專利名稱：一種維持再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的紫外與氯聯(lián)合消毒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種維持水質(zhì)組成成分復(fù)雜，水質(zhì)波動(dòng)較大的再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的的紫外與氯聯(lián)合消毒方法，具體地說涉及一種針對再生水，為了維持其管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，用紫外與氯聯(lián)合消毒取代目前氯單獨(dú)消毒，并確定有效的紫外劑量、氯投加量和管網(wǎng)余氯量的研究。
背景技術(shù)：
水資源短缺已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的瓶頸之一，城市污水回收和再利用是開發(fā)新的水資源、解決城市水資源短缺的有效手段之一。由于再生水中糞大腸桿菌和致病菌的存在，使得再生水回用存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，因而在對再生水的處理工藝中消毒處理就顯得尤為重要。由于氯消毒被廣泛應(yīng)用于飲用水和污水處理，故在再生水消毒中也得到了廣泛應(yīng)用。但是目前國內(nèi)對于萬噸級(jí)以上污水處理再生工程的設(shè)計(jì)、運(yùn)行與管理等方面都缺乏經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)支撐。隨著再生水利用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，也必將逐步形成龐大的城市再生水管網(wǎng)，而目前對于管網(wǎng)輸配過程水質(zhì)穩(wěn)定性的研究大多集中在飲用水領(lǐng)域。再生水從處理廠經(jīng)長距離的輸配、蓄積設(shè)施到用戶終端，停留時(shí)間因用戶端所處管網(wǎng)位置的不同，通常在數(shù)小時(shí)至數(shù)天之間。在此過程中，再生水自身會(huì)繼續(xù)進(jìn)行在處理階段沒有完成的反應(yīng)，如沉淀的析出、消毒副產(chǎn)物的生成等。與此同時(shí)，再生水與管道內(nèi)壁和附屬設(shè)備內(nèi)表面接觸，會(huì)發(fā)生許多復(fù)雜的物理、化學(xué)和生物反應(yīng)，從而不可避免地導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)生不同程度的變化。一般說來，管網(wǎng)水質(zhì)變化導(dǎo)致的問題主要包括兩個(gè)方面，一是水濁度、色度升高和產(chǎn)生異臭味；二是輸配過程中微生物在管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的生長繁殖。在現(xiàn)有飲用水氯消毒工藝中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)當(dāng)水源變換或者水質(zhì)波動(dòng)較大時(shí)極易引起管網(wǎng)“紅水”現(xiàn)象，導(dǎo)致出水濁度、色度升高，微生物迅速生長繁殖。而再生水水質(zhì)本身組成成分復(fù)雜，水質(zhì)及水量波 動(dòng)較大，因而對其進(jìn)行消毒更應(yīng)該注意管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的問題。紫外線是一種綠色的光譜殺菌劑，無二次污染，也不增加污染物的遺傳毒性，近年來已成為水處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。我們通過紫外與氯聯(lián)合消毒來控制管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，確保管網(wǎng)出水水質(zhì)，為大規(guī)模利用再生水確保再生水安全輸配提供技術(shù)支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種維持再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的紫外與氯聯(lián)合消毒方法，針對再生水水質(zhì)特征，通過紫外與氯聯(lián)合消毒，確定最佳紫外劑量，減少后續(xù)氯的投加量，減少消毒副產(chǎn)物生成，控制再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，確保再生水管網(wǎng)出水水質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的維持再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的紫外與氯聯(lián)合消毒方法，根據(jù)不同再生水水質(zhì)條件先用30-120mJ/cm2的紫外劑量對再生水進(jìn)行消毒，控制后續(xù)氯投加量6-7mg/L左右，維持管網(wǎng)出水余氯0.4-0.6mg/L,從而確保再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，保障再生水管網(wǎng)網(wǎng)出水水質(zhì)。
所述的方法中，優(yōu)選30-60mJ/cm2的紫外劑量對再生水進(jìn)行消毒。所述的方法中，紫外消毒后控制氯投加量為6_7mg/L。所述的方法中，控制再生水管網(wǎng)出水余氯0.4-0.6mg/L。本發(fā)明通過紫外與氯聯(lián)合消毒，同單獨(dú)氯消毒相比，可以在達(dá)到管網(wǎng)末端出水相同余氯濃度的前提下，減少氯的投加量，從而減少消毒副產(chǎn)物生成。同時(shí)紫外與氯聯(lián)合消毒使得再生水管網(wǎng)生物膜結(jié)構(gòu)與氯單獨(dú)消毒不同，從而更能適應(yīng)再生水水質(zhì)及水量的變化，更能更好的維持再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，確保再生水管網(wǎng)水質(zhì)，可以為再生水大規(guī)模利用的消毒方法提供技術(shù)支撐。另外紫外消毒成本較低，操作簡單，完全有希望應(yīng)用于實(shí)際水處理領(lǐng)域。


:圖1為本發(fā)明紫外劑量的確定方法。圖2為用紫外消毒后對后續(xù)氯投加量的影響。圖3為紫外與氯聯(lián)合消毒對再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的影響分析。
