专利名称：将排水消毒的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将排水消毒的方法和装置，更具体地说，涉及对用雨水稀释的污水消毒的方法和装置。
在污水处理厂，污水在沉砂池中依次经过处理而除去沙子等，经过固液分离而除去悬浮固体(SS)，经过活性污泥处理，以及消毒，然后被排放到公用水域(例如河流、湖泊、港口和海滨水域)。
消毒通常包括氯气或基于氯的消毒剂的应用，因为污水、粪便、工业排水等可能含有引发传染病的病原体。通常，将基于氯的消毒剂加到这类需要处理的物质中，于是减少大肠杆菌(coliform)生物的数量(大肠杆菌生物数目)至3,000/ml或更少。也可进行紫外光照射或臭氧化处理而不用添加基于氯的消毒剂。然而，由于这种方法需要巨大的设备，所以它的应用有限。
一种合流式污水管是这种体系它将家庭废水、工业排水和雨水收集到同一条管道，再将混合水送到污水处理厂，在那里进行上述处理。当降雨量大时，掺和了雨水的污水(它的量超过可在污水处理厂被处理的量)可能会流入污水处理厂。于是，进行从(潮湿气候)污水排放设施(例如暴雨溢流室和暴雨泵站)向公用水域的排放。近期，已开始研究通过提供具有筛的污水排放设施防止体积大的废物、漂浮物质等外流，从而保护公用水域(例如河流)的风景。但是，尚未进行消毒方法的研究，即，对于从污水排放设施排放的水所包含数万到数十万的大肠杆菌生物消毒。
一种分流式污水管是一种这样的体系收集家庭废水和工业排水，而将雨水收集入不同管道，并且将家庭废水和工业排水送到污水处理厂，同时以溢流形式排放雨水。分流式污水管溢流应当基本上只包含雨水。但是实际上，当降雨量大时，大量雨水流入污水管。在该情况下，地表面(例如道路)上出现的污染物，以及沉积在污水管中的污泥也一起流动。这样，分流式污水管溢流还包含大肠埃希氏菌(Escheriacoli)，这是由于地表面和污泥中存在污染物的缘故。在每种情况下，溢流中的大肠杆菌生物数目可能超过排放控制值(3,000CFU/ml或更少)。在该情况下，需要消毒。CFU表示菌落形成单位。
基于氯的消毒剂具有很多优点，例如，应用的设备简单，而且它们对任何状态的污物适用性高(与紫外光照射或臭氧灭菌比较)。
然而，当应用于常规污水处理的技术转到潮湿气候污水处理时，就产生下列问题在雨天，氨或胺同时存在于污水中。所以，发生下文所示化学方程式(1)代表的化学反应。结果，活性氯转化为氯胺，降低杀微生物效果至十分之一或更低。于是，在氨或胺存在下，需要增大基于氯的消毒剂的添加量(即使病原体数未变)。
(1)基于氯的消毒剂的应用所需的消毒时间是15分钟或更多[参见“下水道设施-计划&设计准则和描述”(Sewer Facilities-Plan&Design Guidelines and Description)]。因此，需要一个混合槽，其中，将下雨气候的污水和基于氯的消毒剂混合，使它滞留15分钟或更久。但是，(潮湿气候)污水排放设施没有足够大的场地可安置这种混合槽。
所以，潮湿气候污水处理需要短消毒时间的消毒剂和混合它的方法。
J.E.Alleman,J.E.Etzel,D.E.Gendron,J.C.Conley,W.F.McCoy和A.J.Hein，“基于溴的消毒特性”(Purdue University和GreatLakes Chemical Company的研究人员论文)报导了实验室规模的试验，其中，氯化溴(BrCl)、溴(Br2)和溴氯二甲基乙内酰脲(BCDMH)分别被加到含细菌(例如大肠杆菌)的仿造的排水中。作为仿造的排水，应用含低浓度(2mg/L)氨的pH7.2的水，或者含高浓度(20mg/L)氨的pH8.2的水。作为所述细菌，应用了大肠埃希氏菌、假单胞杆菌(Pseudomonas)和粪肠球菌(Streptococcus faecalis)。但是，所述论文没有描述含有机物质的仿造的排水。
