廣州瀝滘污水處理廠紫外消毒系統(tǒng)
1、概述
廣州市瀝滘污水處理廠是廣州市污水治理總體規(guī)劃的第四座大型污水處理廠，隸屬?gòu)V州市市政污水處理總廠。廠區(qū)位于廣州市海珠區(qū)萬(wàn)畝果園中的小洲村東南面，占地面積218畝（14.7萬(wàn)平方米）。該廠設(shè)計(jì)總規(guī)劃為日處理污水40萬(wàn)噸，分兩期工程進(jìn)行建設(shè)，主要收集海珠區(qū)全區(qū)、長(zhǎng)洲島和大學(xué)城的污水，納污面積125平方公里，服務(wù)人口135萬(wàn)人。采用除磷脫氮活性污泥工藝（A2O）。其生物反映池共分兩條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線日處理污水為10萬(wàn)噸，二期工程增建兩條生產(chǎn)線，日處理污水達(dá)到40萬(wàn)噸。
近年來(lái)爆發(fā)的非典，禽流感等疾病，引起人們對(duì)污水消毒的重視。因?yàn)槌鞘形鬯袔в写罅康闹虏∥⑸铮m然在二級(jí)生化處理后，水中的有機(jī)污染物和懸浮污染物已經(jīng)減少，但微生物數(shù)量的減少非常有限，如果不進(jìn)行消毒處理而直接排放，受納水體（河流、江湖等）將受到微生物的污染，嚴(yán)重危害人類的健康。
城市污水處理廠消毒方式有兩種，即化學(xué)消毒法和物理消毒法，化學(xué)消毒法有加氯消毒和臭氧消毒等；物理消毒法有紫外線消毒等。化學(xué)消毒法一般都會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物，而紫外線消毒通過(guò)打破微生物的DNA鏈來(lái)使之不能繁殖，達(dá)到滅活，是唯一不會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的方法，不會(huì)造成二次污染問(wèn)題。在“以人為本”“質(zhì)量、安全第一”的宗旨下，我廠選擇了由深圳市海川實(shí)業(yè)股份公司代理，在國(guó)際市場(chǎng)份額最大的品牌，加拿大Trojan公司UV3000PLUS紫外消毒系統(tǒng)，出水指標(biāo)嚴(yán)格執(zhí)行《國(guó)家城鎮(zhèn)污水處理廠污水排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918－2002），達(dá)到國(guó)家一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)，即出水糞大腸桿菌群數(shù)不大于104個(gè)/L。
2、紫外消毒系統(tǒng)的選擇
選擇紫外線消毒時(shí)我們具體考慮了以下因素：
第一考慮的是安全性。因?yàn)槁葰馐莿《疚ｋU(xiǎn)品，人類吸入濃度為每立方米2.5毫克的氯氣時(shí)，就會(huì)死亡。而儲(chǔ)存氯氣的鋼瓶、液氯罐運(yùn)輸車等屬于高壓容器，一旦出現(xiàn)泄漏事故，對(duì)周圍居民生命財(cái)產(chǎn)和環(huán)境將造成巨大危害。比如近期發(fā)生的京滬高速公路液氯罐運(yùn)輸車泄漏事故、重慶天元化工廠液氯事故，15萬(wàn)人大遷移，引起了有關(guān)各方面的重視。
紫外線消毒系統(tǒng)沒有泄漏危險(xiǎn)，紫外線通過(guò)污水后強(qiáng)度大大降低，操作員受到紫外線輻射的幾率非常小。
第二考慮的是消毒附產(chǎn)物。使用液氯消毒，殘余的氯會(huì)于污水中的各種有機(jī)物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生如三氯甲烷這樣的致癌物質(zhì)，如果這些消毒附產(chǎn)物嚴(yán)重影響了人類健康。而在國(guó)外，污水處理中采用的液氯消毒往往都是作為一種應(yīng)急措施。
