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一种污水消毒处理剂及其应用
    ( 一 ) 技术领域
     本发明涉及种污水消毒处理剂及其在污水消毒处理中的应用。 ( 二 ) 背景技术
     随着居民对生活品质要求的不断提高， 污水处理厂的出水对水体造成的影响引起 了人们对健康和安全问题的更多关注。城市污水经过二级处理后， 水质已经改善， 细菌含 量也大幅度减少， 但细菌的绝对值仍很高， 并存在病原菌的可能。我国在 2002 年底颁布的 《GB18918-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准》 中规定污水处理厂出水必须进行消毒处 理， 并要求执行二级标准和一级 B 标准的污水处理厂大肠菌群数的最高允许排放浓度不得 超过 104 个 /L， 从而使我国污水处理标准的病理指标与国际接轨。
     当前国内外的城市污水处理厂采用的消毒方式常见以下几种 ： 加氯消毒、 臭氧消 毒和紫外光照射消毒等。加氯消毒的最大的优点是价格便宜， 杀菌力强， 该工艺简单， 技术 成熟， 药剂易得， 投量准确， 有后续消毒作用， 且不需要庞大的设备， 虽存在二次污染的问题 但目前仍是城市污水处理厂应用最普遍的消毒技术 ； 臭氧消毒主要运用于中段水处理， 具 有较强的消毒效果及脱色效果， 同时再辅以加氯消毒， 以保证出水中余氯要求 ； 紫外光照射 消毒效果不稳定， 受光强和水质影响大， 且设备维护费用较高。
     《GB18918-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准》 中规定了出水 pH 的范围为 6 ～ 9， 但加氯消毒的效果极易受 pH 值的影响 (HClO 的杀菌效果为 ClO- 的 40 ～ 80 倍 )。例如， 次氯酸钠在 pH ＝ 7.5 时， HClO 的含量约为 50％， 其杀菌效率将大大低于 pH ＝ 6 时 ( 此时， HClO 质量分数占 95％以上 ) ； 且， HClO 的含量随着 pH 的升高显著降低， 当 pH ＝ 9 时， HClO 质量分数仅占 5％， 此时将大大提高次氯酸钠的用量或降低杀菌效果。而污水处理厂出水 pH ≥ 7.5 的情况并不在少数， 因此在减少或正常用量下保证出水消毒效果或提高消毒处理 效率是值得我们重视的一个问题。同为次卤酸， HBrO 由于具有很强的 pH 适应性， 且不易挥 TM 发， 受到许多公司的关注。美国 NALCO 公司的杀菌剂产品 Actibrom 1338 就是一种同时含 氯、 溴的杀菌剂， 具有 pH 适应广泛、 杀菌效率高的优点， 其缺点是应用成本高。国内类似的 产品有二溴海因、 溴氯海因等， 但因溶解度和成本问题， 并未大范围应用于污水处理厂的出 水消毒处理。 ( 三 ) 发明内容
     本发明的目的是提供一种提高污水消毒处理效果的污水消毒处理剂及其应用。
     本发明采用的技术方案是 ：
     一种污水消毒处理剂， 由质量配比如下的组分组成 ：
     含氯杀菌剂 ( 以有效氯计 ) 1份
     含溴化合物 0.01 ～ 0.5 份 ；
     所述含氯杀菌剂为次氯酸钠或漂白粉 ； 有效氯是衡量含氯消毒剂氧化能力的标 志， 是指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯量 ( 非指消毒剂所含氯量 )， 本发明中所用的次氯酸钠有效氯含量为 10％ (w/w)， 漂白粉有效氯含量为 25％ (w/w)( 参考自 《消毒技术规范 2002 年版》 )。
     所述含溴化合物为下列之一或其混合物 ： 溴化钠、 溴化钾。
     本发明的发明人经研究发现 ： 污水处理系统出水使用含氯杀菌剂消毒时， 当 pH ≥ 7.5 时， 含氯杀菌剂使用量明显提高或杀菌效率显著降低。本发明将含氯杀菌剂与含 溴化合物组合使用， 可显著降低含氯杀菌剂的使用量或提高杀菌效率。