日本未审查的专利公开No.4-156994描述了一种将杀菌剂倾入冷却水的方法。至于所述杀菌剂，描述了通过臭氧和溴离子的氧化还原反应形成次溴酸根离子。但是，所述冷却水不含氨。
日本未审查的专利公开No.11-47755描述了一种泥渣控制剂(它包含作为活性组分的乙内酰脲化合物)以及应用这种作用剂的泥渣控制方法。所述泥渣控制剂被用于纸浆厂或造纸厂的贮存水中。
按本发明的一方面，提供了一种用于排水消毒的方法，该方法包括如下步骤将消毒剂与水混合而获得消毒水，所述消毒剂能形成HOX(其中，X是溴原子或碘原子)，而且，它含有溴原子或碘原子；再将该消毒水加到含有机物质和氨或铵离子的排水中而将排水消毒。
在本发明中，排水中总的有机碳优选是5mg/L或更多。排水中的铵离子浓度优选是1mg/L或更大。
所述排水优选包含雨水。所述排水还优选包含用雨水稀释的污水。
消毒剂优选含4元～10元杂环，它可与其它环稠合，而且，它包含1～4个包括氮原子或硫原子的杂原子。所述杂环在环骨架中优选包含式-N(X)-C(=O)-的基(其中，X包括溴原子或碘原子)。此外，所述消毒剂优选是固体，而且，获得消毒水的步骤应当包括将消毒剂溶于排水这一步。
所述消毒水中消毒剂的浓度优选是100mg/LCl～10g/LCl(作为活性氯浓度计算的)。
排水中添加的消毒剂浓度优选为0.5mg/LCl～25mg/LCl(作为活性氯浓度计算的)。
添加消毒水的步骤优选包括将消毒水导入排水的水面下方这一步骤。还优选进一步包括将消毒后的排水排入公用水域这一步骤。
按本发明的另一方面，提供了一种将排水消毒的装置，该装置包括从消毒剂和排水生产消毒水的设备；除去排水中的沙子的沉砂池；以及用来将消毒水导入沉砂池的第一条水道，其中，当排水在沉砂池中滞留时排水被消毒了。
在本发明中，用来生产消毒水的设备优选具有一个消毒剂贮存器，一个用来将消毒剂加到排水中的设备，以及一个用来将消毒剂与排水混合的设备。优选地，沉砂池具有两个或更多个沉沙部分，并且第一条水道具有一个分配槽(用来将消毒水导入每个沉沙部分)。
第一条水道优选与用来将消毒水导入排水的水面下方的添加设备连接。
优选进一步包括一个贮存用的贮存槽或一条排放水道，以便将消毒后的排水排入公用水域。
优选为所述贮存槽或排放水道提供测量仪，用来检测消毒后排水的水质。
优选的是，进一步包括第二条水道，用来将沉砂池中的部分排水导入生产消毒水的设备。
优选地，上述消毒剂能形成HOX(其中，X是溴原子或碘原子)，而且包含溴原子或碘原子。
所述消毒剂还优选含4元～10元杂环，它可与其它环稠合，而且，它包含1～4个包括氮原子或硫原子的杂原子。
图1是本发明装置一个实施方案的说明性图；图2是本发明装置另一个实施方案的一部分的说明性图；图3是可用于本发明的装置的一个实施方案的剖视图。
按本发明的一方面，将包含有机物质和氨或铵离子的排水进行消毒。
例如，在合流式污水管中，原污水与雨水混合并流动。这样的混合污水尤其在潮湿气候(在污水处理厂从未处理它)可通过本发明的方法消毒。
分流式污水管是一种这样的体系其中，将原污水的污水管和雨水的污水管分开了。按该系统，流入雨水污水管的潮湿气候污水可通过本发明的方法消毒。