紫外線消毒是物理消毒方式，沒有任何消毒附產(chǎn)物。
第三考慮到占地面積、土建費(fèi)用。加氯消毒一遍要求不少于30分鐘的接觸時(shí)間，因此要為此修建龐大的接觸池，占地大，土建費(fèi)用高。
UV3000PLUS紫外線消毒系統(tǒng)一、二期占地面積共約400平方米，不需要任何附加構(gòu)筑物，全天候24小時(shí)露天運(yùn)行，節(jié)省了高額土建費(fèi)用。
第四考慮到設(shè)備的性能、質(zhì)保、廠商實(shí)力。
Trojan UV3000PLUS 采用低壓高強(qiáng)汞齊燈管，光電轉(zhuǎn)換效率接近50％，壽命18000小時(shí)以上，燈管性能測(cè)試通過(guò)了NWRI（加州水資源研究機(jī)構(gòu)）認(rèn)證。整套設(shè)備可實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)污水變化，根據(jù)不同水質(zhì)情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)紫外劑量，節(jié)約了電耗。電子鎮(zhèn)流器自然對(duì)流散熱，采用陽(yáng)極氧化鋁密封，美觀大方。且設(shè)備不需要任何維護(hù)結(jié)構(gòu)，全天候室外運(yùn)行。在清洗方式上，實(shí)踐證明，要高效清潔光澤表面硬物質(zhì)，必須采用機(jī)械加化學(xué)清洗。Trojan30多年經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，率先采用了全自動(dòng)機(jī)械加化學(xué)在線清洗，使燈管結(jié)構(gòu)系數(shù)為1，優(yōu)于行業(yè)內(nèi)純機(jī)械刮擦清洗方式的0.8。
深圳海川公司是Trojan公司中國(guó)地區(qū)唯一指定代理商，公司覆蓋全國(guó)30多個(gè)地市，也是中國(guó)地區(qū)最早從事紫外消毒事業(yè)的企業(yè)，其業(yè)務(wù)還包括、水處理構(gòu)筑物的抗裂防滲纖維以及道路、橋梁、市政工程上使用的新型工程材料、涂料等。海川公司編制國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、多項(xiàng)國(guó)家專利技術(shù)，2003年經(jīng)國(guó)家人事部批準(zhǔn)設(shè)立了博士后工作站等，其綜合實(shí)力可以保證設(shè)備的服務(wù)和質(zhì)量。
綜合以上因素，我們選擇了由深圳海川代理的國(guó)際紫外線行業(yè)優(yōu)秀品牌Trojan UV3000Plus紫外消毒系統(tǒng)。
3、運(yùn)行效果測(cè)試
從2005年1月13日開始使用由深圳海川環(huán)境公司代理的加拿大TROJAN公司的Trojan UV3000Plus紫外線消毒設(shè)備，該套設(shè)備運(yùn)行至今已經(jīng)有接近3個(gè)月的運(yùn)行時(shí)間，設(shè)備基本是連續(xù)運(yùn)行（除偶爾因?yàn)檎麄(gè)水廠電路檢修的原因停電沒有運(yùn)行外），通過(guò)這80來(lái)天的運(yùn)營(yíng)表明：設(shè)備能夠滿足設(shè)計(jì)要求，各部件和元件能夠運(yùn)行正常，能夠根據(jù)水質(zhì)和水量實(shí)現(xiàn)可變功率的輸出，實(shí)現(xiàn)節(jié)電運(yùn)行模式。在這80來(lái)天的運(yùn)營(yíng)期間，沒有出現(xiàn)設(shè)備故障。個(gè)別磨合期問(wèn)題也在我廠操作人員嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和海川公司工程技術(shù)人員的共同努力下，所有的問(wèn)題均得到及時(shí)有效的解決，確保了該設(shè)備的正常運(yùn)行。
