紫外线消毒在南宁某污水处理厂的应用
摘要：在介绍南宁某污水处理厂的紫外线消毒系统基础上, 对其处理效果和运行成本进行了分析。生产运行表明该技术运行成本低、处理效果稳定, 处理出水满足景观用水和下游补水需求。
关键词：城市污水 消毒 景观用水
南方某污水处理厂( 一期) 设计日处理能力为12万m3, 采用传统活性污泥法处理工艺, 于1999 年10月建成并投入使用, 处理后出水可达到国家二级排放标准, 就近排入城市内河。为保护城市水环境安全和满足下游南湖应急补水需求, 特别是2003 年爆发“非典”以后, 污水处理厂出水的微生物安全问题受到越来越多关注。为此, 该污水处理厂于2004 年10 月底增建了低压高强度紫外线消毒系统UV3000PlusTM。该系统由加拿大Trojan ( 特洁安) 公司进口, 主要包括紫外灯模块组、模块支架、系统控制中心、配电中心、液压系统中心、自动清洗系统、低水位探测及水位控制系统等。该系统可室外安装运行, 不需房屋构造和空调设备, 且特洁安系统小巧紧凑, 节省了占地和土建投资, 自投入使用以来杀菌效果良好。
1 系统设计参数
根据该污水厂处理规模、排放要求和紫外消毒影响因素, 紫外线消毒系统水质设计参数如下。
(1) 平均流量: 12 万m3 / d;
(2) 设计峰值系数K= 1.3;
(3) 峰值流量: 15.6 万m3 / d ( 以该流量计算紫外剂量) ;
(4) 总悬浮物TSS: 20 mg/ L ( 最大值) ;
(5) BOD5: 20 mg/ L;
(6) 平均固体颗粒尺寸: 30 !m;
(7) 污水温度变化范围: 0.5 ℃～30 ℃;
(8) 消毒指标: 粪大肠菌群< 1 万个/ L ( 30 d 取样几何平均值) , 参考《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918 - 2002) 。
2 紫外线消毒系统参数
(1) 消毒构筑物采用明渠, 尺寸( 长×宽×高)为8 825 mm×2 600 mm×1 680 mm, 占地面积< 30 m2,不需要其他任何构筑物。
(2) 设计有效生物验定剂量为18.3 mJ / cm2, 灯管老化系数取0.82, 灯管结垢系数取0.95。
(3) 设计紫外透光率(UVT) ≥ 65%, 石英透管透光率≥ 91%。
(4) 紫外光灯管共216 根, 采用矩阵排列X= 27、Y= 8; 选用型号UV3000Plus 紫外灯组, GA64T6L 低压高强灯, 灯管保证连续使用寿命1 万2 000 h, 灯管最后的UV- C 强度输出为新灯管输出的82%; 单根灯管功耗250 W, 在紫外254 nm 时的输出功率112 W,光电转化率44.8%。
(5) 自动清洗系统, 采用机械加化学清洗, 具有自动清洗功能, 能保证灯管的透光率, 可完全免除人工用清洗液清洗灯管, 并且清洗周期灵活设定。
(6) 水位控制设备采用低水位探头, 保证在灯管露出水面前自动断电。自动水位控制器维持一个合适水位, 保持灯管全部被淹没。
(7) 紫外模块配电中心NEMA 4X 可室外安装,不需要房屋、空调及风扇装置, 降低了投资成本; 完全密封的电子镇流器, 自然冷却, 避免了灰尘、潮湿等对电子镇流器的腐蚀, 电子镇流器寿命长达5 a。
3 处理效果分析
经日常运行监测分析, 消毒处理系统进水悬浮物浓度( TSS) 在16 ～22 mg/ L, 经过紫外消毒处理后出水粪大肠菌数均在200 个/ L 以下, 出水水质稳定,杀菌效果较好, 满足《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918 — 2002) 》一级B 标准和观赏性景观环境用水水质要求, 对保护城市内河水生态环境具有重要意义。
4 投资运行成本和效益分析
根据实际报价计算, 该系统投资成本为25 元/m3;直接运行成本0.96 分/m3, 其中电耗0.57 分/m3 (电价为0.75 元/ ( kW·h) , 灯管更换费用为0.39 元/m3。
5 结论与建议
紫外线消毒系统具有投资少、运行成本低、自动化程度高及维护简便等优点。该技术处理效果稳定,能满足景观用水和下游补水需求, 对保护水环境、构建和谐社会、创造城市景观具有重要意义, 并具有显著的经济、环境和社会效益。
建议进一步加强紫外线消毒研究, 评估其环境风险, 扩宽其使用范围。
作者简介: 蒋以元( 1973 — ) , 男, 高级工程师。
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