至于排水中有机物质的含量，例如，排水中总的有机碳的含量可能是5mg/L或更多，10mg/L或更多，30mg/L或更多，或者50mg/L或更多。在合流型污水和分流型污水的每一种中，总的有机碳通常是5mg/L或更多。
排水中铵离子浓度可能是1mg/L或更多，或者10mg/L或更多。当铵离子含于排水中时，活性溴或活性碘变成NH2X或NHX2(其中，X表示溴原子或碘原子)。然而，溴胺(NH2Br)保持比得上次溴酸的消毒效果，所以能有效地消毒。在合流污水中，氨离子浓度通常是1mg/L或更大。在分流污水中，下雨后马上发生的溢流(称为“第一次充溢”)通常具有1mg/L或更多的氨离子浓度。
按本发明的一方面，作为主要目标的排水是用雨水稀释的污水，但也可以是分流式污水管中的雨水。此外，含有有机物质和氨或胺的水(例如污水、粪便、工业排放水，或者处理它们后形成的水)可通过本发明的方法处理。
按本发明的一方面，需要处理的水包含大肠埃希氏菌，因为这样的水正需要消毒。合流污水普遍含大肠埃希氏菌，而分流污水常常含大肠埃希氏菌。
按本发明的一方面，应用了一种消毒剂，它能形成HOX(其中，X是溴原子或碘原子)，而且它包含溴原子或碘原子。优选地，应用一种消毒剂，它能形成次溴酸(HOBr)并且它包含溴原子。与基于氯的消毒剂相比，上述基于溴的消毒剂或基于碘的消毒剂特征在于短的消毒时间。例如，基于溴的消毒剂能在数十秒到数分钟内消毒。次卤酸(HOX,其中，X是溴原子或碘原子)就性质上来说容易分解，所以不需提供分解排水中残留的次卤酸的装置。另一方面，至于基于氯的消毒剂，活性氯与污水中的氨反应形成氯胺而降低杀菌活性。这使它在(潮湿气候)污水排放设施中的滞留时间内难于完成消毒。此外，由于氯胺极易残留，需要提供一种装置来分解它。
本发明中优选应用的消毒剂实例有乙内酰脲类、氰尿酸类、异噻唑酮类(isothiazolones)、ε-己内酰胺类、苯邻二甲酰亚胺类、吡咯烷酮类、吖啶酮类、尿嘧啶类、琥珀酰亚胺类、巴比土酸类、肌酸酐类、二氧代哌嗪类、尿唑类、甘氨酸酐类、ω-庚内酰胺类、马来酰肼类、马来酰亚胺类、辛内酰胺类和羟吲哚类。
乙内酰脲类例如由式(Ⅱ)表示
在式(Ⅱ)中，X1和X2相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子或碘原子，条件是X1和X2中的一个是溴原子或碘原子；以及R1和R2相同或不同，各自独立是氢原子，或者具有10个或更少碳原子的低级烷基；优选是氢原子，或者具有6个或更少碳原子的低级烷基；更优选是氢原子，或者具有3个或更少碳原子的低级烷基。
作为乙内酰脲，例如命名为1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲[式(Ⅰ)的化合物]。溴氯二甲基乙内酰脲是高度稳定的，如果不受太阳光直接照射，能保持活性达数年。BCDMH是固体，并且当离解后，形成次溴酸根离子，表现高消毒效果。
所述氰尿酸例如由式(Ⅲ)显示，其中，R1、R2和R3相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子、碘原子、羟基、氢原子、或者是具有10个或更少碳原子的低级烷基，条件是R1、R2和R3中的至少一个是溴原子或碘原子；低级烷基优选具有6个或更少碳原子，更优选具有3个或更少碳原子。
所述异噻唑酮类例如由式(Ⅳ)显示，其中，X是溴原子或碘原子；R1和R2相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子、碘原子、氢原子、或者是具有10个或更少碳原子的低级烷基，该低级烷基优选具有6个或更少碳原子，更优选具有3个或更少碳原子。
