二氧化氯和液氯联合消毒城市污水的研究

二氧化氯和液氯联合消毒城市污水的研究液氯作为一种成熟的消毒剂已有百年的应用历史，但液氯消毒使水中三氯甲烷(THMs)的含量增加[1]。近年来，氯消毒所引发的环境健康问题越来越引起人们的重视，氯消毒替代品的研究也越来越深入，在可选用的新型消毒剂中，二氧化氯被认为是其中性价比最优的一种[2]，但是使用二氧化氯有个较严重的问题，一部分二氧化氯被还原为可能会对人体健康产生不良影响的ClO2-[3]。而且，二氧化氯制造成本较高，限制了其推广使用。本实验研究了二氧化氯和液氯按一定比例同时投加，联合用于回用污水消毒的效能，研究的目的是为处理后的污水回用寻求安全高效的消毒剂。1材料和方法1.1试验材料污水取自甘肃西峰市城市污水资源化试验厂二沉池出水，主要成分为生活污水，二氧化氯溶液、液氯溶液自制，纯度98％以上。1.2试验方法取二沉池出水水样，pH＝7.8，同时投加二氧化氯和液氯两种消毒剂，投加量液氯为二氧化氯的一半，二氧化氯投加量分别为2，3，4，5mg／L，相应的氯投加量分别为1，1.5，2，2.5mg／L。联合消毒剂与污水在充分混合下于黑暗处反应，接触时间分别为30，60，120min。在接触时间未，分别测定样品残余二氧化氯、氯和ClO2浓度，同时测定粪大肠菌群数。粪大肠菌的测定采用多管发酵技术，ClO2，ClO2-和氯的测定采用连续碘量法。2结果与讨论2.1ClO2和Cl2联合投加对ClO2-产生的影响表1列出了化学分析的结果，消毒剂ClO2和Cl2同时投加于污水，接触时间分别为30，60和120min后，残余的ClO2，ClO2-和氯浓度以及粪大肠茵数；图l、图2和图3分别显示了两种消毒剂投加于污水经不同接触时间后各组分残余量的变化趋势。表1投加不同消毒剂量不同接触时间作用后污水中消毒剂残余量及存活粪大肠菌群数消毒剂投加量接触时间t/minpH值残余量存活的粪大肠菌群数/(个·L-1)ρ(ClO2)/(mg·L-1)ρ(Cl2)/(mg·L-1)ρ(ClO2)/(mg·L-1)ρ(Cl2)/(mg·L-1)ρ(ClO2-)/(mg·L-1)0007.80002.4×10721307.8001.485.4×10221607.8001.292×102211207.8001.212×10231.5307.80.120.491.8417031.5607.80.230.431.617831.51207.80.310.111.557842307.80.580.922.016842607.80.690.751.8645421207.80.980.511.71052.5307.81.321.211.824552.5607.81.341.061.792052.51207.81.390.841.730表1可以看出，实验开始，两种消毒剂同时投加，ClO2投加量为2mg／L，Cl2加量为1mg／L，分别与污水作用30，60和120min后，在任何一个接触时间末，均没有检测出残余ClO2，一部分的ClO2转变为ClO2-。ClO2投加量分别为3，4和5mg／L，同时投加的液氯量分别为l.5，2和2.5mg／L，分别与污水作用30，60和120min后，在任何一个接触时间末，均检测出残余ClO2，在接触时间120min末残余ClO2量最高；在接触时间30min末，残余ClO2量最低。污水中的ClO-浓度随ClO2。投加量增加而增加，在投加量最低的一组消毒剂作用下，没有检测出残余ClO2，但是ClO2-浓度显著增加，随着消毒剂投加量的增加，对不同投加量，发现在最短的接触时间30min末，余氯、ClO2-高，在最长的接触时间120min末，余氯、ClO2-量最低、与ClO2残余量变化呈相反趋势。如图1、图2和图3所示。2.2ClO2和Cl2。联合投加对粪大肠菌的灭活效果对投加量较少的联合消毒剂，经60，120min接触时间后，粪大肠菌灭活率是相同的，均好于30min接触时间；对投加量较大的联合消毒剂，经30min接触时间后粪大肠菌灭活率最低，经120min接触时间，粪大肠菌灭活率最高，联合消毒剂投加量ClO2为5mg／L，Cl2为2.5mg/L时，经120min接触时间后，粪大肠菌被全部灭活，如图4所示。2.3讨论消毒剂二氧化氯或液氯投加于污水后，污水中的有机物和还原性无机物立即与消毒剂反应，这些反应发生在消毒剂产生消毒作用前，由于发生这些反应使ClO2和Cl2消毒效率降低[4]。当两种消毒剂联合投加时，对不同投加量，余氯浓度随接触时间增长而降低，另一方面，随接触时间的增加，残余ClO2。浓度相应增加，而ClO2-浓度减少，这是由于Cl2与ClO2-发生反应：Cl2＋ClO22ClO2＋Cl-。两种消毒剂二氧化氯和液氯联合使用，增加了二氧化氯的残余量，由于二氧化氯对生活污水的灭菌效果优于液氮[5]，实验获得较好的灭菌效果。3结论①ClO2和Cl2联合消毒，ClO2和污水中有机物发生氧化反应，因此减少了Cl2和有机物反应生成三氯甲烷和其它有机氯[4]；Cl2通过氧化ClO2-生成ClO。减少了ClO2-量，增加了残余的ClO2量。②两种消毒剂ClO2和Cl2。按2：l比例联合用于污水消毒，各自的残余量均较高，消毒效果良好。ClO2投加量3mg／L，Cl2投加量1.5mg/L时，经30min接触时间后，大肠菌灭活率达99.9％以上。