城市污水处理厂液氯消毒加氯量生产试验分析

崔丹丹　刘仲阳

(长沙市联泰水质净化有限公司，湖南 长沙　410219)



城市污水处理厂液氯消毒加氯量生产试验分析

崔丹丹刘仲阳

(长沙市联泰水质净化有限公司，湖南 长沙410219)

以某城市污水处理厂工程为例，通过试验，从加氯量、水温、氨氮浓度、消毒时间等方面，分析了影响液氯消毒效果的因素，并对两种检测粪大肠菌群数的方法作了比较，得出了一些有价值的结论。

液氯消毒，加氯量，粪大肠菌群数，水温，消毒效果

液氯消毒是将液氯气化后变成氯气，通过加氯机投入水中，氯溶于水后发生反应，主要以HClO 和ClO-形式存在，HClO可以快速进入细胞膜，破坏细胞组织，从而起到杀菌消毒的作用。液氯消毒杀菌效果高，具有持续的消毒能力，且成本较低，工艺成熟，在自来水厂和污水处理厂应用十分普遍。

某污水处理厂出水标准一级B，采用液氯消毒，设计接触消毒池1座，停留时间30 min，加氯机2台，设计有效氯投加量10 mg/L，加氯系统由加氯机、蒸发器、过滤器、真空调节器、氯瓶等组成。

为了了解影响液氯消毒效果的因素，找到合适的加氯量，指导实际生产，进行了不同加氯量、不同水温、不同出水氨氮、不同消毒时间的情况下的消毒效果试验。出水粪大肠菌群有多管发酵法和滤膜法两种检测方法，两种方法检测结果略有差异，文中对两种检测方法结果进行了对比。

1　多管发酵法和滤膜法检测结果对比

实验通过两种不同的方法即多管发酵法和滤膜法对同一水样进行粪大肠菌群数检测，两种方法的检测结果对比见图1。

从数据上来看，两种方法检测结果有一定的不同，多管发酵法数据比滤膜法略微偏高，但基本相差不大。

根据国家环保厅编制的《水和废水检测分析方法》第四版中对两种方法所做比较说明：多管发酵法和滤膜法的结果做统计学比较，可显示出滤膜法结果更为精密，虽然从这两种技术所得到的数据都提供了基本相同的水质情报，但检测结果的数值不同。在做水源水的检测时，可以预期约有80%的滤膜法数据落在多管发酵法数据95%的置信区间内。滤膜法具有高度的数据重现性，用于检验体积较大的水样，能比多管发酵法更快的获得肯定的结果。不过在检验浊度高，非大肠杆菌类细菌密度较大的水样时，有其局限性。

参照其他研究者的研究结果[2]也表明：经统计处理,多管发酵法的检测数据均比滤膜法的高。在两种方法检测粪大肠菌群上有统计学意义上的差别，但是两组数据相关性趋于一致。在做污水粪大肠菌群的检测时,采用多管发酵法所得数值为概率统计值，不是真实值，采用滤膜法则是实际计数菌落而得,每一菌落为单一细菌经培养长成。在污水厂检测污水中粪大肠菌群的实际工作中,滤膜法操作简便，且较多管发酵法能得到更为精密的数据。

鉴于多管发酵法检测数据偏高，为避免数据产生争议，同时考虑出水回用，实际生产时以滤膜法检测出水粪大肠菌群值小于100个/L为评价标准，此时两种检测方法均能保证出水消毒效果优于一级B标准。以下试验和日常生产中检测方法均采用滤膜法。

2　不同氨氮浓度对液氯消毒效果的影响

原水中含有氨氮时，液氯溶于水中容易产生氯胺，氯胺消毒作用比较缓慢，需要较长的接触时间，但实际工程中占地有限，实际起主要消毒作用的还是HClO，当出水氨氮较高时，一部分HClO与氨氮发生反应产生氯胺而减少，为保证消毒效果加氯量相应需要提高。表1是同一加氯量、不同氨氮条件下消毒效果对比。可以看出在水温10 ℃，原水粪大肠菌群值为105数量级，加氯量在2.0 mg/L、消毒时间为30 min，氨氮在6.0 mg/L以下都能达到出水一级B排放标准，且氨氮浓度升高消毒效果变差。因此实际生产过程中需要选择合理的加氯量，并调整工艺参数使出水氨氮保持在较低的水平。

表1　同一加氯量、不同氨氮条件下消毒效果对比表

3　水温对液氯消毒效果的影响

试验过程中二沉池出水的氨氮含量均小于1.0 mg/L，粪大肠菌群值为105数量级。在装有二沉池出水的烧杯中，投加不同量的次氯酸钠，搅拌30 min后，测定其余氯及粪大肠菌群数。在10 ℃，20 ℃，30 ℃的环境下进行对比实验，见表2。