     优选的， 所述处理剂质量组成如下 ：
     次氯酸钠 1份
     溴化钠 0.01 ～ 0.1 份。
     所述的污水消毒处理剂在污水消毒处理中的应用。
     所述污水消毒处理剂在污水中投加量为 1 ～ 20mg/L( 以有效氯计 )。
     具体应用方法如下 ( 参见图 2) ：
     (1) 由设置在二沉池出水中的检测装置 ( 如 ： 在线 pH 计 ) 检测出水的 pH 值， 如 pH ≥ 7.5 时， 启动含氯杀菌剂投加装置 I， 向混合反应装置 III 中加入 1 份含氯杀菌剂， 加 入完毕后， 启动含溴化合物或组合物投加装置 II， 向混合反应装置 III 中加入 0.01 ～ 0.1 份含溴化合物， 两者反应 0.25 ～ 1h， 反应完毕， 按 10 ～ 20mg/L( 以有效氯计 )( 优选 10 ～ 15mg/L) 投加量加入污水出水中 ； (2) 由设置在二沉池出水中的检测装置 ( 如 ： 在线 pH 计 ) 检测出水的 pH 值， 如 pH ＜ 7.5 时， 启动加药装置 I， 往出水中投加含氯杀菌剂或启动含氯杀菌剂投加装置 I， 向混合 反应装置 III 中加入 1 份含氯杀菌剂， 加入完毕后， 启动含溴化合物或组合物投加装置 II， 向混合反应装置 III 中加入 0.01 ～ 0.1 份含溴化合物， 两者反应 0.25 ～ 1h， 反应完毕， 按 1 ～ 10mg/L( 以有效氯计 )( 优选 1 ～ 5mg/L) 投加量加入污水出水中。
     本发明所采用的方法， 可显著降低含氯杀菌剂的用量或提高含氯杀菌剂的消毒效 果。根据二沉池出水 pH 值调整杀菌剂， 可降低含氯杀菌剂的用量或提高系统的杀菌效率， 4 保证出水微生物≤ 10 个 /L， 达到排放标准。
     本发明的有益效果主要体现在 ：
     (1) 改造成本低。能显著降低含氯杀菌剂的用量或提高系统的杀菌效率 ；
     (2) 降低消毒处理成本。 根据二沉池出水 pH 值的变化， 调整系统的杀菌消毒方案， 当二沉池出水 pH ≥ 7.5 时， 采用混合加药方式， 在原投加量 10 ～ 100％的条件下显著提高 了含氯杀菌剂在较高 pH 条件的杀菌效率， 保证出水有效氯含量为 0.5 ～ 5mg/L ； 当二沉池 出水 pH ≤ 7.5 时， 可减少含氯杀菌剂的用量， 为原投加量的 5 ～ 50％ ；
     (3) 减少杀菌剂用量。可减少含氯杀菌剂对水生乃至生态系统的毒害。
     ( 四 ) 附图说明
     图 1 为现有含氯杀菌剂消毒的工艺流程图 ； 其中 I 为含氯杀菌剂投加装置 ；
     图 2 为本发明的工艺流程图 ； 其中， I 为含氯杀菌剂投加装置， II 为含溴化合物或 组合物投加装置， III 为混合反应装置。 ( 五 ) 具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述， 但本发明的保护范围并不仅限于此： 实施例 1 ：
     构建一个本发明所述的二沉池出水消毒系统 ( 参见附图 2)， 出水流量为 10m3/d， 出水监测系统的 pH 值 (pH/T 检测仪， HACH， 下同 ) 和大肠杆菌数 ( 平板计数法， 下同 )， 调整 出水 pH 值， 以次氯酸钠 ( 工业级 ) 和溴化钠 ( 工业级 ) 混合反应产物作为系统的杀菌消毒 剂， 具体操作如下 ： 通过含氯杀菌剂投加装置 I(PE 立式耐腐蚀罐， 无锡昆仑塑料有限公司， 其他实施例同 ) 往混合反应装置 III(PE 立式耐腐蚀罐， 无锡昆仑塑料有限公司， 其他实施 例同 ) 中加入 1 份次氯酸钠， 加药完毕后再通过含溴化合物或组合物装置 II(PE 立式耐腐 蚀罐， 无锡昆仑塑料有限公司， 其他实施例同 ) 往混合反应装置 III 中加入 0.05 份溴化钠， 混合反应 1h 后， 加入混合消毒池中， 投加量见表 1( 以有效氯计 )， 检测消毒混合池出水的大 肠杆菌、 余氯量。其结果见表 1。
     表1： 实施例 1 试验结果