异噻唑酮的一个优选的实例是5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
所述ε-己内酰胺类例如由式(Ⅴ)表示，其中，X是溴原子或碘原子。
所述苯邻二甲酰亚胺类例如由式(Ⅵ)表示，其中，X是溴原子或碘原子。
所述吡咯烷酮类例如由式(Ⅶ)表示，其中，X是溴原子或碘原子。
所述吖啶酮类例如由式(Ⅷ)表示，其中，X是溴原子或碘原子。
所述尿嘧啶类例如由式(Ⅸ)表示，其中，X1和X2相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子或碘原子，条件是X1和X2中的一个是溴原子或碘原子；
R1是氢原子、具有10个或更少碳原子的低级烷基、氨基、或者是硝基，所述低级烷基优选具有6个或更少碳原子，更优选具有3个或更少碳原子；R2和R3相同或不同，各自独立是氢原子、或者具有10个或更少碳原子的低级烷基，优选是氢原子、或者具有6个或更少碳原子的低级烷基，更优选是氢原子、或者具有3个或更少碳原子的低级烷基。
所述琥珀酰亚胺类例如由式(Ⅹ)表示，其中，X是溴原子或碘原子。
所述巴比土酸类例如由式(Ⅺ)表示，其中，X1和X2相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子或碘原子，条件是X1和X2中的一个是溴原子或碘原子；以及R1和R2相同或不同，各自独立是氢原子、或者具有10个或更少碳原子的低级烷基，优选是氢原子、或者具有6个或更少碳原子的低级烷基，更优选是氢原子、或者具有3个或更少碳原子的低级烷基。
所述肌酸酐类例如由式(Ⅻ)表示，其中，X是溴原子或碘原子；R是氢原子、或者具有10个或更少碳原子的低级烷基，优选是氢原子、或者具有6个或更少碳原子的低级烷基，更优选是氢原子、或者具有3个或更少碳原子的低级烷基。
所述二氧代哌嗪类例如由式(XⅢ)表示，其中，X1和X2相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子或碘原子，条件是X1和X2中的一个是溴原子或碘原子。
所述尿唑类例如由式(ⅩⅣ)表示，其中，X1和X2相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子或碘原子，条件是X1和X2中的一个是溴原子或碘原子；以及R1、R2和R3相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子、碘原子、氢原子、或者具有10个或更少碳原子的低级烷基，R1、R2和R3中的一个是溴原子或碘原子，所述低级烷基优选具有6个或更少碳原子，更优选具有3个或更少碳原子。
所述甘氨酸酐类例如由式(ⅩⅤ)表示，其中，X1和X2相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子、碘原子、氢原子、或者具有10个或更少碳原子的低级烷基，X1和X2中的一个是溴原子或碘原子，而且所述低级烷基优选具有6个或更少碳原子，更优选具有3个或更少碳原子。
所述ω-庚内酰胺类例如由式(ⅩⅥ)表示，其中，X是溴原子或碘原子。
所述马来酰肼类例如由式(ⅩⅦ)表示，其中，
X1和X2相同或不同，各自独立是氯原子、溴原子或碘原子，条件是X1和X2中的一个是溴原子或碘原子。
所述马来酰亚胺类例如由式(ⅩⅧ)表示，其中，X是溴原子或碘原子。
所述辛内酰胺类例如由式(ⅩⅨ)表示，其中，X是溴原子或碘原子。
