污水处理过程中，除了COD、SS、氮磷等常规污染物，也存在着大量的细菌和病毒，这些是不能被常规污水处理工艺去除的。因此，经过常规的机械、一级和二级处理之后，仍然需要进行消毒的处理。
目前我国城镇污水厂采用的消毒方式主要有次氯酸钠、紫外、二氧化氯和臭氧等，经常单一应用或组合联用。
次氯酸钠是应用最多的消毒方法。相关调查显示：江浙沪50多座城镇污水处理厂中，有52.5%的污水厂采用次氯酸钠消毒，有8.5%的污水厂采用二氧化氯消毒，有6.8%的污水厂采用紫外线消毒；有1.7%的污水厂采用臭氧消毒。
当然，除了采用单独消毒方式外，还有32.1%的城镇污水厂采用组合消毒方式。工艺应用从多到少依次是：紫外线+ 次氯酸钠的组合工艺、二氧化氯+次氯酸钠、高级氧化+次氯酸钠的组合工艺。
通常来说，水的消毒需要满足以下两个条件:
1）水在进入到输送管网之前，需去除掉水中病原体的致病作用。
2）水在进入到管网至用水点之前，须维持水中的消毒剂持续消毒作用，用来防止有可能发生的病原体的危害或者再增殖。
所以，我们一般在比较紫外线和次氯酸钠优劣性的时候应该考虑上面的两个条件，此外还需要从经济的方面进行一些考虑。
01
次氯酸钠：投加量、工艺对比及影响因素
1、次氯酸钠消毒的机理
次氯酸钠属于高效的含氯消毒剂。它的消毒作用主要包括次氯酸的作用、新生氧的作用和氯化作用，次氯酸的氧化作用是含氯消毒剂的主要杀菌机理。
含氯消毒剂在水中形成次氯酸，作用于菌体蛋白质。次氯酸不仅可与细胞壁发生作用，且分子小，不带电荷故可侵入细胞发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶致细胞死亡。
此处需要特别提一下，氯消毒剂虽在行业里广泛使用，但由于液氯在生产、储存、运输、使用等环节安全风险较大，目前很多水厂开始逐步减少液氯的使用。
相对来看，次氯酸钠消毒具有安全性高、投加设备简单的优势，使用次氯酸钠替代液氯消毒已成为不可逆转的趋势。
2、次氯酸钠投加工艺对比
目前在利用次氯酸钠消毒可分为两种形式，一是应用次氯酸钠发生器在线生成次氯酸钠溶液；二是采用次氯酸钠成品溶液。
不论用何种投加方式/系统，都有其优劣势，对比如下所示：
通过上述对比，可以看出两种投加方式的消毒效果及吨水处理成本相差不大。
因此，对于成品药剂货源充足的地方（有三家以上满足供货要求），建议采用外购成品次氯酸钠溶液投加，运行维护成本相对较低，设备订货周期与施工周期均较短，平时的运行维护也无特殊要求。
对于小规模净水厂，尤其是货源、交通不便的地区，建议采用次氯酸钠发生器现场制备投加，避免药剂长时间储存衰减引起消毒效果不佳的隐患。
3、次氯酸钠的投加量
消毒处理时投氯量的控制视原水水质和消毒要求不同而异。为了获得可靠而持久的消毒效果，投药量应满足两部分的要求：
1）杀灭细菌以达到指定的消毒指标及氧化有机物等所消耗的“需氯量”。
2）抑制水中残存的细菌的再度繁殖所需要的“余氯量”。余氯量的规定还提供了确定投药量和判断消毒效果的简易方法。
4、次氯酸钠消毒相关影响因素
1）次氯酸钠投加量对灭活效果的影响
通过向1L水样中投加不同量的次氯酸钠，接触反应30min后，用滤膜法计数，结果表明：
次氯酸钠消毒的灭活效果很好，在次氯酸钠投加量为2.5mg/L时，已经实现100％灭活。如要达到GB18920-2002类似的要求，最佳次氯酸钠投加量可参考2.5～3.0mg/L。
2）pH对次氯酸钠消毒的影响