     实施例 2 ：
     构建一个本发明所述的二沉池出水消毒系统 ( 参见附图 2)， 出水流量为 10m3/d， 出水监测系统的 pH 值和大肠杆菌数， 调整出水 pH 值， 以次氯酸钠和溴化钾混合反应产物作 为系统的杀菌消毒剂， 具体操作如下 ： 通过含氯杀菌剂投加装置 I 往混合反应装置 III 中加 入 1 份次氯酸钠， 加药完毕后再通过含溴化合物或组合物装置 II 往混合反应装置 III 中加 入 0.06 份溴化钾， 混合反应 1h 后， 加入混合消毒池中， 投加量见表 2( 以有效氯计 )， 检测消 毒混合池出水的大肠杆菌、 余氯量。其结果见表 2。
     表2： 实施例 2 试验结果
     5102328986 A CN 102328994
     二沉池出 水 pH 值 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0
     消毒剂投加 量 (mg/L) 4 4 4 12 12 12 12说明书消毒后大肠杆菌 数 ( 个 /L) 7.2×102 9.1×102 1.8×103 3.3×103 4.0×103 6.9×103 9.5×103 余氯 (mg/L) 2.6 2.2 1.9 1.6 1.0 0.7 0.14/6 页初始大肠杆菌数 ( 个 /L) 1.9×106 1.9×106 1.9×106 1.9×106 1.9×106 1.9×106 1.9×106实施例 3 ：
     构建一个本发明所述的二沉池出水消毒系统 ( 参见附图 2)， 出水流量为 10m3/d， 出水监测系统的 pH 值和大肠杆菌数， 调整出水 pH 值， 以漂白粉和溴化钠混合反应产物作为 系统的杀菌消毒剂， 具体操作如下 ： 通过含氯杀菌剂投加装置 I 往混合反应装置 III 中加 入 1 份漂白粉， 加药完毕后再通过含溴化合物或组合物装置 II 往混合反应装置 III 中加入 0.04 份溴化钠， 混合反应 1h 后， 加入混合消毒池中， 投加量见表 3( 以有效氯计 )， 检测消毒 混合池出水的大肠杆菌、 余氯量。其结果见表 3。
     表3： 实施例 3 试验结果
     实施例 4 ：
     构建一个本发明所述的二沉池出水消毒系统 ( 参见附图 2)， 出水流量为 10m3/d， 出水监测系统的 pH 值和大肠杆菌数， 调整出水 pH 值， 以漂白粉和溴化钾混合反应产物作为 系统的杀菌消毒剂， 具体操作如下 ： 通过含氯杀菌剂投加装置 I 往混合反应装置 III 中加 入 1 份漂白粉， 加药完毕后再通过含溴化合物或组合物装置 II 往混合反应装置 III 中加入 0.05 份溴化钾， 混合反应 1h 后， 加入混合消毒池中， 投加量见表 4( 以有效氯计 )， 检测消毒 混合池出水的大肠杆菌、 余氯量。其结果见表 4。
     表4： 实施例 4 试验结果
     对比例 ：
     本发明所述的二沉池出水消毒系统 ( 参见附图 1)， 出水流量为 10m3/d， 出水监测 系统的 pH 值、 大肠杆菌数， 调整出水 pH 值， 以次氯酸钠作为系统的杀菌消毒剂， 投加量见表 5( 以有效氯计 )， 检测消毒混合池出水的大肠杆菌数、 余氯量。其结果见表 5。
     表5： 对比例试验结果
     由表 5 可知 ： 当采用现有含氯杀菌剂消毒的工艺时 ( 对比例 )， 氯杀菌剂对大肠杆 菌的杀菌效果随出水 pH 的升高而降低， 当出水 pH ≥ 7.5， 经含氯杀菌剂消毒后大肠杆菌数 4 为 1.5×10 个 /L， 已超出 《GB18918-2002 城镇污水处理厂污染物排放标准》 的规定 ； 采用
     本发明所述的二沉池出水消毒处理时 ( 实施例 )， 当出水 pH ＝ 9.0 时， 经复合杀菌剂消毒后 3 大肠杆菌数为 9.3×10 个 /L， 符合国家标准。由此可证明采用本发明所述的一种提高污水 消毒处理效果的方法能有效提高含氯杀菌剂的杀菌效果或降低含氯杀菌剂的使用量。