本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种阶梯式污水消毒方法及装置。
背景技术：
随着水质标准的日趋严格，对污水消毒的要求也不断提高，污水消毒不仅是为了满足杀死病原菌，同时也要保证消毒后出水对受纳水体不产生危害。液氯长期以来作为一种成熟的消毒剂应用已有百年历史，液氯的消毒效果是得到人们所公认的，同时，液氯消毒所产生的危害也越来越被人们所认识。为了确保水质完全消毒，往往会向待处理水中投入大量的液氯，不仅是一种氯资源的浪费，而且随着对氯消毒产生的副产物的分析研究，投入的氯会和水体中各种存在的有机物如腐植酸、富里酸等反应，会产生大量的卤代烷和氯化有机物，使得处理后的污水中各类氯化有机物等副产物有不同程度的提高，易造成二次污染。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明目的在于提供一种阶梯式污水消毒方法及装置，本发明通过化学消毒和紫外照射相结合降低了消毒副产物的生成，减轻了二次污染。
本发明提供了一种阶梯式污水消毒方法，包含以下步骤：
将过一硫酸盐、氯盐和待处理污水混合进行化学消毒，所述混合后水体中过一硫酸盐以硫元素计算的浓度为0.01mmol/l～100mmol/l，氯离子浓度为0.01mol/l～1mol/l；
将化学消毒后的水体进行紫外照射，所述紫外照射的辐射强度为1.0～100mw/cm2。
优选地，所述氯盐为nacl、kcl。
优选地，所述过一硫酸盐为过一硫酸钠和过一硫酸钾。
优选地，所述化学消毒的时间为0.5～4h。
优选地，所述紫外照射中紫外光的吸收波长为250～270nm。
优选地，所述待处理污水的cod值为5～300mg/l，bod值为5～100mg/l，tn为2～40mg/l，nh3-n为0.5～25mg/l，tp为0.05～0.8mg/l。
本发明还提供了一种用于权利要求1所述的阶梯式污水消毒方法的装置，包括依次连通的化学消毒系统和紫外消毒池，所述化学消毒系统中包括消毒池、设置在消毒池内的搅拌器和用于向消毒池投药的投药器，所述紫外消毒池上方设置uv照射器。
优选地，所述uv照射器为中压汞灯或低压汞灯。
优选地，所述uv照射器按组设计，所述中压汞灯或低压汞灯的每根灯管长0.5m，灯管间距为0.2m，每根灯管的照射污水量为0.16m3。
优选地，根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述灯管数量n＝流量q×停留时间t/0.16。
有益技术效果：本发明提供了一种阶梯式污水消毒方法，本发明将过一硫酸盐、氯盐和待处理污水混合进行化学消毒，所述混合后水体中过一硫酸盐以硫元素计算的浓度为0.01mmol/l～100mmol/l，氯离子浓度为0.01mol/l～1mol/l；将化学消毒后的水体进行紫外照射，所述紫外照射的辐射强度为1.0～100mw/cm2，紫外照射的时间为0.5～2小时。本发明向待处理污水中投入过一硫酸盐与氯盐，使氯盐中的氯离子与过一硫酸盐缓慢反应生成hclo，降低了消毒副产物卤代烷和氯化有机物的生成，延长hclo在消毒过程中的停留时间，以达到良好的消毒效果，后续采用紫外照射，活化剩余的过一硫酸盐，使其分解产生硫酸根自由基so4-·和羟基自由基·oh，对水体中所产生的消毒副产物进一步削减，减轻了二次污染。
附图说明：
图1为本发明中阶梯式污水消毒方法的装置图；
1-化学消毒池；2-紫外消毒池；3-投药器；4-立式搅拌器；5-uv光照射器。
具体实施方式