從設(shè)備開始運(yùn)行至今，紫外線消毒設(shè)備出水水量從14.4萬(wàn)噸/天到27.2萬(wàn)噸/天有一定的波動(dòng)，但紫外線設(shè)備出水（我廠排水）糞大腸桿菌群數(shù)均小于104個(gè)/L，詳細(xì)記錄如下表：
日期 水量（萬(wàn)噸/天） 出水糞大腸桿菌群數(shù)（個(gè)/L）
1月19日 23.86 1.81×103
1月20日 21.44 2.36×103
1月24日 24.94 2.00×103
1月25日 27.20 2.00×103
1月26日 24.20 1.00×103
1月27日 15.80 7.60×102
1月31日 25.01 9.70×103
2月1日 23.80 5.20×103
2月2日 23.26 1.08×103
2月3日 23.00 3.13×102
2月4日 23.51 3.45×103
2月5日 20.59 3.35×103
2月6日 16.18 2.81×103
2月7日 14.40 8.6×103
2月17日 22.90 1.22×102
2月21日 20.10 1.35×103
2月22日 25.71 3.65×103
2月23日 25.80 2.14×103
2月24日 24.60 4.35×103
2月28日 23.30 7.80×102
3月1日 23.23 5.95×102
3月2日 23.00 7.17×102
3月3日 23.51 5.17×103
3月21日 18.87 4.42×103
3月22日 19.90 8.60×102
3月23日 21.90 1.84×103
根據(jù)表格參數(shù)可以看到，由深圳海川公司提供的Trojan UV3000Plus紫外線消毒設(shè)備通過(guò)這80來(lái)天的試運(yùn)行說(shuō)明，在流量14.4萬(wàn)噸/天到27.2萬(wàn)噸/天波動(dòng)較大的情況下，設(shè)備性能穩(wěn)定，消毒效果優(yōu)良，能滿足我廠的運(yùn)行需要。
4、系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用
根據(jù)獨(dú)立第三方咨詢公司（Dilon咨詢公司和CH2OMHill工程公司）用Trojan紫外消毒器所做有效紫外劑量實(shí)驗(yàn)報(bào)告，根據(jù)該項(xiàng)目設(shè)計(jì)（按26萬(wàn)噸/天考慮）要求，要保證達(dá)到消毒標(biāo)準(zhǔn)，Trojan需要416根低壓高強(qiáng)燈管。在此基礎(chǔ)上作運(yùn)行成本經(jīng)濟(jì)分析。
1、噸水電耗P =總額定功率÷Ks×(1＋燈管老化系數(shù)Kt)÷2×電價(jià)÷平均小時(shí)流量
其中：總額定功率 = 104KW
Ks峰值流量系數(shù) = 1.3
燈管老化系數(shù)Kt = 0.82
電價(jià) = 按0.738元/度 計(jì)算
平均小時(shí)流量 =10833.3噸/小時(shí)
噸水電耗P = 104÷1.3×1.82÷2×0.738÷8333.3 ≈ 0.00645元/ 噸
2、燈管更換費(fèi)用F= 燈管總數(shù)×燈管單價(jià)÷Ks×(1＋燈管老化系數(shù)Kt)÷2÷燈管壽命T÷平均小時(shí)流量
其中：燈管總數(shù) =416
Ks峰值流量系數(shù) = 1.3
燈管老化系數(shù)Kt = 0.82
燈管壽命T = 18000小時(shí)
燈管單價(jià) = 1950元
平均小時(shí)流量 =10833.3噸/小時(shí)
燈管更換費(fèi)用F =416×1950÷1.3×1.82÷2÷18000÷10833.3≈ 0.003元/ 噸
