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行业新闻

紫外线消毒器等饮用水处理的发展

发布时间:2020-03-14 15:00

1 前言
 
饮用水的净化技术与工程设施,是从人类和水源污染及由此引起的疾病所做的长期斗争中产生和发展起来的。传统饮用水处理工艺处理流程是混凝→沉淀→过滤→投鑢消毒,主要用以除去原水中的浊度和病原菌。近年来,传统的饮用水工艺逐渐被新兴的饮用水处理工艺替代,流程如下:混凝→沉淀→过滤→二氧化鑢消毒或紫外线消毒器消毒。
 
由于工业和城市的迅速发展,饮用水源不仅受到越来越多的城市污水和工业废水等点污染源的污染,而且还受到更难控制的非点污染源的污染,给水中带来了难以或不能生物降解的有机物。面对越来越多的有机物,传统水处理工艺相形见拙,表现在:
 
(1)不能有效去除各种有机物。且鑢化消毒产生的多种有机卤化物,比其先质毒性更大;
 
(2)为改进絮凝,提高滤池效率,保证杀菌效果的多点投鑢,为鑢与水中的有机物(如富里酸、腐殖酸)反应生成 THMs等消毒副产物创造了条件;
 
(3)自来水在冗长的输水管道及水塔、水箱等设施中,余鑢与水中的有机物有时间进一步反应,又因为管网腐蚀、泄漏、接触污染,会生成更多的 THMs,导致了二次污染。据北京市卫生防疫站的检测,由于二次污染,有15%的自来水超过饮用水标准。
 
新的挑战,导致了饮用水处理的第二次革命:不仅要除去浊度和病原菌,而且还要除去多种多样的有机和无机微量污染物。其处理途径概括为二:一是对鑢化消毒副产物(DBP)的前驱物(THMFP)加以控制,从而减少 DBP的生成,如通过生物预处理法、臭氧-活性炭法、空气吹脱法等方法处理后再进行鑢化消毒或者利用紫外线消毒器消毒替代鑢消毒;二是对自来水进行深度净化,减少 DBP的含量,可采用的方法有:分质供水(管道或桶装)、多级蒸馏法、膜分离、离子交换、活性炭吸附等。
 
2 紫外线消毒器消毒替代传统饮用水处理消毒工艺的改进:
 
(1)鑢气消毒法除不能尽除水中有机物,易生成“三致”鑢代物外,其产品水的味觉与嗅觉的不佳;由于长期使用,细菌产生了抗药性,使鑢气的用量逐年增加。
 
(2)二氧化鑢消毒技术:相对于臭氧和鑢消毒,杀菌能力更强,剩余量更稳定,作用更持久,消毒后不产生有毒的三鑢甲烷等鑢化有机物,并能有效地控制出水的色度、嗅味,还可沉淀水中的铁、锰等,因此用量少、作用快、杀菌率高。但成本较鑢高;不易压缩储存,只能在使用现场。常用于代替预鑢处理或(混凝沉淀)前加鑢,即作为*次消毒及氧化。

(3)臭氧氧化技术:通过臭氧与其它消毒剂比较研究后得出以下结论:从消毒效果看,臭氧>二氧化鑢>鑢>鑢胺。而从消毒后水的致突变性看则鑢>鑢胺>二氧化鑢>臭氧。由此可显示出臭氧消毒的优点。国际上已普遍应用,特别是法国普及率很高。但由于臭氧对细菌有显著的后增长效果,因此近来人们注意将臭氧与其它净水技术结合使用:如臭氧一鑢、臭氧-紫外线消毒器消毒、臭氧与生物活性炭(O3·BAC)等,能获得满意的杀菌效果。
 
(4)紫外线消毒器:紫外线消毒器消毒技术具有很多化学法无法替代的优点:在一些产业中例如水产养殖和食品工业等,不需要化学消毒剂的持续性,否则会由于化学药剂的影响造成水生物死亡﹑食品中产生嗅味等副作用,况且鑢化消毒会形成三卤甲烷等有害的消毒副产物;在一些生物技术例如发酵中,需要对水进行消毒后接种工艺需要的菌种,这样持续性的消毒效果显然是不需要的;在循环水系统中,经常使用鑢消毒会造成腐蚀问题,例如游泳池,还有在石油开采的地下水回灌中,如果采用化学药剂消毒,细菌容易产生抗药性而在土壤中继续繁殖从而堵塞地层,形成二次污染;紫外线消毒器消毒速度快﹑效率高﹑占地面积小;设备操作简单,便于运行管理和实现自动化,紫外线消毒器价格低等,近年来用于水处理的饮用水紫外线消毒器和污水紫外线消毒器逐渐得到广泛的应用。
 
紫外线消毒器消毒优点是:
 
效率高,处理彻底
 
反应速率快,反应器结构简单,体积小
 
适用范围广
 
不形成二次污染
 
(5)利用紫外线消毒器的光氧化技术:利用在可见光或紫外光照射作用下,产生氧化能力极强的OH基,进行复杂反应,将有机物去除。光激发氧化技术是以O3、H2O2、O2和空气等作为氧化剂,将氧化剂的氧化作用和光化学辐射相结合,其氧化效果要比单独使用UV或O3、H2O2、O2好得多。
 
(6)光催化氧化技术:使用过渡金属氧化物TiO2等为代表的催化剂而进行的光敏氧化反应,产生的OH,具强氧化性、对分解作用对象无选择性及zui终可使有机物完全矿化,耗氧速度不高、反应速率受水温变化影响较小、pH值变化对催化剂活性没有影响,但处理费用高,设备复杂,在经济上还只限于小水量规模的处理。催化剂的中毒情况和再生仍需研究,TiO2粉末颗粒细微、不便回收;光浪费严重;效率相对较低;缺乏残余消毒能力。
 
饮用水的消毒技术近年来得到了长足的发展,各种新技术的问世,给人们带来了新的希望,由于紫外线消毒器价格、性能或产品水生物稳定性等方面的特点,紫外线消毒等这些新技术逐渐替代鑢消毒。
 
近年来,传统饮用水处理技术的改进和深度处理的迅猛发展,使饮用水成为可能,但在考虑到处理效果是否良好,能否引起二次污染,是否具有残余消毒能力,价格是否低廉等因素时,往往不能获得满意效果,将现有工艺组合(如臭氧-紫外线消毒器消毒、高锰酸钾与粒状活性炭联用等),扬长避短,得到洁净、、价廉的工艺,是今后饮用水处理的方向所在。


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