泛。圖1 所示為一種新型的超濾膜組件結(jié)構(gòu)。

超濾膜組件結(jié)構(gòu)-武漢生活污水處理
圖1 超濾膜組件的結(jié)構(gòu)

水在膜組中的流動模式是由內(nèi)向外滲出, 也就是說, 注入的原水流經(jīng)膜組時就會通過多孔毛細管壁呈向外輻射狀滲出, 膜組中的過濾膜用來清除雜質(zhì)微粒。水被加壓后滲出隔膜, 而微粒被留在了隔膜的表面。由于隔膜孔的尺寸小,所有的懸浮固體顆粒包括微生物都被有效阻隔下來。
這種膜組技術所擁有的去除重金屬雜質(zhì)和部分細菌的能力使得這種方法成為處理地表水和地下水后作為武漢生活污水處理后的用水的理想選擇, 而且它在去除化學污染中的膠狀物方面有*特之處。
超濾膜法的缺點在于為了避免細菌在清水池內(nèi)不再重生, 不能省掉滅菌處理程序, 不能除去小分子細菌和病毒。

1.2 臭氧消毒法
臭氧消毒法與常規(guī)的氯消毒法一樣都是屬于化學消毒法。臭氧是利用電暈放電將壓縮空氣中的氧分子進行激發(fā)而產(chǎn)生的。臭氧能破壞或分解細菌的細胞壁, 迅速擴散透入細胞里, 氧化破壞細胞內(nèi)的蛋白酶致死菌原體, 從而達到快速殺菌的目的。在一定臭氧濃度下, 可以在1 -10 min 殺滅細菌。臭氧與水混合后形成的臭氧水溶液具有很強的殺菌作用。它能夠迅速廣泛地殺滅多種微生物和致病菌, 當其質(zhì)量濃度達到2 mg/L 時, 可將大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、細菌的芽孢等微生物殺死。
臭氧的殺菌效果主要取決于水中臭氧的含量, 含量越高, 殺菌效果越佳。而水中臭氧的濃度又取決于進入水中的臭氧氣體濃度、水溫和臭氧在水中的分散程度。通入的臭氧氣體濃度越高, 水溫越低, 臭氧在水中的分散程度越高, 臭氧與水的混合越充分, 殺菌效果自然越好。
由于臭氧穩(wěn)定性差, 容易分解為氧氣, 故不能瓶裝貯存和運輸, 必須現(xiàn)場制備及時使用, 設備投資大, 電耗大, 成本較高, 運行管理比較復雜。

1.3 紫外線(UV)消毒法
紫外線消毒法[ 4] 是一種物理消毒法。紫外線殺菌消毒原理是利用適當波長的紫外線能夠破壞微生物機體細胞中的DNA 或RNA 的分子結(jié)構(gòu), 造成生長性細胞死亡或再生性細胞死亡, 達到殺菌消毒的效果。
紫外線殺菌的有效波長范圍可分為4 個不同的波段:UVA(400 -315 nm)、UVB(315-280 nm)、UVC(280-200 nm)和真空紫外線(200-100 nm)。其中能透過臭氧保護層和云層到達地球表面的只有UVA 和UVB 部分。就殺菌速度而言,UVC 處于微生物吸收范圍, 可在1 s 之內(nèi)通過破壞微生物的DNA 結(jié)構(gòu)殺死病毒和細菌, 而UVA 和UVB 處于微生物吸收范圍之外, 殺菌速度很慢, 往往需要數(shù)小時才能起到殺菌作用, 在實際水處理的數(shù)秒鐘的停留(照射)時間內(nèi), UVA 和UVB 屬于無效紫外部分, 真空紫外光穿透能力較弱。因此,在水凈化處理中應用的紫外光消毒實際上就是指UVC 消毒。
紫外線消毒法存在的缺點:
(1)紫外線殺毒裝置所用的石英套管外壁的清洗工作是運行和維修的關鍵。當污水流經(jīng)紫外線消毒器時, 其中有許多無機雜質(zhì)會沉淀、粘附在套管外壁上。尤其當污水中**物含量較高時較容易形成污垢膜, 而且微生物容易生長形成生物膜, 這些都會抑制紫外線的透射, 影響消毒效果。
(2)紫外線的穿透能力較低, 所以對水的色度、濁度和含鐵量等有一定的要求, 一般色度應小于15 度, 濁度應小于5度, 含鐵量應小于0.3 mg/ L, 故進入紫外線殺菌裝置的水要經(jīng)過嚴格的預處理。

2 武漢生活水處理工藝選擇
2.1 武漢生活污水處理工藝原則
由于自來水和地下水中污染物的多樣性和復雜性, 武漢生活污水處理采用單一水處理方法很難獲得安全可靠的生活用水, 需要采取多層凈化, 將多個方法組合起來, 形成合理的水處理工藝, 才能獲得較好的水質(zhì)。
武漢生活污水處理工藝選擇的原則就是根據(jù)當?shù)厮吹乃|(zhì)和處理出水的水質(zhì)要求, 并考慮經(jīng)濟因素, 在強化傳統(tǒng)工藝基礎上適度增加家庭用水的深度處理。出水廠水質(zhì)的要求不同,尤其是原水中污染物的品種和含量相差很大, 因此武漢生活污水處理的方法與工藝差別較大。

2.2 新型武漢生活污水處理工藝
通過對以上3 種方法的對比可以看出, 雖然化學消毒方法在目前的水處理領域占有重要的地位, 但是隨著人們對水質(zhì)標準要求的提高和消毒副產(chǎn)物研究的不斷深入, 紫外線消毒法可以成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化學消毒法的主要物理消毒方法之一, 武漢生活污水處理進行水處理后不會對家庭生活用水產(chǎn)生二次污染。
超濾法雖不能完全起到滅菌作用, 但能把一定相對分子質(zhì)量的雜質(zhì)截住, 因此, 當選擇孔徑很小的材料時, 就能把殺死的細菌殘骸截留住。隨著膜制造技術的發(fā)展和成本的降低, 膜處理在水深度處理中必將得到廣泛的利用。
在實際的武漢生活污水處理中, 可以充分發(fā)揮各種方法組合的協(xié)同作用, 進行多元組合, 如采用超濾法與紫外線消毒法相結(jié)合的方法, 其處理工藝如圖2 。
武漢生活污水處理工藝
圖2 武漢生活污水處理工藝

經(jīng)過預處理過的自來水或地下水從超濾膜裝置的進水口進入, 水被加壓后滲出隔膜, 而重金屬、**物質(zhì)和有害雜質(zhì)等被留在了隔膜的表面, 過濾后的水進入新型浸水式紫外線殺菌裝置, 為了降低成本, 超濾膜組件中的毛細管的尺寸要求可以適當放寬, 使水中的細菌和病毒通過, 在后面的紫外線殺菌裝置中得以去除, 從而提高殺菌率。

3 結(jié)語
充分發(fā)揮各種深度水處理方法組合的協(xié)同作用, 采取超濾法與紫外線消毒法相結(jié)合的方法, 研究出了一種新型的武漢生活污水處理的工藝方法。可以用于實際的武漢生活污水處理的深度處理, 這種方法消毒效果明顯、**, 有廣闊的市場前景, 有很好的推廣應用**。