污水消毒标准及紫外线消毒技术应用

摘要：紫外线污水消毒技术在国外经过20多年的发展，已经成为成熟可靠、投资效益较高的绿色环保技术，在世界各地各类城市污水的消毒处理中得到日益广泛的应用，成为替代传统加氯消毒的主流工艺技术。为了解决今年非典型性肺炎疫情期间的消毒问题，国家环境保护总局发布的紧急通知中将紫外线消毒作为除加氯和臭氧外的另一种有效的消毒灭菌方法。结合紫外线消毒在国外的应用实例，介绍一些国内外的标准和紫外线消毒技术的应用情况。

关键词：紫外线 消毒

1 城市污水消毒的必要性

2002年11月，某些国家及地区爆发了非典型性肺炎，这一疫情的元凶--冠状病毒的广泛传播和顽强存活的能力，使人们意识到消毒的重要性，尤其是污水处理厂的尾水消毒，成为防止疫情扩散的重要防线。

2003年5月4日，国家环境保护总局要求城镇污水处理厂出水应结合实际采取加氯或紫外线、臭氧等消毒灭菌处理，出水水质粪大肠菌群数小于 10000个／L。由此可见污水处理厂尾水消毒的必要性和紧迫性。

为了保护人类的生命健康，保护好水环境，世界许多国家和地区(北美、欧盟、日本、韩国、台湾等)都要求对城市污水在排放前进行消毒处理。我国国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于 2002年12月24日颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB l8918-2002)中首次将微生物指标列为基本控制指标，要求城市污水必须进行消毒处理，从而使污水处理标准的病理指标与国际接轨。

2 城市污水消毒标准

许多国家和地区在对城市污水要求消毒的同时，也制定了相应的消毒指标。美国的污水排放标准一般是由国家环保局(EPA)制定出指导性原则，再由各州制定出自己的排放标准，向本州的污水处理厂发放国家污染物清除系统(NPDES)排放许可证，证上规定各个污水处理厂的详细排放指标。该许可证及监测数据最后汇总到美国环保局监控管理，不能达标的污水

我国的《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GBl8918-2002)将粪大肠菌群列为基本控制项目。该标准规定执行二级标准和一级B类标准的污水处理厂粪大肠菌群最高允许排放浓度不超过 10000个／L(即1000个／100 mL)，执行一级A类标准的不超过1000个／L(即100个／100 mL)。

部分国家和地区所采取的标准归纳见表1。

3 紫外线污水消毒技术的历史和现状

给排水消毒方法可分为两大类，即化学消毒法和物理消毒法。化学消毒法有加氯消毒和臭氧消毒等；物理消毒法有紫外线消毒等。化学消毒法一般都会产生消毒副产物，而紫外线消毒是唯一不会产生消毒副产物的方法，不会造成二次污染问题。

表1 部分国家和地区尾水消毒指标

注：* 除注明外均为粪大肠菌群数。

早在1878年人类就发现了太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用。1901年和1906年人类先后发明了水银光弧这一人造紫外光源和传递紫外光性能较好的石英

1982年加拿大某公司发明了世界上第一套明渠式安装的紫外线消毒系统2000，并引进了模块化紫外线消毒系统概念，即紫外线系统可由若干独立的紫外灯模块组成，且水流靠重力流动，不需要泵、管道以及阀门。系统维护可对单个模块进行，且紫外灯模块可轻易地从明渠中直接取出进行维护检修，维护时系统无需停机，可继续运行消毒，因而无需备用设备，如果需要对明渠进行清理也很方便。模块化明渠式消毒装置大大降低了紫外线污水消毒的成本并使得系统维护简单方便。同时，当污水处理厂在扩建或改造时，只需适当增加紫外灯模块的数量，而无需添购整套系统，可以节省设备投资，使用起来非常灵活。这一发明得到了污水处理厂的欢迎，大大推动了紫外线消毒技术在城市污水消毒处理中的应用。目前在世界各地已经有3000多家城市污水处理厂安

在亚洲，1999年香港石湖墟污水处理厂投入运行，该厂规模24万m3／d，消毒后粪大肠杆菌小于 1000个／100mL。2000～2003年间，陆续有深圳市龙岗大工业区污水处理厂(5．6万m3／d)、上海长桥污水处理厂(2．2万m3／d)、上海松江北区污水处理厂 (8万m3／d)、无锡新区污水处理厂(3万m3／d)、苏州新区第二污水处理厂(4万m3／d)和上海龙华污水处理厂(10．5万m3／d)等采用紫外线消毒系统。

4 应用实例

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。低质污水的消毒，即只经过一级处理或一级强化处理的污水，其特点是高TSS(50～150nag／L)和低紫外穿透率(5％～25％)，这类污水如果使用化学消毒工艺，将会产生大量的三致副产物。目前美国夏威夷沙岛污水处理厂是世界上最大的采用紫外线对低质污水消毒的城市污水处理厂，处理规模为56万 m3／d，采用了明渠式中压灯消毒系统。常规二级生化处理后的污水消毒，是紫外线污水消毒应用最为普遍的领域。这类污水TSS一般在10～30 mg／l 紫外穿透率在40％～70％。目前正在建造的美国 Valley Creek污水处理厂建成后可消毒227万m3／d 污水，将成为世界上最大的紫外线污水消毒系统，该系统为明渠式中压灯消毒系统。合流管道溢流污水用紫外线消毒，不仅消毒效果好，而且比加氯消毒在剂量控制上更为可靠和容易。这类污水的特点是水质可以在短时间内有很大幅度的变化，例如TSS可在10～100 mg／L间，紫外穿透率可在5％～70％间变化。美国Village Creek污水处理厂采用

5 结语

紫外线消毒技术为物理消毒方式的一种，具有广谱杀菌能力，无二次污染。经过20多年的发展，已经成为成熟可靠高效环保的消毒技术，在国外各个领域得到了广泛的运用。在我国由于对其技术的了解有一定的局限性，在污水处理中的应用不多。上海市政工程设计研究院在这方面开展了许多研究，并已在上海闵行、长桥等污水处理厂得到应用。进入21世纪后，随着对污水尾水消毒的日益重视和运行经验的积累，紫外线消毒技术将得到推广，预计今后有条件的污水处理厂中 50％将会采用紫外线消毒，并成为取代传统化学消毒方法的主流技术。

参考文献

1 G. Sakamoto，B. Topp．Ultraviolet Disinfection Tec