次氯酸鈉投加方式對污水處理消毒的影響

　　為保護收納自然水體，控制污水中病原微生物，多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)將糞大腸菌群數(shù)作為病原微生物指標對排水加以管控。目前城鎮(zhèn)污水處理主要采取紫外線、次氯酸鈉、二氧化氯和臭氧方式對尾水消毒。次氯酸鈉消毒因具有管理簡單和效果穩(wěn)定等優(yōu)勢而被應用廣泛，按不同方式投加次氯酸鈉，不僅直接影響消毒效率也會對污水處理穩(wěn)定性產生間接影響。因此，以南京市一污水處理廠為對象，考察不同次氯酸鈉投加點位、投加量對消毒及NH4+-N去除效果的影響，為污水的安全處理提供理論依據

　　一、材料與方法

　　1.1 進水水質

　　進水主要指標(當?shù)貓@區(qū)接管標準)：COD值121.4~197.3mg/L(≤500mg/L)，NH4+-N值7.28~16.12mg/L(≤35mg/L)，pH值6.22~8.68(6~9)。試驗污水處理廠服務范圍內主要是生物醫(yī)藥、電子制造類企業(yè)，沒有居民住宅小區(qū)。園區(qū)接管標準是基于《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)三級標準制定，對企業(yè)排水按糞大腸菌群數(shù)≤5000個/L要求，但污水處理廠實際進水中不可避免混入部分市政用水，進水糞大腸菌群數(shù)約在106個/L。試驗用次氯酸鈉符合《次氯酸鈉》(GB19106-2013)要求，外觀呈現(xiàn)淺黃色透明狀，其中有效氯≥10%，游離堿為0.1%~1%。

　　1.2 工藝流程

　　該污水處理廠設計處理能力4×104m3/d，出水執(zhí)行一級A標準。工藝流程如圖1所示。預處理段包括粗、細格柵和曝氣沉砂池;二級生物處理包括AAO+二沉池;三級處理包括高效沉淀池+濾布濾池+次氯酸鈉消毒工藝。試驗在工藝中設置3個不同次氯酸鈉投加點位：A點位，即二沉池出水段;B點位，即高效沉淀池出水段;C點位，即濾布濾池出水段。均利用管道和構筑物混合作接觸消毒用。

　　1.3 試驗設計

　　依次在A、B、C3個點位由低到高按0.6mg/L、0.9mg/L、1.2mg/L投加量(有效氯計)依次投加次氯酸鈉，分析出水糞大腸菌群數(shù)和NH4+-N變化情況。

　　1.4 檢測方法

　　水銀溫度計測定水溫;重鉻酸鉀法測定COD，重鉻酸鉀藥品為優(yōu)級純;納氏試劑分光光度法測定NH4+-N，配置納氏試劑的碘化鉀、碘化汞藥品為優(yōu)級純，氫氧化鈉藥品為分析純;PB-21型pH計測定pH;多管發(fā)酵法測定糞大腸菌群數(shù);便攜式余氯儀測定余氯。

　　二、試驗結果及經濟效益分析

　　2.1 試驗結果分析

　　2.1.1 A點位投加

　　試驗期間水溫22~26℃，處理量約3.6×104m3/d，工藝運行平穩(wěn)，生化好氧段溶氧控制在2~4mg/L、混合液懸浮固體濃度(MLSS)約3.5g/L、高效沉淀池投藥比例固定不變。按污水實際處理量核算A、B、C這3個投藥點位消毒接觸時間，分別為2h、0.36h和0.21h。