3. 總噸水經(jīng)營(yíng)成本=0.00645＋0.003= 0.00945元/ 噸
4、小結(jié)
綜合以上及運(yùn)行情況，總結(jié)出以下幾點(diǎn)：
1、紫外消毒系統(tǒng)是目前國(guó)內(nèi)新興的消毒方式，在大水量運(yùn)行的污水長(zhǎng)運(yùn)行實(shí)例并不多，所以要選擇技術(shù)成熟，完備的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，擁有機(jī)械加化學(xué)全自動(dòng)清洗方式，因?yàn)槭⑻?br />
管上的污垢包括油膩只有采用機(jī)械加化學(xué)才能徹底清洗干凈，TrojanUV3000Plus采用的是食品級(jí)別清洗膠體，極小量即可高效清洗，且不會(huì)產(chǎn)生二次污染，保證了紫外透光率和消毒效果。
2、消毒水渠的水位控制系統(tǒng)非常重要，瀝滘廠水量波動(dòng)很大，在這樣的情況下，嚴(yán)格進(jìn)行土建施工，采用了無(wú)動(dòng)力自動(dòng)水位控制器（ALC），自動(dòng)平衡水位，使燈管完全浸沒在污水中，穩(wěn)定了水流，保證了消毒效果。
3、二級(jí)出水的水質(zhì)。紫外消毒系統(tǒng)對(duì)二級(jí)水要求滿足一般標(biāo)準(zhǔn)，即SS在20mg/L左右，紫外透光率在65％左右。我廠采用的A2O工藝，4個(gè)大型二沉池，滿水試驗(yàn)中一次成功，創(chuàng)造了在國(guó)內(nèi)大型污水處理池體結(jié)構(gòu)“不裂、不滲、不漏”的施工新紀(jì)錄。成熟的工藝和高質(zhì)量的施工完全保證了二級(jí)出水水質(zhì)，和紫外消毒系統(tǒng)形成最佳拍檔。
4、關(guān)于光復(fù)活的說(shuō)明。光復(fù)活是指但是微生物具有一種光復(fù)活蛋白，可以在有可見光的環(huán)境下還原胸腺四聚體，而使微生物復(fù)活，這個(gè)作用叫做“光復(fù)活作用”，根據(jù)我廠經(jīng)驗(yàn)，只要設(shè)備質(zhì)量好，電子鎮(zhèn)流器變功輸出，系統(tǒng)可以根據(jù)水質(zhì)水量自動(dòng)變化紫外劑量輸出，就可以完全破壞微生物的繁殖能力，光復(fù)活出現(xiàn)的幾率非常小。且出水水渠下不宜太長(zhǎng)，或采用蓋板，地下管出水方式，可以完全避免光復(fù)活出現(xiàn)。
5、紫外消毒系統(tǒng)的安全性。紫外光對(duì)人的皮膚和眼睛有傷害。就像太陽(yáng)光中的紫外線可以使皮膚曬黑，長(zhǎng)時(shí)間暴曬還會(huì)脫皮。紫外光通過(guò)污水后，光強(qiáng)大大減弱，不影響水面以上的工作人員，且設(shè)備自帶擋光板，可以防止紫外光輻射。為了保證安全，檢修人員應(yīng)仔細(xì)閱讀系統(tǒng)維護(hù)手冊(cè)，并在檢修時(shí)應(yīng)該帶上設(shè)備配置的紫外防護(hù)面罩。
4、結(jié)論
廣州市瀝滘污水廠積極采用新型紫外消毒工藝，高效的運(yùn)行效果和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行成本，開創(chuàng)了華南地區(qū)污水紫外線消毒技術(shù)的先河，為健康、人性化環(huán)保工程作出了積極的貢獻(xiàn)。
廣州市瀝滘污水的成功運(yùn)行投產(chǎn)，不僅標(biāo)志著在廣州市市政府、市政園林局和市政污水處理總廠的領(lǐng)導(dǎo)下，廣州市污水處理事業(yè)友邁上一個(gè)新的臺(tái)階，它將對(duì)珠江河早日重現(xiàn)水碧魚躍的美景，以及廣州市加快“兩個(gè)適宜”的城市建設(shè)做出貢獻(xiàn)。
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