所述羟吲哚类例如由式(ⅩⅩ)表示，其中，X是溴原子或碘原子。
适用于本发明的消毒剂优选含4元～10元杂环，更优选含5元～9元杂环，该杂环含氮原子或硫原子，如式(Ⅰ)～式(ⅩⅩ)所示。所述杂环优选含1～4个杂原子，更优选含1～3个杂原子。该杂原子是氮原子或硫原子。
所述杂环的环骨架优选包含式-N(X)-的基，其中，X是氯原子、溴原子或碘原子，优选是溴原子或碘原子，更优选是溴原子。
如式(ⅩⅪ)所示，杂环A的环骨架更优选包含式-N(X)-C(=O)-的基，其中，X是溴原子或碘原子。具有这个结构，就容易形成次卤酸。 所述杂环可与其它环稠合，例如与芳环(诸如苯环)稠合，如式(Ⅵ)、(Ⅷ)和(ⅩⅩ)所示。
按本发明的一方面，包括将预定的消毒剂与水混合这一步骤。在本发明中，可在(潮湿气候)污水排放设施中将消毒剂加到排水中。例如，可将消毒剂加到进入(潮湿气候)污水排放设施的污水管内，或者可加入沉砂池(尤其是沉砂池的流入部分)。也可将消毒剂加入雨水排放泵井，或者加入雨水排放泵的流入管。也就是说，可将消毒剂加入任何这些地方，而且可在一个或数个位置添加。
备选地，可在(潮湿气候)污水排放设施安装供排水流动的主水道，以及从主水道分支的支线水道。在该支线水道中，可安装消毒槽。在该消毒槽中，可将消毒剂加到排水中，并且溶于其中。
消毒剂的添加位置优选在雨水排放泵的入口侧，因为泵内的搅拌力将消毒剂与潮湿气候污水充分混合。在沉砂池的流入部分添加消毒剂也是优选的，因为在沉砂池中的滞留时间可用作反应时间。
在本发明中应用的消毒剂通常在室温下呈固态。当将固体消毒剂直接加入排水中时，未溶解的固体可能与排水一起被排放，就会不利地影响公用水域中的水生生物。因此，当消毒剂是固体时，优选将消毒剂溶于水而形成消毒水，再将它加入排水中。溶解的方法不限，可通过喷射器喷水搅拌，水道搅拌(channel agitation)，或者装有混合机的溶解槽。
例如，可应用这样的消毒水，即，其中溶解了1wt％或更多、优选10wt％或更多、更优选20wt％或更多的消毒剂，它基于消毒剂的饱和溶解度。不用说，当消毒剂是固体时，不是添加的全部消毒剂需要溶于水，反之，固体形式的消毒剂可保持在消毒水中。
另一方面，即使消毒剂在室温下是液体，少量该液体加到大量排水中也需要一定的时间直至液体消毒剂和排水混合。在该情况下，它们不需混合均匀。所以，优选将消毒剂加到水中，再将形成的混合物加到排水中。
所述消毒水的浓度优选是100mg/LCl～10g/LCl、更优选200mg/LCl～2g/LCl(以活性氯浓度计算的)。如果消毒水的浓度低于100mg/LCl，添加的消毒水的量可能变大，由于稀释水可能消耗消毒剂，引起不充分灭菌的危险。如果消毒水的浓度高于10g/LCl，消毒剂和排水的混合将不充分，就会降低消毒效果。
添加的消毒水的量取决于消毒水中消毒剂的浓度、降雨量、排水的水质等。通常，添加的消毒水量随着降雨量(即，排水的量)的增大和水质的恶化而增大。然而，按本发明的一个实施方案，雨水增加，进入的水污染程度降低了。所以，按本发明的一个实施方案，即使雨水量增大了，进入的水量增至三倍，也不需使消毒水或消毒剂的添加量增至三倍。因此，合理的办法应当是，寻找就进入水的水质来说最适的添加量，通过烧杯试验等，再将该值乘以进入的水量从而确定添加的消毒水或消毒剂的量。
要了解进入水的水质，合理的方法是测定它的浊度或电导率。这样，就能掌握雨水的掺和状态。这种指示使得能及时检测。适用的其它指示方法有降雨形式、潮湿气候污水中粒子的性质、SS含量、化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)。这些指示方法可以随意组合。至于进入的水量，可利用各种流量表，但所述量也可通过一些操作中的雨水排放泵的数量和这些泵负荷的状况确定。
