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复合二氧化氯发生器对水的色度和微生物有良好的去除效果,而且水中COD和氨氮等污染指标均有所降低,水质得到优化。结合工程应用实际,华特事业工程总公司介绍了他们生产的复合二氧化氯发生器在两家城市污水处理厂的应用情况,供同行参考。
1、概述
实现污水回用将是解决城市水资源短缺问题的主要途径,具有重要的社会意义。城市污水深度处理后,可作为一种新水源回用于清洁绿化、生活杂用、工业冷却水补充水和其它对水质要求不高的领域。
污水回用技术在美国、日本、以色列等发达国家已广泛使用,大都是在二级处理的基础上,采用活性炭吸附、混凝过滤、离子交换、电渗析、反渗透等措施作深度处理。这些方法因投资大、运行费用高等原因难以在我国推广使用。国内污水深度处理工艺通常包括混凝、过滤和消毒。若二级出水的色度或其它指标超出回用要求,还应考虑脱色或其它相应的深度处理措施。青岛海泊河污水处理厂、石家庄桥西污水处理厂、枣庄污水处理厂等厂家采用复合二氧化氯发生器脱色消毒,处理后用于工业用水或景观用水,取得了良好效果。
2、复合二氧化氯发生器的原理及特点
二氧化氯是一种强氧化剂,具有漂白、脱色、杀菌、灭藻、除臭等多种功能。作为消毒剂,二氧化氯能迅速杀灭各种微生物,而且安全无毒,在城镇饮用水、工业循环水和污水处理中日益得到广泛应用。二氧化氯性质不稳定,只能采用二氧化氯发生器现场制备。用于水处理领域的小型化学法二氧化氯发生器主要有两种:以氯酸钠、盐酸为原料的复合型二氧化氯发生器和以亚氯酸钠、盐酸为原料的纯二氧化氯发生器,其中以前者应用最为广泛。
复合二氧化氯发生器制备以二氧化氯为主、氯气为辅的混合气体。该发生器主要由供料系统、反应系统、温控系统、吸收系统、安全系统组成。反应如下:
NaC103+2HCl=C102+1/2Cl2+NaCI+H2O
该反应的最佳温度为70℃,反应器采用耐高温、耐腐蚀材料制造。反应生成的二氧化氯和氯气的混合气体通过水投射器加到被处理水中。
复合二氧化氯发生器运行成本低、使用安全可靠、消毒效果好,并可抑制处理后水中三卤甲烷等氯化致癌物的生成。二氧化氯同氯气混合使用时,具有协同消毒作用。二氧化氯较氯气活泼,优先于氯气与有机物发生氧化分解反应,可有效抑制处理后水中三卤甲烷等氯化致癌物的生成。
复合二氧化氯发生器用于污水回用,不仅能达到消毒的目的,其产生的复合气体还能氧化去除水中有机物和还原性无机污染物。某些废水处理试验表明,该复合气体比纯二氧化氯或氯气对COD和色度的去除效果更好。
3、小试试验研究
药剂:纯二氧化氯由华特99纯二氧化氯发生器制备、“二氧化氯十氯气”由华特99高效复合二氧化氯发生器制备。
色度检测方法:铂钻比色法。
细菌总数检测方法:稀释倍数法。
3.1氧化剂脱色效果比较
水样:取自烟台污水厂滤后水,色度180度。
反应2小时后检测色度,结果见表1。表1数据表明,投加同样有效氯条件下,“二氧化氯+氯气”效果最好。
3.2二氧化氯混合气体投加量及反应时间对脱色效果的影响
水样:取自烟台污水厂滤后水,色度180度。
试验数据见表2。表2数据表明,在一定范围内,二氧化氯混合气体投加量越大越好,反应时间越长越好,但投加量在6Omg/l以上时效果增加不显著,反应时间超过2小时后效果增加亦不明显。
3.3二氧化氯混合气体与混凝剂配合投加对脱色效果的影响
水样:取自烟台污水厂滤后水,色度180度。
二氧化氯混合气体(投加有效氯10mg/1)
PAC投加量150mg/1,聚丙烯酞胺投加量1.2mg/l。
试验数据见表3。表3数据表明,二氧化氯混合气体与混凝剂配合投加比单独使用混凝剂时色度去除率有所提高,而混凝剂的投加顺序对效果影响不明显。
3.4混凝处理后用二氧化氯混合气体深度外理试验
水样:取自烟台污水厂混凝处理后,混凝处理前色度200度,混凝处理后色度100度。
试验数据见表4。表4数据表明,混凝处理后再投加有效氯40~50mg/l,反应2小时,色度去除率为73%。
3.5二氧化氯混合气体消毒效果
水样1:济南污水处理厂出水。
水样2:青岛海泊河污水处理厂二级出水。
水样3:石家庄桥西污水处理厂常规处理出水。
水样4:天津某污水处理厂常规处理出水。
采用稀释倍数法对投加二氧化氯混合气体前后水中的细菌总数变化进行检测,结果见表5。数据表明,二氧化氯混合气体杀菌效果受水质的影响。青岛海泊河污水处理厂二级出水色度超标,二氧化氯投加到水中与水中发色基团反应,影响了杀菌效果,但达到了脱色的目的。一般水样只需投加有效氯2mg/1~3mg/1即可达到中水回用的卫生标准。
3.6二氧化氯混合气体对其它水质指标的影响(排水处监测站检测)
投加有效氯38mg/l,反应2小时,检测结果见表6。
以上数据表明,投加二氧化氯混合气体后,水中COD、氨氮、总磷、砷等污染指标均有所降低,综合水质得到优化。
采用稀释倍数法对投加二氧化氯前后水中的细菌总数变化进行测量,原水细菌总数为1.58×104个/ml,投加有效氯10mg/1后接触20min后检测细菌总数为37个/ml,去除率为99.9%。
4.2复合二氧化氯发生器在石家庄桥西污水处理厂中水回用中的应用
石家庄桥西污水处理厂二级出水经处理后排人民心河,作为景观用水,二级出水经消毒处理即可达到要求,最大处理水量1000Om3/h,选用华特复合二氧化氯发生器,有效氯投加量为1.5~2.5mg/1,接触时间为20min。采用稀释倍数法对投加二氧化氯前后水中的细菌总数变进行测量,原水细菌总数为5.73×104个/ml、大肠菌群131×103个/l,消毒后检测细菌总数为69个/ml、大肠菌群为O。
5、结论
在实验条件下,投加同样有效氯时,与漂白粉或纯二氧化氯相比,“二二氧化氯+氯气”脱色效果最好。
用于脱色或降低COD时,二氧化氯混合气体与混凝剂配合投加效果较好,投加量应根据水质由试验确定。
复合二氧化氯发生器用于回用水消毒时,消毒剂投加点一般在滤后,有效氯投加量一般为1.5mg/1~3mg/1。投加二氧化氯混合气体后,水中COD、氨氮、总磷、砷等污染指标均有所降低,水质得到优化。
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