[發(fā)明專利]一種協(xié)同控制污水處理廠出水微生物和消毒副產(chǎn)物的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011571914.5
• 申請日: 2020-12-27
• 公開（公告）號: CN112777820A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 張?zhí)礻?/a>;徐斌;唐玉霖;陳廣;裘湛;顧萍;鄒博源
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海城投污水處理有限公司
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

本發(fā)明涉及一種協(xié)同控制污水處理廠出水微生物和消毒副產(chǎn)物的方法，包括以下步驟：(1)往預處理后的污水廠二沉池出水中加入次氯酸鹽消毒劑，攪拌均勻，得到初步處理污水；(2)對初步處理污水進行紫外照射處理；(3)再繼續(xù)往步驟(2)中經(jīng)紫外照射處理后的污水中加入次氯酸鹽消毒劑，混勻反應，即完成。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的方法無需復雜冗長的操作過程，通過改變常規(guī)次氯酸鈉消毒和紫外消毒工藝的組合順序，即可實現(xiàn)微生物滅活效率提升并有效削減DBPs生成量。

技術領域

本發(fā)明屬于污水處理技術領域，涉及一種協(xié)同控制污水處理廠出水微生物和消毒副產(chǎn)物的方法。

背景技術

近年來，廢水排放量的增加對飲用水供應構成嚴重威脅，由于經(jīng)過處理的廢水中存在各種與氯反應活性高的物質(zhì)，如有機碳、有機氮和溴化物等，可在氯化時生成各種DBPs，所以污水處理變得尤為重要。目前國內(nèi)外對于污水消毒的處理方法主要有紫外消毒、自由氯消毒、臭氧消毒、聯(lián)合消毒等。污水處理中常用的消毒方式是自由氯消毒，其具有使用方便、殺菌效果好、價格低廉等優(yōu)點。但自由氯消毒在有效控制微生物量的同時會增加消毒副產(chǎn)物(DBPs)生成風險。如三鹵甲烷(THMs)、鹵乙酸(HAAs)、鹵乙腈(HANs)、鹵代硝基甲烷(HNMs)、亞硝胺類(NMs)等。眾所周知，大部分的消毒副產(chǎn)物具有潛在致癌、致畸、致突變性，其中各類含氮消毒副產(chǎn)物(N-DBPs)，如鹵乙腈(HANs)、鹵代硝基甲烷(HNMs)和亞硝胺類(NAms)等，作為高致毒性新興DBPs，近年來備受關注。在污水廠消毒后出水中，盡管產(chǎn)生的N-DBPs濃度比常規(guī)DPBs(例如THMs和HAAs)低，但卻具有更高更強的細胞毒性和基因毒性。如，Muellner等人(Environ.Sci.Technol.,2007,41,645-651)研究證實二氯乙腈(DCAN)不僅具有強基因毒性，且其細胞毒性也比三氯甲烷(CF)高2個數(shù)量級；Wagner等(Wagner E D,Osiol J,Mitch W A et al.Environ.Sci.Technol.,2014,48,8203-8211)研究發(fā)現(xiàn)N-DBPs中的二甲基亞硝胺(NDMA)具有潛在的致癌性，并且會使人慢性中毒后死亡。

為了降低生成消毒副產(chǎn)物的風險，紫外消毒技術以其高效、廣譜性好、無消毒副產(chǎn)物等優(yōu)勢逐漸成為物理消毒技術的代表。然而，受水力停留時間制約，實際工程應用中紫外接觸時間往往很短暫，紫外輻照劑量較低(實際工程中通常僅有幾十mJ/cm²)，難以有效殺滅水中治病微生物。此外，僅僅使用紫外消毒之后會讓微生物后續(xù)產(chǎn)生不同程度的光復活與暗復活，繼而導致大量細菌等病原微生物再生。目前，城市污水中存在著種類繁多、數(shù)量巨大的病原微生物，包括細菌、病毒、寄生蟲和原生動物等。其中糞便污染是城市污水中病原微生物的主要來源，在污水中用作糞便污染指標的大腸桿菌通常被認為是非致病性的，但是某些菌株可能具有致病性。城市污水中不僅包含致病微生物，還包括一定數(shù)量的病毒，目前已經(jīng)在生活污水中發(fā)現(xiàn)了150多種腸道病毒，這些病毒通常會導致腸胃炎，心肌炎，結膜炎，肝炎，呼吸道疾病等傳染病。

基于此，有學者研究發(fā)現(xiàn)用紫外線和氯進行順序消毒相結合，可以有效減少廢水中使用兩種單獨消毒劑測試時的大腸桿菌和銅綠假單胞菌的數(shù)量。然而當前常用的“先紫外后氯”和“先氯后紫外”順序組合工藝在污水消毒過程中均存在一定缺陷。由于當前污水消毒通常不設置單獨的氯接觸池，導致氯消毒劑的接觸反應時間短暫。當采用“先紫外后氯”消毒時，一旦前端紫外劑量不足，后續(xù)投加的高劑量氯消毒劑來不及接觸反應便被排入受納水體，存在較高的殺菌不徹底風險，且大量消毒劑直接排入水體，將對水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利影響；而當采用“先氯后紫外”時，盡管氯消毒接觸時間增加，但投加的高劑量自由氯消毒劑在后續(xù)紫外光照下會加速消耗并產(chǎn)生活性氯自由基，不僅氯耗較大，而且活性氯自由基與有機物反應會增加鹵代DBPs的生成風險。因此，如何將兩種消毒技術合理組合應用，是保障殺菌滅活效果和降低DBPs生成風險的關鍵。

發(fā)明內(nèi)容