几种预氧化工艺在污水回用中的效能评价

纯氮，色谱柱恒温在 75 "c ，保持 15 min.
2
2.1
结果与讨论
几种预氧化的消毒效能对比
取试验水样按试验方法 1 进行试验，原水细
使其消毒作用完全丧失.
第4期
杨艳玲，等:几种预氧化工艺在污水回用中的效能评价
.663 .
对于本试验水样，由于水中氨氮含量很高，使
锚酸拥导致 THMs 略有增加，可能是因为投氯量
工艺的消毒性能及对 THMs 形成的控制作用，探
图 1 ， 2 分别表示高健酸悍、氯、氯胶单独预处理工
艺以及高锺酸饵与氯或氯胶联用预处理工艺灭活
细菌及大肠菌群的效果.从图中可以看出，高健酸 押消毒效果差，采用高锤酸饵预氧化工艺无法保 证出水的微生物安全性.另外，对于本实验水样，
预氯化工艺的消毒效果与预氯胶工艺相比并不占 有优势，预氯胶工艺的消毒效果甚至略好于预氯
YANG Yan-ling , NAN Jun , 11 Xing , SUN Li-xin , 112 1 2
Beijing for Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering ,
度缓解了日益严重的水资源危机.但是，为了确保
作者简介:杨艳玲 (1964一) ，女，副研究员，博士;
李星 (1963 一) ，男，研究员，博士生导师:
公共卫生安全，加强回用水处理中对致病微生物
多级屏障作用是十分必要的.由于二级出水中氨
李圭白( 1932一) ，男，博士生导师，中国工程院院士.
.662.
第 39 卷第 4 期
哈尔滨工业大学学报
2007 年 4 月
JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Vol. 39 No.4 Apr. 2007
几种预氧化工艺在污水回用中的效能评价
杨艳玲南军 2 李星孙丽欣2 李圭白 2
(1.北京工业大学北京市水质科学与水恢复工程重点实验室，北京 100022; 2. 哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨 150090)
量为 O.
60 mglL; COD Mn 为 9.04 mglL ，说明水中
其中:风为消毒剂作用一段时间后水样中剩余微生物
个数 ;N 。为消毒实验前等量水样中对照微生物个数.
还含有一定量的还原性的有机和无机污染物质.
尽管氨氮与氯反应很迅速，但仍然会有一少部分
氯消耗在氧化还原性的有机和无机污染物质上. 例如，有机氮化合物中一部分可以与氯形成有机
20
30
40
t/min
50
60
70
-令-高锚酸钢 (5
一·一氯 (5
mg/L)
--.-氯胶 (5
mg/L) mg/L)
入 1000 mL 实验水样，加入一定量消毒剂并搅拌 反应一定时间后，取水样置于预先加有元菌中和
剂 (10% Na 2 S 2 0 3 ) 的取样瓶中，终止消毒，留作微
mg/L)
一←高钮酸饵+氯胶
wastewater reuse; pretreatment
城市污水处理厂二级出水具有量大、集中、水
收稿日期:
2005 -06 -26. 863 2004AA601020)
;北京市属市管高校人才强教计划
基金项目:国家高技术研究发展计划资助项目(
资助项目 (05004014200607).
质水量稳定的特点，是重要的可利用水资源，将二 级出水经适当处理后回用于市政杂用水，很大程
(各 2.5
一。-高锤酸钢+氯
(各 2.5
生物检验.采用滤膜法检测总大肠菌群数，采用平
板计数法测定细菌总数.
方法 2 取 300 mL 试验水样置于 500 mL 烧
图 1
mg/L)
高锚酸御与氯或氯胶联用以及 3 者单独
使用灭活污水中细菌的效果
杯中，加入一定量消毒剂及混凝剂三氯化铁至所 需浓度，然后，置于六联搅拌机中反应(快搅
摘
要:以城市污水处理厂二级出水为试验水样，采用烧杯实验法，考察氯、氯胶、高锺酸御单独预处理工艺
以及高锺酸饵与氯或氯胶联用预处理工艺的消毒效能及对 THMs 形成的控制性能.结果表明，对于污染严 重，尤其是耗氯物质含量较高的污水，氯消毒效果受到极大影响，氯胶消毒的效果要略好于氯消毒的效果，而
高锺酸钢与氯或氯胶联用预处理工艺的消毒性能明显优于单独氯或氯胶工艺，并且能够进一步降低 THMs
哈尔滨工业大学学报
第 39 卷
氮、亚硝酸盐氮、有机物等指标含量较高，常规的
菌总数 1200 个ImL ， 总大肠菌群 4.4
X
10 个1 1.
4
预氧化处理生成较多的难于生物降解的氯化消毒 副产物，对水环境构成一定的危害，还影响预氯化
消毒的效果.本文对比了高锺酸饵、氯、氯胶单独 预处理工艺以及高锚酸饵与氯或氯胶联用预处理
-5 ,
xO. 32 mm xO. 25μm) ，检测器为电子捕获检测
器进样口温度加"C，检测器温度3∞"C，载气为高
而氯胶受有机氮化合物的影响相对要小得多 [2] 因此，对于本试验水样，预氯化工艺消毒效果相对
于氯胶工艺略有变差的主要原因是由于污水中氨 氮比较高，自由氯的绝大部分转化为氯肢，一少部
分氯消耗在氧化还原性的有机和无机污染物质上
Beijing University of Technology , Beijing 100022 , China; 2. School of Municipal and Environmental Engineering , Harbin Institute of Technology , Harbin 150090 , China) Abstract: Water samples of secondary effluent from an urban wastewater treatment plant are applied with laborat。可 experimental
毒作用的已不是自由性氯，而是化合性的氯肢，因 此，与氯胶消毒工艺比较，消毒效果相当.另外，水
样中凯氏氮达到 4.6 mglL ，由此可推断出水中有
r/min).