在次氯酸钠投加量为0.5mg/L时，随着pH的升高，次氯酸钠消毒的对数灭活率从2.03降到0.27，呈下降趋势。
由此得出结论，水中ClO-和次氯酸的比例主要受pH控制，在pH较低时次氯酸比例较高，因而杀菌能力较强。
3）氨氮浓度对灭活效果的影响
氨氮与次氯酸钠反应迅速，次氯酸钠被消耗，生成一氯胺和二氯胺。当水中存在氯胺时，消毒作用比较缓慢，直接影响次氯酸钠投加量和灭活效果。
相关研究表明，在氨氮分别为1、3、5、8、10、15mg/L时，投加不同量的次氯酸钠消毒30min，氨氮对灭活效果的影响如下：
在氨氮≤15mg/L，次氯酸钠投加量≤6.0mg/L时，随着氨氮升高，次氯酸钠消毒的灭活效果变差；在氨氮为8mg/L时，次氯酸钠投加量为5.0mg/L下细菌已经完全灭活。
02
紫外线消毒：装置选型、优劣势及影响因素
1、紫外线消毒的原理
紫外线消毒是一种物理消毒方法。紫外线是一种波长范围为136nm～400 nm的不可见光线，在该波段中260nm附近已被证实是杀菌效率最高的。
需要特别说明的是，紫外线消毒并不是杀死微生物，而是去掉其繁殖能力进行灭活。
其消毒的原理主要是用紫外光摧毁微生物的遗传物质核酸（DNA或RNA），使其不能分裂复制，此外紫外线还可引起微生物其他结构的破坏。
2、紫外线消毒效果的影响因素
一般来说，紫外线的消毒效果取决于系统能够照射至微生物的紫外剂量，和曝光时间、紫外光强成正比例，即：紫外剂量=紫外光强×曝光时间。
但在实际的应用中，还应考虑紫石英套管的结垢系数和老化系数，所以实际上有效紫外剂量的计算公式应该是：
有效紫外剂量=紫外光强×曝光时间×灯管老化系数×结垢系数。
3、紫外线消毒灯及消毒器选项
紫外线的消毒灯可以分成三类：
1）低压低强度汞紫外线消毒灯
水银蒸气灯是在0.13Pa到1.33Pa的内压下工作，输入电功率是每厘米弧长0.5W，输出功率大约是0.2W，适用小型污水处理厂。
2）低压高强度紫外线消毒灯
水银的蒸气灯输入的电功率大约是每厘米的弧长1.5W，杀菌的紫外灯可以输出的功率大约是每厘米的弧长0.6W，紫外的辐射253.7nm。
紫外灯的转换效率在低压高强度紫外灯的功率水平比较低的时候，会有一定程度的下降，但并非调节下限越低则效果越好，适用于中型污水处理厂。
3）中压高强度灯系统
水银蒸汽灯输入电功率是每厘米的弧长50W到150W，在0.013MPa到1.330MPa的内压下工作，紫外灯的运行温度大约在700℃，所以能耗较大。
采用低压的高强度的紫外灯系统以及中压的高强度的紫外灯系统，能够使得灯管的数量减少90%以上，进而可以缩小占地的面积，使得紫外消毒对于水质比较差出水也可适用。
目前，紫外线消毒器的结构形式主要有两种：
1）敞开式结构
在敞开式UV消毒器中，被消毒的水在重力作用下流经UV消毒器，并杀灭水中的微生物。值得注意的是，这种方式虽然较为简单，但是浪费能量且会降低灭菌效果，很少在实际中使用。
2）封闭式结构
封闭式UV消毒器属承压型，用金属筒体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来。
4、紫外线消毒的优劣势
紫外线消毒的优点，如下所示：
1）杀菌率高。对于细菌和病毒的杀菌作用大约在一秒之内。
2）杀菌的广谱性能好。在目前所有的消毒方法中，紫外消毒的杀菌广谱性能是最好的，它几乎对所有细菌和病毒都可以高效率地杀灭，且对一些会对人类的危害比较大的原生动物类均可以有效地杀灭。
3）没有二次污染。因为没有加入任何化学药剂，所以它不会产生二次污染，且不会改变水体成分。
