废水紫外线处理

1. 城市污水处理系统消毒的工艺有哪些

几种消毒工艺方法
1. 1 物理消毒方法——紫外线消毒
1. 1. 1 紫外线消毒原理
紫外线消毒是一种物理消毒方法, 紫外线消毒并不是杀死微生物, 而是去掉其繁殖能力进行灭活。紫外线消毒的原理主要是用紫外光摧毁微生物的遗传物质核酸( DNA 或RNA ), 使其不能分裂复制。除此之外, 紫外线还可引起微生物其他结构的破坏。紫外线是一种波长范围为136 nm ~ 400 nm 的不可见光线。在该波段中260 nm 附近已被证实是杀菌效率最高的, 目前生产的紫外灯的最大功率输出在253. 7 nm 波长。该波长输出在目前世界顶极紫外灯中已占到紫外能量的90%, 总能量的30%, 由于高强度、高效率的紫外C 波段的存在, 紫外技术已成为水消毒领域一个具有相当竞争力的技术。
1. 1. 2 紫外线消毒器的结构形式
1)敞开式结构。在敞开式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流经UV 消毒器并杀灭水中的微生物。
2)封闭式结构。封闭式UV 消毒器属承压型, 用金属筒体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来。
1. 2 化学消毒方法
1. 2. 1 液氯消毒
1)液氯消毒原理。向水中加入液氯或者次氯酸盐(如Na C lO)溶液消毒时, 在水中发生如下反应：
HOC,l OC l- 之和称作有效自由氯, 其中以HOC l消毒效果最好。排入水体时, 氯会和水中的氨氮、有机氮反应生成消毒效果较差的无机氯胺和有机氯胺, 称作化合氯。总余氯是指有效自由氯和有效化合氯之和。氯的消毒效果受接触时间、投加量、水质 (含氮化合物浓度、SS浓度)、温度、pH 以及控制系统的影响。
2) 加氯系统。目前常用加氯系统包括加氯机、接触池、混合设备以及氯瓶等部分, 如图1所示。

1. 2. 2 臭氧消毒
1) 臭氧消毒原理。臭氧( O3 ) 是氧( O2 ) 的同素异形体, 纯净的O3 常温常压下为蓝色气体。臭氧具有很强的氧化能力( 仅次于氟), 能氧化大部分有机物。臭氧灭菌过程属物理、化学和生物反应, 臭氧灭菌有以下三种作用:
a. 臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必需的酶, 使细菌灭活死亡。b. 直接与细菌、病毒作用, 破坏它们的细胞壁、DNA和 RNA, 细菌的新陈代谢受到破坏, 导致死亡( DNA—核糖核酸; RNA—脱氧核糖核酸。病毒是由蛋白质包裹着一种核酸的大分子; 病毒只含一种核酸)。c. 渗透胞膜组织, 侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖, 使细菌发生透性畸变, 溶解死亡。因此, O3 能够除藻杀菌, 对病毒、芽孢等生命力较强的微生物也能起到很好的灭活作用。
2) 污水臭氧处理工艺。臭氧氧化能力强, 且很不稳定, 也无法储藏, 因此应根据需要就地生产。臭氧的制备一般有紫外辐射法、电化学法和电晕放电法。目前臭氧制备占主导地位的是电晕放电法。由臭氧发生器制备好的臭氧气体通过管道输送到密闭的臭氧接触池, 与处理后的污水进行接触反应。反应后的气体由池顶汇集后, 经收集器离开接触池, 进入尾气臭氧分解器, 在此剩余臭氧气体被分解成氧气排入大气中( 见图2) 。