具體實(shí)施方式
:本發(fā)明將再生水經(jīng)過紫外與氯聯(lián)合消毒后通入再生水模擬管網(wǎng)反應(yīng)器，首先通過30-120mJ/cm2的紫外消毒，并根據(jù)不同再生水水質(zhì)條件控制后續(xù)氯投加量，維持管網(wǎng)出水不同余氯量，根據(jù)再生水管網(wǎng)水質(zhì)要求確定最佳紫外劑量為30-60mJ/cm2，最佳氯投加量為6-7mg/L和余氯控制范圍為0.4-0.6mg/L,從而確保再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，保障管網(wǎng)出水水質(zhì)。 通過下面給出的實(shí)施例和應(yīng)用例，可以看出本發(fā)明的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
一:最佳紫外劑量的確定將再生水通過不同劑量30、60和120mJ/cm2的紫外消毒，然后投加6.36mg/L的次氯酸鈉溶液，結(jié)果如圖1所示，發(fā)現(xiàn)選用60mJ/cm2的紫外消毒可以使管網(wǎng)出水異養(yǎng)菌(HPC)降低最多，達(dá)到1.821og,因而建議在實(shí)際再生水消毒過程中優(yōu)選30-60mJ/cm2的紫外劑量對再生水進(jìn)行消毒。
具體實(shí)施方式
二:紫外消毒對后續(xù)氯投加量的影響一個(gè)反應(yīng)器只投加氯，另一個(gè)反應(yīng)器控制60mJ/cm2的紫外劑量并后續(xù)投加氯消毒，結(jié)果如圖2所示，發(fā)現(xiàn)紫外與氯聯(lián)合消毒可以在控制管網(wǎng)相同出水余氯濃度的情況下減少后續(xù)氯的投加量，從而可以減少再生水管網(wǎng)消毒副產(chǎn)物生成。例如控制再生水管網(wǎng)出水余氯0.27mg/L，紫外消毒后只需要投加4.12mg/L的次氯酸鈉溶液，而氯單獨(dú)消毒需要投加5.10mg/L的次氯酸鈉溶液。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，紫外后氯投加量為6-7mg/L，余氯控制范圍為
0.4-0.6mg/L，可以更好的確保再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，保障管網(wǎng)出水水質(zhì)。
具體實(shí)施方式
三:紫外與氯聯(lián)合消毒對再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的影響分析兩種消毒方式使再生水管網(wǎng)形成穩(wěn)定的生物膜后，改變再生水水質(zhì)，分析兩種消毒方式對再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的影響。結(jié)果如附圖3所示，發(fā)現(xiàn)紫外與氯聯(lián)合消毒可以更快的適應(yīng)變化的水質(zhì)條件，而且水質(zhì)變化引起的管網(wǎng)鐵離子釋放少，濁度增加少，很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，確保了管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性。例如從運(yùn)行的第220天改變再生水水質(zhì)，發(fā)現(xiàn)氯單獨(dú)消毒鐵離子釋放明顯增加，出水總鐵濃度為1.2mg/L，經(jīng)過55天到第275天才達(dá)到一個(gè)相對穩(wěn)定狀態(tài)，而紫外與氯聯(lián)合消毒出水總鐵濃度為0.4mg/L,經(jīng)過35天到第255天就達(dá)到相對穩(wěn)定 狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種維持再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的紫外與氯聯(lián)合消毒方法，針對再生水水質(zhì)特征，選用30-60mJ/cm2的紫外劑量，根據(jù)不同再生水水質(zhì)條件控制后續(xù)氯投加量6_7mg/L左右，維持管網(wǎng)出水余氯0.4-0.6mg/L，從而確保再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，保障再生水管網(wǎng)出水水質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于為維持再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，首先選用30-60mJ/cm2的紫外劑量對再生水進(jìn)行紫外消毒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，紫外消毒后控制氯投加量6-7mg/L左右。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，維持管網(wǎng)出水余氯0.4-0.6mg/L,從而確保再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性， 保障再生水管網(wǎng)出水水質(zhì)。
全文摘要
一種維持再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性的紫外與氯聯(lián)合消毒方法，針對再生水水質(zhì)特征，根據(jù)不同再生水水質(zhì)條件先用30-120mJ/cm2的紫外劑量對再生水進(jìn)行消毒，控制后續(xù)氯投加量6-7mg/L左右，維持管網(wǎng)出水余氯0.4-0.6mg/L，使再生水管網(wǎng)水質(zhì)更加穩(wěn)定。本發(fā)明采用紫外與氯聯(lián)合消毒，與單獨(dú)氯消毒相比，可以在控制管網(wǎng)相同出水余氯濃度的情況下減少后續(xù)氯的投加量，從而可以減少再生水管網(wǎng)消毒副產(chǎn)物生成，還能夠在管網(wǎng)中形成穩(wěn)定的生物膜，更能適應(yīng)再生水水質(zhì)及水量的變化，確保了再生水管網(wǎng)水質(zhì)穩(wěn)定性，保障再生水管網(wǎng)出水水質(zhì)。
文檔編號(hào)C02F1/32GK103086465SQ20111034884
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者胡春, 王海波 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心