表2　不同加氯量、不同温度条件下消毒效果对比表

从实验结果数据可以看出，随着温度的升高，消毒效果变好。温度在10 ℃时，氯的投加量要在2.5 mg/L以上，才会有较好的消毒效果。而水温在20 ℃时，加氯量在2.0 mg/L左右，就能得到达标的消毒效果；水温在30 ℃左右时，加氯量在1.5 mg/L～2.0 mg/L之间，就能取得较好的消毒效果。该厂的出水水温，春秋季节在18 ℃～24 ℃之间，此时的加氯量应控制在2.0 mg/L附近，就能得到灭菌合格的出水；在夏季，水温一般在26 ℃～30 ℃之间，此时因为消毒灭菌速率加快，可以减少加氯量，在1.5 mg/L～2.0 mg/L之间的加氯量，就能取得好的消毒效果。而在最冷的冬季，水温一般会下降到10 ℃左右，此时，因为消毒灭菌的速率下降，氯的投加量要达到2.5 mg/L以上，消毒效果才能达到实验要求。

实际生产中经检测二沉池出水粪大肠菌群数一般在105～106数量级上，出水氨氮浓度变化较大，上述静态试验数据可作为参考，具体生产中氯的投加量可根据环境温度、氨氮、原水情况等实际情况来确定。该厂实际运行时一般控制出水氨氮在3 mg/L以下，大部分时间保持在1 mg/L以下，氯的投加量在2 mg/L～3 mg/L左右，总余氯保持在0.5 mg/L以上，即可达到较好的灭菌效果，此加氯量远小于设计投加氯量10 mg/L。

4　不同消毒时间对消毒效果的影响

实验时在同一加氯量条件下从接触消毒池的不同位置取样，检测不同消毒时间对消毒效果的影响，取样时检测二沉池出水样粪大肠菌群数均为105数量级。

表3　同一加氯量、不同消毒时间消毒效果对比表

从表3来看，无论流量大小与否，加氯量在2.0 mg/L左右，且氨氮含量处在一个相对较低水平的情况下，消毒时间1.3 min即可使出水粪大肠菌群达到小于10 000个/L的标准，而考虑到水质水量的变化情况、氯与水的混合情况以及出水回用，实际生产控制以出水粪大肠菌群小于100个/L为准，根据以上实验数据可以看出，消毒停留时间在10 min～15 min左右，就能达到所需的实验消毒效果。

《室外排水规范》第6.11.3条关于加氯混合接触时间的规定说明：液氯能在很短的接触时间内达到最大的杀菌率，但考虑到接触池中的水流可能发生死角和短流，因此，为保证和提高消毒效果，规定加氯接触时间应采用30 min。一般接触消毒池设计最短停留时间30 min，根据实验结论消毒停留时间10 min～15 min就已足够，这就意味着接触消毒池的容积至少可以减少1/2。这对于减少占地面积，节省工程投资具有重大的意义。

综上所述，可得出以下结论：

1)多管发酵法的检测数据比滤膜法偏高。在污水厂检测污水中粪大肠菌群的实际工作中,采用多管发酵法所得数值为概率统计值，不是真实值，采用滤膜法操作简便，且较多管发酵法能得到更为精密的数据。在实际生产过程中可比出水标准略严格进行控制，避免产生数据争议。

2)在水温10 ℃，原水粪大肠菌群值105数量级，加氯量在2.0 mg/L、消毒时间为30 min，氨氮在6.0 mg/L以下，可以达到出水一级B排放标准，且氨氮浓度升高消毒效果变差。

3)温度升高，液氯消毒效果越好。在二沉池出水粪大肠菌群105～106数量级，氨氮浓度小于1 mg/L的水质条件下，加氯量在2 mg/L～3 mg/L左右，总余氯0.5 mg/L左右，基本上能达到出水粪大肠菌群数小于100个/L。

4)消毒时间1.3 min即可使出水粪大肠菌群达到小于10 000个/L的标准，而考虑到水质水量的变化情况、氯与水的混合情况以及出水回用，实际生产控制以出水粪大肠菌群小于100个/L为准，消毒停留时间在10 min～15 min左右，就能满足消毒效果。这就意味着接触消毒池的容积至少可以减少1/2，这对于减少占地面积，节省工程投资具有重大的意义。

[1]国家环境保护总局.水和废水检测分析方法[M].第4版.北京：中国环境科学出版社，2009.

[2]罗蔚文.关于城市污水粪大肠菌群两种检测方法的比较[J].科技资讯，2010(17)：159-160.

[3]扈庆，李显芳.饮用水消毒方式及影响因素探讨[J].山西建筑，2012，38(7)：118-120.

[4]GB 50014—2006，室外排水规范[S].

On production test analysis of liquid chlorine disinfection and chlorine dosage in urban sewage treatment plants

Cui DandanLiu Zhongyang

(Changsha Liantai Water Purification Co., Ltd, Changsha 410219, China)

Taking some urban sewage treatment plant as the example, the paper analyzes the factors affecting the liquid chlorine disinfection effect from the chlorine dosage, water temperature, and ammonium concentration, compares the two testing methods for the test of the fecal coliform, and achieves some valuable conclusion.

liquid chlorine disinfection, chlorine dosage, fecal coliform, water temperature, disinfection effect

1009-6825(2016)25-0129-03

2016-06-25

崔丹丹(1980- )，女，工程师；刘仲阳(1971- )，男，工程师

X703

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