1. 2. 3 二氧化氯消毒
二氧化氯在水中溶解度是氯的5倍, 氧化能力是氯气的2. 5倍左右, 它是一种强氧化剂。溶于水后很安全, 是国际上公认的含氯消毒中唯一高效消毒剂。
二氧化氯性质不稳定, 只能采用二氧化氯发生器现场制备。用于水处理领域的小型化学法二氧化氯发生器主要有两种: 以氯酸钠、盐酸为原料的复合型二氧化氯发生器和以亚氯酸钠、盐酸为原料的纯二氧化氯发生器, 其中前者应用最为广泛。
1)复合二氧化氯发生器原理。复合二氧化氯发生器以氯酸钠和盐酸制备二氧化氯为主、氯气为辅的混合气体。反应如下: N aC lO3 + 2H C l= C lO2 + 1 /2C l2 + NaC l+ H 2O 该反应的最佳温度为70 ℃, 反应器采用耐温、耐腐蚀材料制造。反应生成的二氧化氯和氯气混合气体通过水射器投加到被处理水中。
2)复合二氧化氯发生器的应用。复合二氧化氯发生器用于消毒时, 消毒剂投加点一般在滤后, 有效氯投加量一般为3 m g /L ~ 5 m g /L; 用于脱色或降低COD时, 该复合气体投加在硫酸铝等混凝剂投加点之前效果较好, 投加量应根据水质由试验确定,同时也可以查看中国污水处理工程网更多关于二氧化氯消毒处理污水技术文档。
2 上述几种消毒方法的特点
2. 1 紫外线消毒
紫外线污水消毒技术如今已被广泛应用于各类城市污水的消毒处理中, 包括低质污水、常规二级生化处理后的污水、合流管道溢流废水和再生水的消毒。紫外线消毒法除具有不投加化学药剂、不增加水的嗅和味、不产生有毒有害的副产物、消毒速度快、效率高、设备操作较传统消毒工艺安全简单和实现自动化等优点外, 运行、管理、劳务和维修费用也低, 近20 年来逐渐得到广泛应用。紫外线消毒工艺对紫外穿透率较低的水质并不适用, 如未经处理或只经过一级处理的污水, SS高于30 m g /L的污水。这种情况采用紫外线消毒的方式不但会增加能耗, 还会造成消毒效果不好。而对于经过二级处理的污水和再生水, 紫外穿透率一般为40% ~ 80%, 采用紫外线消毒方式是不错的选择。
但是紫外线消毒法不能提供剩余的消毒能力, 当处理水离开反应器之后, 一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA分子, 使细菌再生。
2. 2 液氯消毒
液氯使用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, 不需要庞大的设备。液氯消毒在各地医院、工业、民用的灭菌消毒中都有广泛应用, 并且有些已达到了自动化的程度。液氯储存不是十分安全, 容易发生泄漏, 而且自20世纪70年代以来, 由于发现氯可与水中多种物质形成致癌或致病变的产物, 致使该工艺在应用上开始受到限制。
2. 3 臭氧消毒
臭氧是一种强氧化剂, 它具有高效无二次污染, 既能氧化有机物, 又能杀菌除色、嗅、味等特点, 可氧化铁、锰等物质, 通常认为它的氧化能力比氯高600倍~ 3 000 倍, 且接触时间短, 除能有效杀灭细菌以外, 对各种病毒和芽胞等生命力强的生物也有很大的杀伤效果。臭氧消毒不受污水中NH3 和pH 的影响, 而且其最终产物是二氧化碳和水, 不产生致癌物质。
2. 4 二氧化氯消毒
二氧化氯消毒的特点是只起氧化作用, 不起氯化作用, 因而一般不会产生致癌物质。二氧化氯的消毒效果与氯气相当, 但当污水中NH3 N 浓度较高时, 耗氯量会大幅度增加, 但二氧化氯由于不与NH3 反应, 因而其投加量并不增加。另外, 二氧化氯消毒还不受pH 的干扰。二氧化氯不稳定且具有爆炸性, 因而必须在现场制造, 立即使用。制备含氯低的二氧化氯较复杂, 且原料 ( NaClO2 ) 的价格较其他消毒方法高, 故限制了该方法的广泛采用。所以国内目前只是在一些中小型的污水处理工程中采用了二氧化氯消毒工艺。

2. 实验室废水怎么处理才能安全排放

实验室废水的处理需要考虑废水的成分和含有的污染物类型。以下是一些常见的处理方法：
1. 分离和调整pH：使用适当的分离技术（如沉降、过滤）将固体物质分离出废水，并调整pH值，以确保后续处理方法的有效性。

2. 生化处理：利用生物处理方法，如活性污泥法或生物膜反应器，通过生物菌群降解有机物质。这些方法可以有效去除有机物和部分无机物。

3. 化学处理：某些废水可能需要化学处理来去除特定物质，如重金属离子。常见的处理方法包括沉淀、吸附和氧化还原反应。

4. 高级氧化工艺：使用高级氧化剂（如臭氧、过氧化氢）进行处理，可以降解难以降解的有机物。

5. 膜分离技术：包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等膜分离技术，可用于去除悬浮物、细菌、病毒和溶解性溶质。