然后，将上述消毒水加到预定的排水中而将它消毒。例如，将消毒水槽中的消毒水通过支线水道导入主水道。
当排水是污水、粪便或工业排放水时，排水中添加的消毒剂浓度优选是0.5～25mg/LCl、更优选是1～15mg/LCl(以活性氯浓度计算的)。添加的消毒剂浓度可从消毒水中的消毒剂浓度和量，以及从排水的量计算。添加的消毒剂浓度是排水中消毒剂被消耗之前存在的值。
当处理的水是污水、粪便或工业排放水时，需要处理的这类水通常含有104～107CFU/mL范围内的大肠杆菌。不过，上述添加的消毒剂的量能导致在大约1分钟的时间内可靠而迅速地将所述需要处理的水灭菌。
图1是本发明方法的一个实施方案的说明性图。
潮湿气候污水从主水道流入沉砂池10。沉砂池10包括流入部分12，以及彼此平行排列的沉沙部分14a、14b、14c。潮湿气候污水可从流入部分12流到沉沙部分14a、14b、14c中。
在沉砂池10出口处装配了排放泵。排放泵16使消毒的潮湿气候污水流向排放水道17。然后，通过测量仪18(例如残余卤素检测器、浊度计或电导率测定仪)测定排放水道17中的潮湿气候污水。残余卤素检测器测定活性卤素(例如次溴酸)的残余浓度。这样，通常优选的是，将残余卤素检测器放置在沉砂池出口的后面和排放口的前面。
如果通过残余卤素检测器检测的活性卤素浓度不小于LC50[例如，在BCDMH的情况下，以活性氯(Cl2)计算浓度为0.4mg/L]，就减少供应的消毒剂或消毒水的量，或者暂时断开消毒剂或消毒水的供应，以致活性卤素浓度将低于LC50。如果活性卤素浓度不小于LC50的一半[例如，在BCDMH的情况下，以活性氯(Cl2)计算浓度为0.2mg/L]，希望采取上述相同的措施，以致活性卤素浓度将低于LC50的一半。通过该测定，能减小对公用水域中水生生物的不利影响。
在证实消毒后的潮湿气候污水的测定值和大肠杆菌数符合预定的排放标准后，将消毒后的潮湿气候污水排到公用水域(例如河流)中。
公用水域包括河流、湖泊、港口、海滨水域、公共下水道、灌溉水道，以及公用的水域或水道。但是，公用水域不包括污水管、尤其是下游有污水处理厂的污水管。
按图1的实施方案，将支线水道20连接到沉砂池10的流入部分12。一部分已流到沉砂池10的流入部分12的潮湿气候污水被导入支线水道20。往这部分潮湿气候污水中添加消毒剂而将它转化为消毒水，再将消毒水返回沉砂池10。
在沉砂池10的流入部分12安装了一个斗式泵13。一部分流入部分12中的潮湿气候污水通过斗式泵13被输送到支线水道20。流入部分12中的潮湿气候污水的其它部分流入沉沙部分14a、14b、14c。
在支线水道20中，依次安装了一对自动筛22a、22b，流量计23，消毒剂添加设备30，溶解设备40，泵46，以及分配槽48。自动筛22a和22b彼此平行排列。
消毒剂添加设备30具有一个贮存消毒剂39的料斗32，将消毒剂39加料的加料器34，以及将消毒剂排放到水道的喷射器36。
里面添加了消毒剂的潮湿气候污水被导入设备40。当消毒剂是固体时，设备40将消毒剂溶于潮湿气候污水中。当消毒剂是液体时，设备40将消毒剂与潮湿气候污水混合。设备40具有槽41，按图1的实施方案，槽41被分为搅拌槽41a和贮存槽41b，不过，不必将槽41分为两个槽。