1. 3
消毒效果评价
消毒效果依据消毒不同时间水样中微生物存
活率进行判断，即
存活率 =lgN/N o.
机氮含量为 3 mglL; 此外水样中亚硝酸盐氮的含
的生成量.高健酸 4甲与氯或氯胶联用预处理工艺是提高污水回用水水质的一种十分有效的方法.
关键词:高锺酸钢;氯;氯胶;联用消毒;三卤甲炕;污水回用;预处理
中图分类号:
TU99 1. 2
文献标识码 :A
文章编号:
0367 - 6234 ( 2007 ) 04
一 0661
-04
Efficiency of combined application process of potassium permanganate and chlorine or chloramines in wastewater reuse
1.4
三卤甲院的测定
采用外标法对三卤甲皖进行定量.反应后水样 经液一液萃取法富集浓缩后，利用气相色谱仪
(HP5890) 进行分析.色谱柱为石英毛细柱 (HP ωm
氯胶使消毒效果大大降低，据文献报道，有机氯肢 的杀菌效果比无机氯胶还要低 4 -8 倍 [1] 另一部
分与氯形成其他化合物，使氯完全丧失杀菌能力，
投加高锺酸何可以明显降低 THMs 量.投加高锺 酸饵在一定程度上影响了 THMs 的生成，而高钮
酸饵对 THMs 形成的影响是由多种作用机制共同 作用的结果.首先从高锚酸饵氧化作用上看，一方
面作为氧化剂可以破坏某些 THMs 的前质，使
作用 [3 叫，即使在氯和氯胶用量减半的情况下，高
健酸饵与氯或氯胶联用工艺的消毒效果也要略好
method. The efficacy of disinfection and control performance of trihalomethane production
are investigated in the pretreatment process with individual application of chlorine , chloramines and potassium permanganate , and with combined application of potassium permanganate with chlorine or chloramines. The results show that the effectiveness of chlorine disinfection is extremely affected by seriously polluted water , especially the wastewater with high contents of chlorine - consumed matters. The effect of chloramines disinfection is better than that of chlorine disinfection. The effect of combined application of potassium permanganate with chlorine or chloramines is clearly better than that of individual chlorine or chloramines disinfection , and the production of trihalomethane is reduced additionally. Therefore , the pretreatment process of combined application of potassium permanganate with chlorine or chloramines is an effective method of improving water quality of wastewater reuse. Key words: potassium permanganate; chlorine; chloramines; combined disinfection; trihalomethane;
讨适合于城市污水回用处理的最佳预处理工艺.
1
1. 1
试验
试验水样
化工艺.因此，采用单独氯或氯胶预处理工艺无法 保证处理后水质的微生物安全性.
1.0
试验水样为污水处理厂二级出水，试验期间 部分水质指标如下:水温， 11 "C;浊度， 3.09 度;
pH ， 7.80; 凯氏氮， 4.6 mglL( 以 N 计) ;氨氮，1.
分析试验水样的部分水质参数可知，试验水
样中的氨氮含量很高，达到 1.6 mglL. 在这样的 水样中，所加氯的绝大部分与氨氮迅速反应生成
1 min ，慢搅 30 min) ，再经中速定量滤纸过滤后分
置于 250 mL 三角瓶中，将其置于摇床中反应 2 h
(温度 25 "c ，转速 100
氯胶.因此，对于本试验水样，预氯化工艺中，起消
于单独氯或氯胶工艺的效果.因此，对于受污染的 尤其耗氯物质含量较高的污水，采用高锚酸何与
氯或氯胶联用预处理可以明显提高处理后水质的
微生物安全性.
n --nu'17"1J u 内
THMs 生成势 (THMFP) 降低;另一方面也能把某 些非 THMs 前质氧化生成一些新的 THMs 前
质 [7 -9] 而新产生的的卤仿前质不易与氯胶反应 或者作用十分缓慢 [7] 其次， KMn0 4 的还原产物 新生态二氧化锺胶体具有巨大的表面积、丰富的
得自由氯大部分转化为氯胶维持了一定的消毒能 力，但氯胶消毒效果差，采用单一氯胶预处理工艺
不能很好地发挥对致病微生物的多级屏障作用.
达到一定数值时，水中有少量自由性氯，从而导致
THMs 的生成量增加. 由图 4 可以看到，在氯胶投量相同的情况下，
从图中还可以看出，由于高锚酸何与氯或氯胶联 用在降低细菌总数及总大肠菌群指标上具有协同
0.0
60
~
-1. 0
mglL( 以 N 计) ;亚硝酸盐氮， 0.60 mglL( 以 N 计) ;硝酸盐氮， 2.87 mglL (以 N 计) ; COD Mn ,
国一2.0
-3.0 -4.0
9.04 mglL (以 O 计) .
1. 2
试验方法 方法 1 在一系列经预先消毒的烧杯中，加
o
10