　　A點位在0.6mg/L投加量時，出水糞大腸菌群數(shù)在250個/L以內;提高到0.9mg/L時，出水糞大腸菌群數(shù)基本未檢出，但在試驗9d后，出現(xiàn)了出水NH4+-N異常升高情況，提高到1.2mg/L，出水NH4+-N持續(xù)上升接近一級A標準，水質變化詳見圖2。緊急暫停投加，采取加大曝氣強度延長停留時間等強化運行手段恢復工藝運行?？偨Y查找原因：(1)較高的消毒接觸時間消毒效果較好;(2)NH4+-N異常升高應與利用高效沉淀池作為接觸消毒池有關，高效沉淀池每日有大量剩余污泥排入儲泥池進行污泥脫水，一方面容積有限的儲泥池會有含次氯酸鈉的上清液回流進入生化系統(tǒng)，另一方面污泥脫水后混有次氯酸鈉清液也會回流到生化系統(tǒng)，一段時間后硝化反應受到抑制。綜上所述，A點位投加次氯酸鈉接觸消毒時間最長，易控制出水糞大腸菌群數(shù)，但抑制了工藝去除NH4+-N。

　　2.1.1 B點位投加

　　在生化段恢復正常運行后，在B點位繼續(xù)試驗。在0.6mg/L投加量時，出水糞大腸菌群數(shù)約在450個/L;提高到0.9mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)逐漸未檢出，但在試驗15d后又出現(xiàn)類似A點位運行出水NH4+-N異常的情況，水質變化詳見圖3。暫停投藥，采取強化措施。分析原因：(1)接觸消毒時間由2.0h左右降至0.3h后，消毒效率相對下降，但在0.9mg/L投藥時消毒效果仍較好;(2)雖沒有高效沉淀池污水回流影響，但濾布濾池每隔2~4h反沖洗后含次氯酸鈉排水仍會回流到生化系統(tǒng)，相較A點位該股污水的量較小，在15d后NH4+-N才出現(xiàn)異常情況。綜上所述，B點位投加次氯酸鈉消毒也會影響出水NH4+-N穩(wěn)定達標。

　　2.1.1 C點位投加

　　在生化系統(tǒng)重新恢復運行正常后，考察后續(xù)沒有污水回流的C點位投加次氯酸鈉出水水質變化情況。在0.6mg/L投加量時，出水糞大腸菌群數(shù)約在700個/L;提高到0.9mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)控制在100個/L以內;提高到1.2mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)未檢出，水質變化詳見圖4。該投加點位運行下，出水NH4+-N未見明顯異常，持續(xù)穩(wěn)定達到一級A標準。綜上所述，C點位投加次氯酸鈉消毒對NH4+-N去除沒有影響，出水糞大腸菌群數(shù)可持續(xù)穩(wěn)定達到一級A標準。

　　試驗記錄不同次氯酸鈉投加方式下出水余氯數(shù)據，不同點位投加出水余氯相差不大，均不超過0.3mg/L，攜帶該余氯量的出水排入自然水體，對自然水體影響較小。

　　2.2 經濟效益分析

　　經濟效益分析主要考察在出水水質指標沒有影響前提下，出水糞大腸菌群數(shù)能夠穩(wěn)定達到一級A標準時次氯酸鈉溶液的投加費用。主要包括動力費和藥劑費。經核算，試驗用次氯酸鈉有效氯≥10%，約1000元/噸，按投藥量1mg/L(有效氯)，計算得每噸污水處理成本約0.01元，次氯酸鈉消毒費用占全部污水處理費用的比例較小。

　　三、結論

　　(1)不同點位投加次氯酸鈉均可有效控制出水糞大腸菌群數(shù)，但在二沉池出水段和高效沉淀池出水段投加次氯酸鈉因受到污水回流影響，會對工藝去除NH4+-N產生抑制。

　　(2)在濾布濾池出水段投加次氯酸鈉能控制出水糞大腸菌群數(shù)且對NH4+-N去除無影響。投加量為0.9mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)小于100個/L;提高到1.2mg/L，出水糞大腸菌群數(shù)未檢出。本研究中不同次氯酸鈉投加下出水余氯均在0.3mg/L以內，攜帶該余氯量的出水對自然水體影響較小。

　　(3)若條件允許，建設接觸消毒池以充分發(fā)揮消毒作用。（來源：南京高科水務有限公司）