6. 离子交换：用于去除废水中的离子污染物，如硬度离子、重金属离子和放射性离子。

7. 紫外光消毒：使用紫外线照射可以有效地杀灭废水中的微生物，使其达到安全排放标准。

请注意，在实验室废水处理过程中，应严格遵守法规要求，并确保废水处理过程不会造成环境污染。

3. 水处理杀菌灯的灯的选用

----在水处理中，尤其在废水处理中，应用高强度的紫外线灯是很有必要的。因为如果使用较多数量的紫外线灯，那么镇流器数量也多，线路更复杂，控制部分也更复杂，往往坏一只灯，就要停机更换，检修。而灯和镇流器使用数量越多，坏掉一只的概率也就越大。
----在传统的紫外线灯中，功率一般只能做到几十瓦，如传统规格40瓦、30瓦。如果用到大流量水处理，总功率需几千瓦，紫外线灯的数量要用到数十只到上百只，设备庞大，控制线路也很复杂。当用大功率的紫外线灯，如300瓦，那么，灯和镇流器数量将会大大减少，可简化设备。提高设备安全可靠性，降低设备的故障发生率。
----高强度的紫外线灯在水处理中使用，可分别选择有臭氧和无臭氧灯。所谓有臭氧灯，指这种灯能透185nm谱线（汞的特征谱线），这种谱线在空气中能电离空气产生臭氧。据国外的试验研究，185nm的紫外线在水中能产生光化反应，即电离H2O产生-OH（羟基），-OH有很强的氧化性，可矿化分解水中的有机物，降低TOC。但是一般的低压汞灯，本身功率不大，185nm紫外线只占灯管所耗电能的20%，其效果不显著，只有大功率的紫外线灯才能表现出一定效果。
----在水处理除了应用紫外线灯消毒杀菌之外，还可用到紫外线灯的另外的作用原理。这就是光催化反应。这种原理现已被成功用于空气净化。我们在市场上看到的光催化空气净化器就是用到该原理。在饮用水和废水净化方面，国内目前有数十家大学和企业在研究，被认为是高效、最有前景的废水、废气治理方法，是国内外研究的热点。
----目前，光催化活性较好的是TIO2。理论上，波长小于387nm的紫外线都能对TiO2激化而产生羟基而起到催化氧化的作用。市场上，我们可看到两个波长的紫外线灯，一种是254nm，一种是365 nm的紫外线灯，这两种灯现都已成功用于光催化反应的应用中， 254nm的紫外线灯也就是通常的杀菌灯，是由汞原子发出的谱线。365nm谱线的灯，通常见到的是采用专用的黑色的透紫外线玻璃；另一种是采用石英玻璃，涂覆365nm的紫光粉，采用石英材料的透光率要高，但其成本也相应增高。
----用在水处理，通常选用254nm的紫外线灯做光催化反应，这实际用到了254nm的双重作用，一是直接杀菌，一是光催化产生羟基矿化降解和杀菌。
在空气净化方面，目前365nm的黑光管和254nm的石英灯都已有人成功运用，本公司已开发峰值波长为312nm的紫外线灯，该灯种光谱在UV-C、UV-B、UV-A等波段均有分布，可对光催化效率大大提高，是光催化应用首选灯种！

4. 紫外光催化降解法处理废水的优点有哪些

紫外线加臭氧处理污水，按照道理来说，这个没有污染的，但是这个确实不好控制和操作回的，而且答这些只是对一些在此条件下可以分解的生物有效。二氧化钛在污水领域的应用前景还是可以的，我们实验室有一个同学做这个。也是利用的TiO2光催化的原理。

5. 常用的污水消毒方法

常用污水消毒方法有4种。下面我介绍一下氯以及氯制剂对水的消毒
利用氯来对水进行消毒是至今仍被广泛采用的一种方法，人们对于它消毒的原理也比较熟悉。采用氯对水进行消毒，主要就是通过其中次氯酸（HClO）的氧化作用进行杀菌，因为次氯酸是一个很小的中性分子，因此它能够扩散到带有负电的细菌的表面，然后穿透细菌的细胞壁进入到细菌的内部，发挥其氧化的作用对细菌内的酶系统进行破坏从而杀死细菌。
二氧化氯对水的消毒
二氧化氯（CLO2）是一种强氧化剂，它有很好的细胞壁吸附能力以及细胞壁的穿透能力，可以有效地快速地进入细菌内部对其酶系统进行破坏，从而达到快速杀菌的作用，因此运用ClO2对水进行消毒不失为一种理想的方法，它兼具了其它消毒剂的优点。因为ClO2是一种氧化剂，并不是氯化剂，因此，它与水中的很多有机物都不发生反应，如果反应也只是生成了氧化的产物，不会造成污染，ClO2的杀菌和消毒作用，要远远的超过运用Cl及氯化剂消毒。
运用臭氧对水进行消毒
臭氧（O3）消毒技术的应用，可以有效对水进行杀菌和消毒，因为其所产生的有害物质很少，同时能够使水中溶解氧增加，实现水的脱色和去臭，能够杀灭水中的藻类，也可以分解和氧化水中的Mn、洗涤剂、色素以及悬浮的颗粒和有机农药，进而使得水质得到了大大的改善。运用O3进行消毒所要解决的主要问题就是其生产的设备比较庞大，生产的流程又比较复杂，对其运行和管理的水平要求也比较高，O3的制取生产率比较低，所消耗的电能也比较大，基础建设投资大，成本比较高;除此之外，O3还是一种不稳定的气体，很容易在水中分解。因此，单独运用O3进行消毒很难保证持续性的杀菌消毒效果。
运用紫外线对水进行消毒
运用紫外线消毒技术的优点比较突出，尤其是在水量较小的情况下能够充分的发挥其优势，即用低剂量在较短的时间内就能够杀灭水中的细菌。紫外线消毒设备安装比较容易，其管理和运行又都非常的方便，更重要的是运用紫外线进行水处理是一种物理处理，不会向水中增添新的物质，消毒后的水中也不会产生有毒副作用的产物。而病毒的本身抵抗紫外线的能力很弱，如果病毒通过宿主的保护之后就增强了病毒抵抗紫外线的能力，因此，运用紫外线对水进行消毒也要进行预处理，也不能够保证持续性的杀菌消毒的效果。

6. 废水为什么要进行消毒处理

废水中含有很多有害物质，重金属，营养物质。如果不经处理排入河流会引起不同程度的水体污染，排入湖泊则会引起湖水的富营养化，鱼虾死亡，藻类大量繁殖等。若进入地下水则会使地下水水质下降，危害人体健康和动植物的生长！