市政污水厂工艺优化运行管理（六十三）

市政污水厂工艺优化运行管理（六十三）

2、臭氧消毒的局限性

臭氧在多数污水厂中是作为强氧化剂对一些难降解的有机物进行氧化的，同时也是一种强效消毒剂，在灭活包括冠状病毒在内的多种病毒微生物方面非常有效。但是臭氧制备过程的高昂的成本和操作复杂性限制了在污水厂内的广泛应用。

（1）经济与操作挑战

臭氧消毒的主要缺点是成本高昂。它必须在现场生成，需要专业的设备和熟练的操作人员，这对一些老旧的污水厂造成很大的运行压力，多数污水厂购置了臭氧设备以后，很少真正投用到流程中进行工艺功能的实现。其次，臭氧稳定时间很短，这意味着它不能提供任何残留消毒保护，因此通常需要结合二级消毒步骤（如氯胺）。

 

（2）有机物快速消耗与水化学干扰

臭氧极易被水中的有机物快速消耗，同时水中游离的悬浮物也会干扰臭氧的作用。因此在含有机物的废水处理中，所需的Ct值远高于饮用水，这要求使用大量的臭氧和更大规模的基础设施投入。此外，臭氧具有毒性，并可能增加水体的酸度，对操作人员也有中毒的可能性，这对污水处理厂的运行管理形成很多新的挑战。臭氧的效率也会受到工业废水中一些物质的属性影响，例如，溴化物和碘化物离子会与臭氧反应形成溴酸盐和碘，从而降低其消毒效率。

 

3、紫外线（UVC）水处理的运营限制与光复活风险

紫外线消毒是一种物理方法，通过紫外线照射在微生物的DNA中引起嘧啶二聚体来灭活微生物，没有引入氯离子从而避免了氯化产生的DBP问题。然而，它存在严重的工程、水质依赖性，以及出水后固有的光复活风险。

（1）水质依赖性与物理屏蔽效应

UV消毒的有效性关键取决于接触时间、照射强度以及水/废水中悬浮颗粒、颜色和浑浊度。污水厂出水通常还是含有一定浓度的溶解有机碳（DOC）和悬浮固体（SS），这些物质会吸收紫外线，从而降低到达目标微生物的有效剂量。欢迎关注微信公众号《治污者说》关注全部优化管理内容。这种DOC和SS造成的紫外线吸收能力是所有物理/辐射方法的共同的问题：如果消毒灭杀的目标微生物被介质中的物理或化学基质屏蔽，消毒就会失效。这就要求污水厂在消毒工序的上游预处理过程需要严格进行控制，确保进入到消毒工段的DOC和SS足够低，不影响紫外线的作用，否则UV技术将失效。

 

（2）复杂的工程计算问题

紫外线消毒的一个主要操作限制是，在污水厂的实际生产中使用的UV反应器内，污水厂的出水水量和水质是随不同的时间段变化的，这会造成UV槽内水力停留时间和UV光强度在出水接触槽的不同位置变化很大。难以准确计算平均UV剂量，污水厂一般都会控制在最大的辐照剂量开启UV灯管，造成UV消毒工艺的能耗难以精准控制。这些原因使得污水厂对微生物消毒效果监管合规性和性能验证以及能耗控制都会处于较为困难的状态。

（2）出水光复活的固有风险

在科技文献中针对三级出水的研究表明，经过UV消毒后的微生物（例如大肠杆菌）存在高的光复活风险。微生物在脱离紫外照射区域重新见自然光后（例如排入自然水体），其复活能力会即刻恢复。即使延迟消毒后出水的见光时间（避光放置，或者进入到密闭的中水回用系统），也只能在一定程度上推迟或削弱大肠杆菌的光复活，并不能有效保证复活受到抑制。这一缺陷意味着UV消毒的“成功”在出水排放后并不稳定，对实现城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中规定的粪大肠菌群指标构成长期风险，特别是在一些监测取样点没有设置在紫外光照射区域出口，而是在污水厂厂外的入河口处的，经常会出现一定的微生物复活情况。

 

以下表格综合了污水厂出水传统消毒技术的主要缺陷：

污水厂出水传统消毒技术的主要缺陷

技术	首要缺陷	运行失败点/环境风险	化学/操作约束
氯化	形成致癌性DBPs（含N-DBPs）	余氯排放难精确控制（需<0.5 mg/L）；生态毒性风险	对温度、pH值和有机物浑浊度高度敏感
臭氧	成本高昂；半衰期短（无残留）	快速被有机物消耗，污水中需高Ct	毒性；与卤化物反应形成溴酸盐
UV 照射	灭活要求“视线内”剂量输送   ；微生物光复活风险高	受反应器水力学影响，剂量计算困难；受高DOC/SS影响	在非水应用中可能导致材料光降解