城市再生水消毒中试试验研究

论文摘要

污水再生利用已成为解决水资源短缺的重要途径之一，但城市污水中携带有大量人体和动物体排出的致病性微生物，如何保障再生水的卫生安全显得非常重要，再生水消毒则是保障再生水安全的一道重要屏障。目前，再生水消毒采用最多的消毒技术是氯消毒，但是氯消毒很容易产生有毒有害的消毒副产物。为此，本论文采用紫外线消毒及臭氧微米气泡消毒技术对污水厂二沉池出水进行了再生处理的试验研究。本试验以高碑店二沉池出水为原水，首先对“城市污水厂二级出水→GAC（颗粒活性碳）强化砂滤池→紫外线消毒”和“城市污水厂→紫外线消毒”的再生水深度处理方法进行了对比研究。试验结果表明，经过GAC强化砂滤池对城市污水厂二级出水进行预处理后，紫外线消毒对总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率分别提高24.5%和23.3%；消毒效果显著提高。为了保证出水满足GB18918-2002国家一级A标准中规定的粪大肠菌群指数必须小于1000CFU/L的要求，紫外线剂量应不小于6mJ/cm2。紫外线灭菌反应动力学分析试验结果表明，颗粒物浓度和进水微生物负荷对灭菌反应动力学曲线有着重要影响，其中颗粒物浓度的影响大于微生物负荷的影响。另外，试验对“城市二级出水→GAC强化砂滤+臭氧毫米气泡”和“城市二级出水→GAC强化砂滤→臭氧微米气泡”的再生水深度处理方法进行了对比研究。试验结果表明，当水气比控制在3.56.5之间，臭氧发生量10g/h，臭氧反应槽进水流速0.4m3/h时，液相臭氧微米气泡浓度能够达到4.6mg/L以上，且臭氧微米气泡溶解速率比毫米气泡提高了2.5倍以上；臭氧剂量为8mg/L时，臭氧微米气泡对色度、UV254、TOC及CODMn的去除率比毫米气泡分别提高了32%、9%、5%和6%。微米气泡曝气系统出水中总大肠菌群≤3CFU/L，粪大肠菌群未检出，而毫米气泡出水中总大肠菌群为35CFU/L，粪大肠菌群为6CFU/L。在臭氧微米气泡去除水中有机物的试验中，探讨了CODMn和TOC的关联性，研究表明，CODMn和TOC两者有较高的相关度。臭氧微米气泡消毒成本经济评价分析结果表明，臭氧微米气泡整套消毒设备运行费用大约为0.11元/t。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 中国水资源现状
• 1.2 再生水回用的可行性
• 1.2.1 技术可行性
• 1.2.2 再生利用的可靠性
• 1.2.3 经济可行性
• 1.2.4 卫生安全性
• 1.2.5 环境可行性
• 1.3 再生水安全控制技术
• 1.3.1 氯消毒
• 1.3.2 二氧化氯消毒
• 1.3.3 紫外线消毒
• 1.3.4 臭氧消毒
• 1.4 本课题的研究意义及研究内容
• 1.4.1 课题提出的背景及意义
• 1.4.2 课题研究主要内容
• 第2章 材料与方法
• 2.1 紫外消毒试验系统
• 2.1.1 紫外实验装置与流程
• 2.1.2 试验用水
• 2.1.3 试验方法
• 2.1.4 检测项目及测定方法
• 2.1.5 紫外线消毒效果评价方法
• 2.2 臭氧消毒试验系统
• 2.2.1 实验装置与流程
• 2.2.2 试验用水
• 2.2.3 试验方法
• 2.2.4 检测项目及方法
• 2.2.5 臭氧剂量的计算
• 2.3 本章小结
• 第3章 紫外线消毒试验
• 3.1 影响紫外线消毒效果的主要因素
• 3.1.1 紫外线强度
• 3.1.2 悬浮固体（SS）
• 3.1.3 紫外线透光率（UVT%）
• 3.1.4 微生物的类型和数量
• 3.2 GAC 强化砂滤池对再生水的预处理
• 3.2.1 GAC 强化砂滤池对浊度的去除
• 3.2.2 GAC 强化砂滤池对颗粒物的去除
• 3.2.3 GAC 强化砂滤池对色度的去除
• 3.2.4 GAC 强化砂滤池对 UVT 的影响
• 3.3 紫外剂量对消毒效果的影响
• 3.3.1 紫外线剂量计算
• 3.3.2 砂滤预处理对总大肠菌群灭活的影响
• 3.3.3 砂滤预处理对细菌总数灭活的影响
• 3.3.4 砂滤预处理对粪大肠菌群灭活的影响
• 3.3.5 紫外消毒推荐剂量
• 3.3.6 砂滤预处理对总大肠菌群光复活的影响
• 3.3.7 紫外线灭菌反应动力学分析
• 3.3.8 紫外消毒成本分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 臭氧消毒试验
• 4.1 臭氧微米气泡最佳水气比
• 4.2 臭氧微米气泡溶解效率
• 4.3 臭氧消毒对再生水质的影响
• 4.3.1 色度去除效果对比
• 4.3.2 UV254去除效果对比
• 4.3.3 TOC 去除效果对比
• 4.3.4 CODMn去除效果对比
• 4.3.5 CODMn与 TOC 的关联性
• 4.3.6 卫生学指标去除效果对比
• 4.3.7 臭氧剂量的确定
• 4.4 臭氧微气泡消毒成本分析
• 4.4.1 基建费用
• 4.4.2 运行费用
• 4.4.3 运行成本
• 4.5 本章小结
• 结论与建议
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文和科研成果
• 致谢