本发明提供了一种阶梯式污水消毒方法，包含以下步骤：
将过一硫酸盐、氯盐和待处理污水混合进行化学消毒，所述混合后水体中过一硫酸盐以硫元素计算的浓度为0.01mmol/l～100mmol/l，氯离子浓度为0.01mol/l～1mol/l；
将化学消毒后的水体进行紫外照射，所述紫外照射的辐射强度为1.0～100mw/cm2。
本发明将过一硫酸盐、氯盐和待处理污水混合进行化学消毒，所述混合后水体中过一硫酸盐以硫元素计算的浓度为0.01mmol/l～100mmol/l，氯离子浓度为0.01mol/l～1mol/l。
在本发明中，所述混合后水体中过一硫酸盐以硫元素计算的浓度优选为1mmol/l～4mmol/l，更优选为2mmol/l～3mmol/l。
在本发明中，所述混合后水体中氯离子浓度优选为0.1mol/l～0.8mol/l，更优选为0.4mol/l～0.5mol/l。
在本发明中，所述氯盐优选为nacl和/或kcl。
在本发明中，所述过一硫酸盐优选为过一硫酸钾和/或过一硫酸钠，更优选为过一硫酸钠。
在本发明中，所述待处理污水的种类优选为城市污水处理厂二沉池出水、再生水厂澄清池出水或自来水厂沉淀过滤后出水。
在本发明中，所述待处理污水的cod值优选为5～300mg/l，更优选为25～60mg/l；bod值优选为5～100mg/l，更优选为5～15mg/l；tn优选为2～40mg/l，更优选为9～18mg/l；nh3-n优选为0.5～25mg/l，更优选为2～6mg/l；tp优选为0.05～0.8mg/l，tp更优选为0.2～0.7mg/l。
本发明对污水的来源没有特殊要求，选用满足上述条件的污水即可。
本发明对混合的方法没有特殊限定，选用本领域及时人员熟知的混合方法即可。
在本发明中，所述化学消毒的时间优选为0.5～4h，更优选为1～3h，最优选为1.5～2.5h。
在本发明中，所述化学消毒优选在搅拌的条件下进行，本发明对搅拌的速率没有特殊要求，选用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。
在本发明中，所述化学消毒的主要反应方程为cl-+hso5-＝so42-+hclo，本发明向待处理污水中投入过一硫酸盐与氯盐，使氯盐中的氯离子与过一硫酸盐缓慢反应生成hclo，降低了消毒副产物卤代烷和氯化有机物的生成，延长反应池的停留时间，以达到良好的消毒效果。
本发明将化学消毒后的水体进行紫外照射，所述紫外照射的辐射强度为1.0～100mw/cm2。
在本发明中，所述紫外照射的辐射强度优选为10～80mw/cm2，更优选为30～60mw/cm2。
在本发明中，所述紫外照射的时间优选为0.5～2小时，更优选为1～1.5h。
在本发明中，所述紫外照射中紫外光的吸收波长优选为250～270nm。
在本发明中，所述紫外照射水体中发生的主要反应方程为hso5-+hv＝so4-·+·oh。
本发明采用紫外照射，活化剩余的过一硫酸盐，使其分解产生硫酸根自由基so4-·和羟基自由基·oh，对水体中所产生的消毒副产物卤代烷和氯化有机物进一步削减。
本发明还提供了一种用于上述阶梯式污水消毒方法的装置，包括依次通接的化学消毒系统和紫外消毒池，所述化学消毒系统中包括消毒池、设置在消毒池内的搅拌器和用于向消毒池投药的投药器，所述紫外消毒池上方设置uv照射器。
在本发明中，所述uv照射器的光源优选为低压汞灯。
汞灯的数量排列方式请客户补充
在本发明中，所述uv照射器按组设计，所述中压汞灯或低压汞灯的每根灯管长0.5m，灯管间距为0.2m，每根灯管的照射污水量为0.16m3。