4）运行安全且可靠。紫外线消毒技术是对环境和操作人员来说相对安全且可靠的方法。
5）维护较简单且费用低。所以，它在价性比上拥有很大的优势。
6）占地小且土地投资省，没有噪音。对于日处理量3000吨的紫外线消毒设备，占地面积仅需2米×0.8米，高1.5米。如果预留够足够的空间，此系统仅需要4平米运行的操作的空间。
此外，紫外线消毒依靠自流式供水，并不产生噪音。
7）连续的大水量的消毒。紫外线消毒的一个特点是连续运行，除了定期需要一、二个小时以内例行地保养之外，它最佳的操作条件为24小时连续的运行。
大水量是其另一个特点，在当前，紫外消毒技术最大水量己达每小时6万吨。
紫外线的消毒技术同样存在一些缺点，大致有以下的几个方面：
1）无持久的杀菌能力。紫外线的消毒对于出水会受到二次的污染亦或出水微生物会根据自我的修复的机制，而对于被紫外线来破坏DNA亦或RNA则无法进行自我修复。
2）灯套管的表面常会结垢。因为水质影响(生物和矿物质以及悬浮物等)，灯套管的表面常会来结垢。它将会影响着紫外光透出以及杀菌的效果。
3）受浊度和水中悬浮物(SS)影响较大。过高SS会影响着紫外光的水中穿透力。
4）细菌的光修复，在紫外的剂量足够的条件之下，失活病毒和细菌不会复活，但是在紫外剂量并不足的条件之下，很多失活病毒和细菌可以进行光复活，甚至可无需要光的协助来完成自身修复。
03
7大不同：紫外线消毒VS次氯酸钠消毒
1、消毒对象对比
紫外线消毒是去掉其繁殖能力进行灭活， 因此对绝大多数病毒、细菌等都具有灭活效果。
次氯酸钠消毒属于氯化消毒， 其最大的问题是对某些病毒、芽孢无效。
2、副产物/环境影响对比
由于紫外线消毒技术不加入任何化学药剂， 因此它不会对水体和周围环境产生二次污染，不会改变水中任何成分，对保护工作人员的身体健康也具有积极的意义。
次氯酸钠消毒会产生消毒副产物，如三氯乙酸、二氨乙酸、氯仿等。动物实验表明，不少氯化副产物具有致突变性和（或）致癌性。
3、后续消毒作用对比
紫外线消毒法不能提供剩余的消毒能力，当处理水离开反应器之后，一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA分子，使细菌再生。
与次氯酸钠同为氯化消毒的液氯在消毒后，尾水中尚有一定的余氯存在，具有剩余消毒能力。
4、水质要求对比
紫外线消毒工艺对紫外光穿透率较低的水质（SS高于30mg/L的污水）并不适用，不但会增加能耗，还会造成消毒效果不好。
对于经过二级处理的污水和再生水，紫外穿透率一般为40~80%，采用紫外线消毒方式是不错的选择。
次氯酸钠消毒对水质要求不高， 一般都可满足污水处理尾水水质达标要求。
5、处理接触时间对比
一般来说，液氯消毒接触时间在10～30min左右，次氯酸钠消毒时间相比略短，紫外线消毒时间最短。
6、运行管理对比
紫外线消毒以电为动力，日常操作方便，紫外灯管和石英套管只需定期更换清除。
次氯酸钠消毒液不宜长久储存， 一般仅备用几天的用量以满足消毒效果。
7、吨水运行成本对比
紫外线消毒成本约0.020元/t（含灯管更换费用），次氯酸钠约0.034元/t。（源于两家不同污水厂的真实数据）
需要特别说明的是，消毒成本及效果易受消毒药剂投加量（或紫外剂量）、接触时间、 进水水质水量等因素影响。故以上成本数据，只具备部分参考意义。
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