再生水與市政污水紫外線消毒器價格成本對比

隨著城市污水處理廠污染物排放標準對水質消毒的要求，以及再生水水質標準對水質消毒的要求，新建污水處理廠以及再生水廠必須配套建設消毒設施。目前消毒的主要方式有加鑢、二氧化鑢和紫外線消毒器消毒。紫外線消毒器廠家石家莊凌卓環保設備有限公司從消毒效果、一次性投資和運行費用、消毒后微生物的復活、消毒時副產物的形成、消毒時對水質指標的影響等方面對幾種消毒工藝進行比較。

1 消毒效果

《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)規定出水糞大腸菌群（個/L）一級A：1000；一級B：10000；二級10000。再生水經處理后根據回用目的不同，微生物指標必須符合如下標準：

v中國城市污水再生利用   再生水用作冷卻水的水質控制標（GB50335-2002)：

   糞大腸菌群：  2000個／L    再生水用作冷卻水

v中國城市污水再生利用   城市雜用水水質(GBl8920-2002)：

   總大腸菌群數：3個/L；總余鑢(mg/L)：接觸30 min后≥1.0，管網末端≥0.2 

v中國城市污水再生利用  景觀環境用水水質  (GBl8921-2002)：

   糞大腸菌群： 10000個／L       觀賞性景觀環境用水 河道、湖泊類

                2000個／L        觀賞性景觀環境用水 水景類

                500個/L           娛樂性景觀環境用水 河道、湖泊類

不得檢出          娛樂性景觀環境用水 水景類

可見無論是直接放流，還是深度處理后回用，必須進行適當的消毒，以滿足微生物指標達標。

液鑢消毒是目前zui常見的消毒方式，對二級處理后的污水消毒，需加鑢6～15mg/L，接觸時間典型為30min。液鑢消毒是依靠鑢氣水解產生的HClO，效果易受水中氨的含量和pH值影響。污水中有些病毒、芽孢和真菌耐鑢性*，液鑢對其無能為力。同時液鑢消毒易于形成鹵代烴，鹵乙酸等消毒副產物，對環境有一定的影響。

二氧化鑢在污水處理中投加量一般是5～15mg/L，在中水處理中投加量一般為4～10mg/L，典型的接觸時間為5～30min。二氧化鑢不與氨反應，不水解，殺菌效果受氨氮、pH值的影響較??；對經水傳播的病原微生物包括耐鑢性*的病毒、芽孢及水路系統中異養菌、硫酸鹽還原菌和軍團菌等均有很好的殺滅效果；二氧化鑢的殺菌速度快，只要幾分鐘就可以使殺菌效率達到99%以上；消毒后具有可檢測的殘余二氧化鑢，可防止水中細菌的再繁殖。

實驗表明，對二沉池出水，二氧化鑢投量2.3mg/L,100min接觸時間后，細菌總數35個/mL,大腸菌23個/L；7.6mg/L,100min接觸時間后，細菌總數14個/mL,大腸菌3個/L,余ClO₂0.15ppm。

試驗表明，對氧化溝二級出水，二氧化鑢投加量在7.5ppm時，大腸菌數低于1000個/L。

污水紫外線消毒器對污水中的病原微生物有良好的滅活作用，并對賈第蟲、隱孢子蟲等抗鑢性原生動物有滅殺作用。但是污水紫外線消毒器消毒受濁度，色度影響較大，無持續殺菌的能力，一些微生物在受到可見光照射后發生嚴重的光復活現象。研究表明，如果污水濁度和色度不能達到污水紫外線消毒器處理要求，無論投加劑量如何，很難將大腸菌群總數控制在3個/L以下。

2 一次性投資

一次性投資可以分為設備投資和土建投資。

2.1設備投資

液鑢消毒，以1萬噸污水/日計，需要購置加鑢機（5-10萬），液鑢儲罐（0.5萬元/只）、天車（2萬元）、電子秤（1.5萬元）和配套漏鑢報警吸收設備（15萬元/套）?？偼顿Y大概24-29萬元。并且，液鑢是危險品，運輸使用需到*消防局備案，手續繁瑣。

