Q&A选择正确的水务消毒方式

作者:Tom Muilenberg,迪诺拉垂直市场经理

19世纪中后期,氯被零星地用于控制医院和饮用水的感染。直到20世纪初,由于水传播疾病的病例增多,许多大城市开始大规模过滤供水,美国才开始进行普通水处理。然而,仅仅过滤不足以减少疾病的广泛传播。1914年颁布了一项标准,将饮用水限制在每100毫升最多2个大肠菌群,开创了美国消毒的现代时期。氯化几乎消除了通过水传播的流行病,使预期寿命延长了50%。

目前,有许多有效的水和污水消毒技术,每种技术都有其优缺点。了解处理过程的目标是正确选择消毒方式的基础。汤姆·米伦伯格(Tom Muilenberg)告诉了我们更多信息。

 

氯气

从20世纪初开始,氯就被用于水处理厂,基本上是纯氯,通常以68公斤的压力钢瓶、1吨的容器或轨道车以可用的形式直接运送到现场。 它通常是最具成本效益、最有效、最容易维护的氯消毒方法。 真空操作溶液进料系统提高了氯气进料的安全性。 ;常用的控制模式有流量比例控制、余氯控制或复合环控制(流量加余氯)。 

市售次氯酸钠

以含氯质量12.5%至15%的标准来生产,溶液的pH值大于11。这种液体消毒的输送系统包括储罐、带相关阀门和管道的化学投药泵系统以及流量比例控制、余氯控制或复合环控制(流量加余氯) 等控制方法。散装次氯酸钠被归类为危险化学品,需要二次安全壳和危险化学品清单。尽管每公斤氯比氯气或现场生成次氯酸盐更昂贵,但通常认为更易于维护和操作。大量次氯酸钠浓度随着时间的推移而衰减,需要更大的体积才能达到同样的结果。氯酸盐作为一种副产物,对于预计的210 ppb的新MCL来说是一个问题。

现场次氯酸盐制备系统

现场次氯酸钠制备系统使用电解法在现场根据需要生成0.8%的次氯酸盐溶液。 稀盐水溶液通过电解槽,将盐中的氯离子转化为次氯酸盐。该工艺以迪诺拉的ClorTec技术为例最低使用2.5公斤盐、4.4千瓦时电和125升水产生1公斤有效氯,相当于1公斤氯气中的活性氯。现场次氯酸钠制备系统的维护要求适中,每生产一公斤有效氯,其氯的生产成本约为散装次氯酸钠成本的25%-60%,并且比在压力下输送气体更安全

现场制氯

与现场次氯酸钠制备系统类似,现场制氯系统使用盐水溶液和膜电解产生更高浓度的次氯酸盐,相当于浓度高达12%的氯气,然后真空排放到应用点。现场制氯减少了与运输商业次氯酸盐相关的运输和交付危险,消除了用液体(散装)容器运送氯气的运输安全问题

次氯酸钙

一片固体片剂的次氯酸钙通常含60%的可用氯,通过片剂进料系统或稀释槽输送,次氯酸钙溶解在溶液中,然后用计量泵给药。它常用于游泳池。由于次氯酸钙每磅氯的成本很高,而且很难准确地投加剂量。因此,当次氯酸钙偶尔用于水处理和污水处理时,它通常适用于较小的偏远工厂,在这些工厂其他的加氯方法不可行

氯胺

当存在氨时,氯与氨结合形成一氯胺、二氯胺或三氯胺,这取决于氨与氯的比率。 ;单氯胺是一种相对较弱的消毒剂,但在水中可保持非常稳定的长期残留,因此通常作为二级消毒方法用于具有较长水龄的系统中。 氯胺系统的控制具有挑战性,操作员必须仔细监控和维护其加药系统,以达到最大精度

二氧化氯

二氧化氯是通过混合酸或氯气和亚氯酸钠生成的,然后与喷射器水作为夹带气体混合,形成应用于工艺的溶液。 ;因为它不能被压缩和液化以便运输,所以它是在接近其预期用途的现场产生的。 ;它是一种大范围pH值下可用的强氧化剂和消毒剂,适用于水处理和污水处理,不会与氨发生反应而成为较弱的消毒剂,对于氨水含量高的工厂来说很重要,通常会降低运营成本。 二氧化氯在水处理厂中经常被用作处理过程早期的主要消毒剂,以防止THMs的形成

臭氧

臭氧由三个氧原子(O3)组成,是一种很强的氧化剂。  它可以迅速变质为氧气,通常在现场使用空气或纯氧生成。臭氧不产生消毒副产物(DBPs),可作为水处理的主要消毒剂,以减少THMs和DBPs。 臭氧还可用于饮用水处理中的味道、气味和颜色控制,以及当涉及THMs时去除铁/锰。 臭氧还可用于去除消毒剂量下的农药等微污染物质。臭氧氧化法通常不用于高浓度悬浮固体(SS)、生化需氧量(BOD)、化学需氧量或总有机碳的污水的一级消毒,因为处理成本可能相对较高,且动力强度较高

紫外线(UV)

254nm波长的紫外光能量被微生物的DNA吸收,停止了繁殖过程,使其不具感染性并使其微生物性死亡。 紫外线系统在不同的压力和输出下工作,这取决于应用、目标病原体和所涉及的水质

紫外线最近常被用于处理污水,因为法规要求各种接收流的氯排放限值更为严格。紫外线可以有效地去除饮用水中的抗氯病原体,包括隐孢子虫、贾第鞭毛虫和各种已被证明对传统消毒方法(如氯和过滤)具有抗药性的病毒

过氧乙酸(PAA)

过氧乙酸(CH3CO3H-也称为过氧乙酸,或PAA)是一种液体,具有强氧化剂的功能,有刺鼻的气味,也可用作消毒剂。PAA通常作为12-15%过氧乙酸和18-23%过氧化氢的平衡混合物在商业上可用。 ;PAA有330加仑的手提包和散装,需要不锈钢管道,并使用计量泵进行管理

由于PAA是一种高效杀菌剂,不形成DBPs,对pH值的依赖性很小,且不留残留物,因此它在污水消毒中得到了广泛的重视。

随着污染的增加和相关法规的出台,单靠一次处理就可以达到安全消毒的所有要求变得越来越困难。 如今,有必要采用将多种技术结合使用的层次更分明的消毒方法。 例如,地表水饮用水处理设施可以在工厂的首部使用二氧化氯来获得消毒信用,而不会产生氯副产物,然后在成品水中添加氯,以通过配水系统保持残留物 

有了明确的治疗过程目标和经验丰富、知识渊博的合作伙伴合作,制定出最有效、最简单、最有预算意识的消毒计划的过程也就十分顺利了。