紫外線消毒在南寧某污水處理廠的應用
摘要：在介紹南寧某污水處理廠的紫外線消毒系統(tǒng)基礎上, 對其處理效果和運行成本進行了分析。生產運行表明該技術運行成本低、處理效果穩(wěn)定, 處理出水滿足景觀用水和下游補水需求。
關鍵詞：城市污水 消毒 景觀用水
南方某污水處理廠( 一期) 設計日處理能力為12萬m3, 采用傳統(tǒng)活性污泥法處理工藝, 于1999 年10月建成并投入使用, 處理后出水可達到國家二級排放標準, 就近排入城市內河。為保護城市水環(huán)境安全和滿足下游南湖應急補水需求, 特別是2003 年爆發(fā)“非典”以后, 污水處理廠出水的微生物安全問題受到越來越多關注。為此, 該污水處理廠于2004 年10 月底增建了低壓高強度紫外線消毒系統(tǒng)UV3000PlusTM。該系統(tǒng)由加拿大Trojan ( 特潔安) 公司進口, 主要包括紫外燈模塊組、模塊支架、系統(tǒng)控制中心、配電中心、液壓系統(tǒng)中心、自動清洗系統(tǒng)、低水位探測及水位控制系統(tǒng)等。該系統(tǒng)可室外安裝運行, 不需房屋構造和空調設備, 且特潔安系統(tǒng)小巧緊湊, 節(jié)省了占地和土建投資, 自投入使用以來殺菌效果良好。
1 系統(tǒng)設計參數
根據該污水廠處理規(guī)模、排放要求和紫外消毒影響因素, 紫外線消毒系統(tǒng)水質設計參數如下。
(1) 平均流量: 12 萬m3 / d;
(2) 設計峰值系數K= 1.3;
(3) 峰值流量: 15.6 萬m3 / d ( 以該流量計算紫外劑量) ;
(4) 總懸浮物TSS: 20 mg/ L ( 最大值) ;
(5) BOD5: 20 mg/ L;
(6) 平均固體顆粒尺寸: 30 !m;
(7) 污水溫度變化范圍: 0.5 ℃～30 ℃;
(8) 消毒指標: 糞大腸菌群< 1 萬個/ L ( 30 d 取樣幾何平均值) , 參考《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918 - 2002) 。
2 紫外線消毒系統(tǒng)參數
(1) 消毒構筑物采用明渠, 尺寸( 長×寬×高)為8 825 mm×2 600 mm×1 680 mm, 占地面積< 30 m2,不需要其他任何構筑物。
(2) 設計有效生物驗定劑量為18.3 mJ / cm2, 燈管老化系數取0.82, 燈管結垢系數取0.95。
(3) 設計紫外透光率(UVT) ≥ 65%, 石英透管透光率≥ 91%。
(4) 紫外光燈管共216 根, 采用矩陣排列X= 27、Y= 8; 選用型號UV3000Plus 紫外燈組, GA64T6L 低壓高強燈, 燈管保證連續(xù)使用壽命1 萬2 000 h, 燈管最后的UV- C 強度輸出為新燈管輸出的82%; 單根燈管功耗250 W, 在紫外254 nm 時的輸出功率112 W,光電轉化率44.8%。
(5) 自動清洗系統(tǒng), 采用機械加化學清洗, 具有自動清洗功能, 能保證燈管的透光率, 可完全免除人工用清洗液清洗燈管, 并且清洗周期靈活設定。
(6) 水位控制設備采用低水位探頭, 保證在燈管露出水面前自動斷電。自動水位控制器維持一個合適水位, 保持燈管全部被淹沒。
(7) 紫外模塊配電中心NEMA 4X 可室外安裝,不需要房屋、空調及風扇裝置, 降低了投資成本; 完全密封的電子鎮(zhèn)流器, 自然冷卻, 避免了灰塵、潮濕等對電子鎮(zhèn)流器的腐蝕, 電子鎮(zhèn)流器壽命長達5 a。
3 處理效果分析
經日常運行監(jiān)測分析, 消毒處理系統(tǒng)進水懸浮物濃度( TSS) 在16 ～22 mg/ L, 經過紫外消毒處理后出水糞大腸菌數均在200 個/ L 以下, 出水水質穩(wěn)定,殺菌效果較好, 滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準(GB 18918 — 2002) 》一級B 標準和觀賞性景觀環(huán)境用水水質要求, 對保護城市內河水生態(tài)環(huán)境具有重要意義。
4 投資運行成本和效益分析
根據實際報價計算, 該系統(tǒng)投資成本為25 元/m3;直接運行成本0.96 分/m3, 其中電耗0.57 分/m3 (電價為0.75 元/ ( kW·h) , 燈管更換費用為0.39 元/m3。
5 結論與建議
紫外線消毒系統(tǒng)具有投資少、運行成本低、自動化程度高及維護簡便等優(yōu)點。該技術處理效果穩(wěn)定,能滿足景觀用水和下游補水需求, 對保護水環(huán)境、構建和諧社會、創(chuàng)造城市景觀具有重要意義, 并具有顯著的經濟、環(huán)境和社會效益。
建議進一步加強紫外線消毒研究, 評估其環(huán)境風險, 擴寬其使用范圍。
作者簡介: 蔣以元( 1973 — ) , 男, 高級工程師。
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