二氧化鑢發生器消毒，以1萬噸污水/日計，包括原料儲罐2只，二氧化鑢發生器主機1臺，化料器1臺，根據自動化程度和污水廠規模的大小，造價為5～15萬元。污水消毒系統可以與再生水消毒系統合建合用，節約投資，北方以及缺水地區。

紫外線消毒器廠家石家莊凌卓環保設備有限公司核算發現，由于污水紫外線消毒器的主要部件紫外線燈管和鎮流器等所有元器件已經實現國產化，污水紫外線消毒器價格較低，安裝簡單，設備投資較低。

2.2土建投資

傳統污水處理工藝中，加液鑢和加二氧化鑢消毒過程需要在單獨的接觸消毒池中進行，土建投資較大。而污水紫外線殺菌器消毒只需建設一個水渠，土建投資較省。

鑒于接觸消毒池一般為推流式反應器，反應時間典型為30分鐘。二次沉淀池水力停留時間一般取1.5～4小時，輻流式沉淀池、豎流式沉淀池和平流式沉淀池流態也為推移流，靠近出水集水槽部分水質已經澄清，消耗消毒劑的懸浮物已經被沉淀去除，在靠近集水槽部位投加消毒劑，可滿足消毒的要求，沉淀和消毒不會互相干擾。因此，可以在傳統沉淀池末端靠近集水槽的清水區設置消毒劑投加管，通過向沉淀池末端澄清水中投加消毒劑，完成消毒。消毒劑投加管與集水槽口之間水平距離，根據沉淀池的結構和消毒劑的種類不同，一般為2～60分鐘內水流過的長度。這樣，對于加液鑢和加二氧化鑢這兩種消毒工藝，土建投資可以降為0，較之污水紫外線殺菌器消毒方式有優勢，非常適合于老污水處理廠的升級改造。

3 運行費用

加鑢和二氧化鑢兩種消毒方式的運行費用主要是日常消耗藥劑的費用、電耗和維護費用。由于原料易得，設備自動化程度一般較高，管理簡便，因此以上兩種方式運行費用較低。液鑢價格大約是2-4元/kg，按照15ppm的投加量計算，噸污水消毒費用為0.03-0.06元。對于復合二氧化鑢發生器，運行費用約為3.6元/kg有效鑢，按照5ppm的投加量計算（一級B,二級），噸污水處理費用為0.018元。按照8ppm的投加量計算（一級 A），噸污水處理費用為0.029元。按照10ppm的投加量計算（再生水），噸污水處理費用為0.036元。

污水紫外線殺菌器消毒方式，其運行過程中電耗相對較大，雖然燈管需要定期更換，但是運行和維護費用較低。通過進行紫外線消毒試驗，結果表明，欲使出水糞大腸菌群滿足一級A,運行費用為0.036元/噸水；欲使出水糞大腸菌群FC<500個/L，運行費用為0.054元/噸水。

4 消毒后水中微生物的復活，副產物的形成，水質指標的變化

4.1消毒后水中微生物復活現象

加鑢和二氧化鑢消毒的原理都是利用藥劑的強氧化性，與微生物體內的結構成分發生不可逆的化學反應，從而將其改性殺滅，不存在微生物復活的問題。

紫外線消毒器消毒的機制是微生物的DNA受到紫外線照射后生成胸腺嘧啶二聚體，致使自身不能復制而死亡或被菌體免疫系統消滅。但是一些微生物在受到可見光照射后，在體內光復活酶的作用下將連接在一起的二聚體解聚形成單體從而恢復其復制能力，這種現象稱為光復活。光復活現象會引起經紫外線滅活后的細菌重新生長，從而使水的生物安全性得不到保障。研究表明經過紫外線殺菌器消毒后的水中，細菌光復活以后的活性和增殖能力得到顯著提高，在輻照之后的10小時之內，輻照水樣的細菌數低于對照樣，但是隨時間延長，輻照后水樣的細菌數會高于對照樣，在24小時后細菌數是沒有經過紫外線消毒的水樣的2-2.4倍。通過研究紫外線殺菌器消毒時大腸桿菌數目以及活性的變化，結果表明，當輻照劑量在15-20mJ/cm²時，大腸桿菌數目降低6個log.,但是大腸桿菌的生理活性僅降低了94%。這是因為紫外線主要作用于遺傳物質DNA,所以以細菌數目反映的殺滅率很高，而以生理活性反映的殺滅率則低得多。研究表明U V和鑢復合消毒具有較好的滅活效果并能控制光復活。當UV照射劑量為5.4 mJ/cm²、投加2.5mg/L的鑢并反應10 min后，出水大腸菌群<20CFU/L，且無光復活現象。

