污水消毒标准及紫外线消毒技术应用.docx
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1、污水消毒标准及紫外线消毒技术应用摘要紫外线污水消毒技术在国外经过20多年的发展,已经成为成熟可靠、投资效益较高的绿色环保技术,在世界各地各类城市污水的消毒处理中得到日益广泛的应用,成为替代传统加氯消毒的主流工艺技术。为了解决今年非典型性肺炎疫情期间的消毒问题,国家环境保护总局发布的紧急通知中将紫外线消毒作为除加氯和臭氧外的另一种有效的消毒灭菌方法。结合紫外线消毒在国外的应用实例,介绍一些国内外的标准和紫外线消毒技术的应用情况。关键词紫外线 消毒1 城市污水消毒的必要性2002年11月,某些国家及地区爆发了非典型性肺炎,这一疫情的元凶-冠状病毒的广泛传播和顽强存活的能力,使人们意识到消毒的重要性
2、,尤其是污水处理厂的尾水消毒,成为防止疫情扩散的重要防线。2003年5月4日,国家环境保护总局要求城镇污水处理厂出水应结合实际采取加氯或紫外线、臭氧等消毒灭菌处理,出水水质粪大肠菌群数小于 10000个L。由此可见污水处理厂尾水消毒的必要性和紧迫性。为了保护人类的生命健康,保护好水环境,世界许多国家和地区(北美、欧盟、日本、韩国、台湾等)都要求对城市污水在排放前进行消毒处理。我国国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于 2002年12月24日颁布的城镇污水处理厂污染物排放标准(GB l8918-2002)中首次将微生物指标列为基本控制指标,要求城市污水必须进行消毒处理,从而使污水处理标准的
3、病理指标与国际接轨。2 城市污水消毒标准许多国家和地区在对城市污水要求消毒的同时,也制定了相应的消毒指标。美国的污水排放标准一般是由国家环保局(EPA)制定出指导性原则,再由各州制定出自己的排放标准,向本州的污水处理厂发放国家污染物清除系统(NPDES)排放许可证,证上规定各个污水处理厂的详细排放指标。该许可证及监测数据最后汇总到美国环保局监控管理,不能达标的污水处理厂将被课以罚金。该执行管理体系是世界上最为严格的,从而保证了标准的严格实施和执行。目前美国大部分州对经过二级生化处理后的污水出水的消毒指标为粪大肠菌群不超过200个100 mL,极个别州的标准为粪大肠菌群不超过400个100 mL
4、或1000个100 mL。在污水再生处理方面,美国大部分州采用于美国加州的消毒标准,即加利福尼亚第22号条例,该标准对非限制性使用的回用水的消毒标准为总大肠菌群不超过22个100 mL。加拿大的污水排放消毒指标与美国类似。欧盟国家的污水排放标准主要受浴场水指导准则(Bathing Water Directives)约束,现行标准为受纳水体中的总大肠菌群不超过10000个100 mL,且粪大肠菌群不超过2 000个100mL,目前欧盟正在对这一标准进行修改,预计新标准中的粪大肠菌群数将修订为不超过1000个100mL。我国的城镇污水处理厂污染物排放标准 (GBl8918-2002)将粪大肠菌群列
5、为基本控制项目。该标准规定执行二级标准和一级B类标准的污水处理厂粪大肠菌群最高允许排放浓度不超过 10000个L(即1000个100 mL),执行一级A类标准的不超过1000个L(即100个100 mL)。部分国家和地区所采取的标准归纳见表1。3 紫外线污水消毒技术的历史和现状给排水消毒方法可分为两大类,即化学消毒法和物理消毒法。化学消毒法有加氯消毒和臭氧消毒等;物理消毒法有紫外线消毒等。化学消毒法一般都会产生消毒副产物,而紫外线消毒是唯一不会产生消毒副产物的方法,不会造成二次污染问题。表1 部分国家和地区尾水消毒指标 国家或地区 指标值* 标 准 美国国家环保局(EPA)200个100mL二
6、级生化处理后的出水美国加利福尼亚第22号条例总大肠菌群数21个lOOmL非限制性使用的回用水欧盟2000个100mL浴场水指导准则(Bathing Water Directives)日本指针总大肠菌群数1000个mL水污染环境质量标准二级标准,渔业一级标准中国(GBl89182002)10000个几1000个/L10000个L二级标准一级标准A类一级标准B类中国(GB89781996)5000个L1000个L500/L1000个/L500个L100个L医院、兽医院及医疗机构含病 原体污水;三级标准医院、兽医院及医疗机构含病原体污水;二级标准医院、兽医院及医疗机构含病 原体污水;一级标准传染病、
7、结核病医院;三级标准传染病、结核病医院;二级标准传染病、结核病医院;一级标准上海市地方标准(DB311991997)3000个L10000个L黄浦江上游水源保护区黄浦江上游准水源保护区中国再生水用作冷却水的水质控制标准(GB503352002)2000个L再生水用作冷却水中国城市污水再生利用城市杂用水水质(GBl89202002)总大肠菌群数3个/L城市污水再生用作杂用水中国城市污水再生利用景观环境用水水质(GBl89212002)10000个L2000个L500个/L不得检出观赏性景观环境用水 河道、湖泊类观赏性景观环境用水 水景类娱乐性景观环境用水 河道、湖泊类娱乐性景观环境用水 水景类注
8、:* 除注明外均为粪大肠菌群数。早在1878年人类就发现了太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用。1901年和1906年人类先后发明了水银光弧这一人造紫外光源和传递紫外光性能较好的石英材质灯管,法国马赛一家自来水厂很快在1910年首次使用紫外线消毒工艺。人类对紫外线消毒技术在城市污水处理中的应用则始于20世纪60年代中叶,并于70年代到80年代初对紫外线消毒在城市污水处理中的应用进行了大量早期的研究,这主要是由于当时人们已认识到被广泛使用的加氯消毒工艺中的余氯对受纳水体中的鱼类等生物有毒,而且发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生如三卤甲烷(THMs)等致癌、致基因畸变的副产物。这些发现促使人类寻求
9、一种更好的消毒方法。加拿大安大略省水资源委员会于1965年和 1969年对紫外线消毒技术应用于城市污水处理以及对受纳水体的影响进行了研究和评估(1)。其他加拿大研究人员对紫外线消毒的效果、技术可行性、影响效果的水质因素、对受纳水体中鱼类的影响、消毒副产物以及与加氯消毒技术经济比较进行了大量先驱性的研究工作(27)。这些研究结果表明,紫外线污水消毒技术可行,可达到和加氯相同甚至更好的消毒效果,对受纳水体中生物无毒副作用,不产生消毒副产物。以上研究为推动紫外线消毒在城市污水处理中的应用奠定了基础。1982年加拿大某公司发明了世界上第一套明渠式安装的紫外线消毒系统2000,并引进了模块化紫外线消毒系
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