在本发明中，所述灯管数量n＝流量q×停留时间t/0.16，在本发明中，所述灯管在水池中依据反应池廊道设计数量均匀排布。
在本发明中，所述投药器优选包括过一硫酸盐投药器和氯盐投药器。
本发明将待处理污水通入化学消毒池内，通过投药器投入过一硫酸盐和氯盐，通过搅拌器进行搅拌，使反应药物与污水混合均匀，达到相应停留时间后，将化学消毒后的污水通往紫外照射池，进行紫外照射。
图1为本发明中阶梯式污水消毒方法的装置图；
1-化学消毒池；2-紫外消毒池；3-投药器；4-立式搅拌器；5-紫外消毒池。
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
在本实施例中，通过对比实验进行研究本发明的效果，实验取水为北京某污水厂a二沉池出水，该水厂通过厌氧、缺氧、好氧活性污泥法进行生物处理，二沉池出水中cod(30mg/l)、bod(7mg/l)、tn(9mg/l)、nh3-n(3mg/l)、tp(0.4mg/l)。其原本设计的消毒为氯消毒，对消毒池出水进行消毒副产物的测定，三氯甲烷18.0μg/l，二氯乙酸3.8μg/l，三氯乙酸6.1μg/l。
在本实施例中，取其二沉池出水，而后向其内部投入固体过一硫酸盐pms和nacl，使溶液中pms浓度以硫元素计算为2mmol/l，cl-浓度为200mmol/l，充分反应4小时，再进行uv照射1小时，而后测定其反应后水中的消毒副产物：三氯甲烷9.9μg/l，二氯乙酸2.66μg/l，三氯乙酸3.96μg/l。
对比污水厂消毒池出水，消毒副产物含量明显降低。且出水粪大肠菌群小于103mpn/l，达到一级a排放标准。
实施例2
在本实施例中，通过对比实验进行研究本发明的效果，实验取水为北京某污水厂b二沉池出水，该水厂通过氧化沟进行污水二级处理，二沉池出水中cod(47mg/l)、bod(8.6mg/l)、tn(14mg/l)、nh3-n(4.4mg/l)、tp(0.5mg/l)。其原本设计的消毒为氯消毒，对消毒池出水进行消毒副产物的测定，三氯甲烷19.6μg/l，二氯乙酸4.1μg/l，三氯乙酸6.0μg/l。
在本实施例中，取其二沉池出水，而后向其内部投入固体过一硫酸盐pms和nacl，使溶液中pms以硫元素计算浓度为3mmol/l，cl-浓度为400mmol/l，充分反应4小时，再进行uv照射1小时，而后测定其反应后水中的消毒副产物：三氯甲烷11.1μg/l，二氯乙酸3.46μg/l，三氯乙酸5.81μg/l，对比污水厂消毒池出水，消毒副产物含量明显降低。且出水粪大肠菌群小于103mpn/l，达到一级a排放标准。
实施例3
在本实施例中，通过对比实验进行研究本发明的效果，实验取水为北京某污水厂c二沉池出水，该水厂通过传统活性污泥法进行污水二级处理，二沉池出水中cod(60mg/l)、bod(13mg/l)、tn(17mg/l)、nh3-n(5.2mg/l)、tp(0.45mg/l)。其原本设计的消毒为氯消毒，对消毒池出水进行消毒副产物的测定，三氯甲烷30.1μg/l，二氯乙酸4.9μg/l，三氯乙酸6.3μg/l。
在本实施例中，取其二沉池出水，而后向其内部投入固体过一硫酸盐pms和nacl，使溶液中pms以硫元素计算浓度为5mmol/l，cl-浓度为1000mmol/l，充分反应4小时，再进行uv照射1小时，而后测定其反应后水中的消毒副产物：三氯甲烷17.3μg/l，二氯乙酸3.99μg/l，三氯乙酸5.56μg/l，对比污水厂消毒池出水，消毒副产物含量明显降低。且出水粪大肠菌群小于103mpn/l，达到一级a排放标准。