4.2消毒副產物的形成

污水中含有較多的有機物，采用加鑢消毒時，不但消耗較多的鑢而且會生成三鹵甲烷（THMs）類致癌副產物。二氧化鑢可與水中的有機物發生氧化反應，不發生加成與取代反應，不會形成鹵代烴和鹵乙酸等消毒副產物。

由于二氧化鑢較鑢氣活潑，優先于鑢氣與有機物發生氧化反應，減少了鑢氣和有機物反應生成的三鑢甲烷和其他有機鑢，抑制處理后水中三鑢甲烷等致癌物形成，復合型二氧化鑢可以應用于污水消毒。

一般認為紫外線殺菌器消毒沒有向水中添加化學物質，不會產生消毒副產物。如前所述，紫外消毒是通過形成DNA胸腺嘧啶二聚體抑制了微生物的繁殖，在暗修復和光修復的情況下，DNA二聚體會重新打開，使得微生物重新復活，在二聚體打開修復的過程中，會形成堿基配對的錯碼，產生具有新的堿基對的DNA的菌株。

 4.3對水質指標的影響

二氧化鑢是一種強氧化劑，會與水中的多種化學成分發生反應將其去除，對水質具有綜合改善作用。

①二氧化鑢具有較好的脫色作用  研究表明，加鑢消毒對污水的色度影響不大而二氧化鑢消毒可以降低污水的色度20-40%。這是因為二氧化鑢的共軛結構及*的電子轉移機制，導致它具有較強的氧化能力，使之能與污水中的有色物質反應，具有很好的脫色效果。以ClO₂為主Cl₂為輔的混合氣體對城市污水具有較好的脫色效果。

②二氧化鑢可氧化水中有機物，進一步降低水的COD，嗅，味。

根據實驗投加2-5ppm的二氧化鑢，BOD去除效率可達30%以上，氨氮去除率20%左右；

二氧化鑢可以快速氧化硫醇，硫醚，二硫化物，叔胺，仲胺等臭味化合物，降低出水氣味；

③研究表明紫外線輻照對水中有機物的影響與水樣有機物的化學性質有關，當溶解性有機物質（DOM）吸收光線后進行光化學反應，發生分解變成小分子有機物，水樣的COD濃度會升高，比沒有經過紫外輻照的水樣高32%。

（4）通過研究污水鑢，二氧化鑢消毒處理中水質及毒性變化，結果表明，加鑢消毒提高了污水的遺傳毒性，而二氧化鑢消毒則降低了污水的遺傳毒性。

5 結論

綜上所述，液鑢、二氧化鑢和紫外線消毒器消毒三種方式各有優缺點，視污水處理的目標不同，消毒工藝應選擇何種消毒劑可分為兩種情況區別對待：

二氧化鑢消毒投資較省，運行費用較低，除了可以消毒之外，還可以降低水的 BOD,COD,色，嗅，降低水的遺傳毒性，對水質具有綜合改善作用。紫外線消毒設備簡單，投資較低。

1，對于我國南方地區，降水豐沛，一般不需要回用污水，污水處理的目標是達標排放，這時紫外線消毒器消毒和二氧化鑢消毒都可以勝任。

2，對于我國北方地區，水資源緊缺，回用污水勢在必行。這時須采用紫外線殺菌器+二氧化鑢聯合消毒工藝或者單獨采用二氧化鑢消毒。

3，由于加鑢消毒土建與設備投資較大，消毒時會形成消毒副產物，運輸使用過程中存在泄漏的危險，一般不推薦使用。

同樣，在生活飲用水紫外線消毒器消毒，無論消毒效果和成本，相對其他消毒方式，紫外線消毒器價格優勢相對明顯。