搅拌槽41a具有一个水位计42和用于搅拌排水的搅拌器44。搅拌器44具有例如，一个马达44a，与马达44a连接的轴44b，以及固定在轴上的搅拌工具44c(例如叶片或叶轮)。用搅拌器44搅拌搅拌槽41a中的排水，于是，可溶解排水中的固体消毒剂。已从搅拌槽41a溢流的排水被送入贮存槽41b。
当固体消毒剂的溶解度低时，优选提供溶解设备40。当固体消毒剂的溶解度高时，就不绝对需要溶解设备40，因为消毒剂在水道中迅速溶解。
通过水道47(优选借助泵46)将设备40中获得的消毒水导入沉砂池10。消毒水可被直接导入沉砂池10(如图1所示)，或者可通过分配槽48导入沉砂池10(如图2所示)。
在图2中，在水道47中安装分配槽48。在图2中，图解说明了沉砂池10的沉沙部分14a、14b、14c，为了解释方便，省去了流入部分12。
消毒水可被导入沉砂池10的流入部分12(如图1所示)，或者可被导入沉砂池10的沉沙部分14a、14b、14c各自的上游。
如图2所示，当消毒水被导入沉砂池10的沉沙部分14a、14b、14c各自的上游时，优选预先在分配槽48分配要导入各沉沙部分14a、14b、14c的消毒水。
在沉沙部分14a、14b、14c中，含于潮湿气候污水中的沙被沉降和除去。同时，将潮湿气候污水与消毒水混合而对潮湿气候污水消毒。在沉沙部分14a、14b、14c中，潮湿气候污水与消毒水滞留优选1秒～30分钟，更优选1秒～15分钟，最优选1秒～10分钟。
图3示出了用于将消毒水加入沉沙部分的添加设备的一个实施方案。添加设备50具有一条水平延伸的管52，以及与该管52连通、用于将消毒水导入排水的导入部分。管52与水道49a连接，并且由支承构件(未示出)支承。导入部分的一个实施方案例如是很多个从管52悬挂的软管54。该软管的开口端56优选位于沉沙部分14a的上游位置，并且位于水面下方。从分配槽48分配的消毒水依次流入水道49a、管52和软管54，再加到沉沙部分14a的排水15中。
如果软管54的开口端56位于沉沙部分14a的排水15的水面上方，从软管的开口端56喷溅的消毒水可能与风等形成雾，腐蚀沉砂池10周围的仪器(特别是电子仪器)。软管的开口端56优选位于沉沙部分14a、14b、14c中的排水15的水面下方。
管52优选由不受消毒水腐蚀的材料制造。它的实例有金属材料，例如铬镍铁合金；以及塑料材料，例如聚四氟乙烯和聚氯乙稀。管52优选具有足够的机械强度来支承软管。优选地，它是刚性的，但也可以是柔性的。
从每条管52可悬挂2～20条软管、优选2～10条软管、更优选2～6条软管。两条相邻的软管之间的距离优选是恒定的，因为消毒水可与排水有效混合。不过，两条相邻的软管之间的距离也可能不同。软管54优选是柔性的，但也可能是刚性的。
表1
表2
在次氯酸钠浓度的一半或更少的浓度下，BCDMH表现了杀菌效果，并且当以1mg/LCl的浓度添加时，将大肠杆菌生物数减少到少于3,000CFU/mL。
当以1mg/LCl的量添加BCDMH时，残余的三卤甲烷量为0.1mg/L或更少。
在本说明书中，对基于溴的消毒剂和基于氯的消毒剂的每一种来说，添加的消毒剂的比例都以活性氯表示，并且以作为活性氯浓度计算的“mg/LCl”表达。例如，当将1gBCDMH加到1升排水中时，它的浓度是540mg/LCl。
至于反应时间，BCDMH在1分钟内显示足够的效果，但次氯酸钠需要5分钟以上的反应时间才显示它的效果。
表3来自海产品加工的排水经过了废水处理后的水质
有机氮表示总的有机氮(包括胺和蛋白质)的值。例如，在蛋白质的情况下，有机氮表示蛋白质中氮原子的量，但不包括蛋白质中碳原子或氢原子的量。有机氮不包括无机氮(例如氨或铵离子中的氮)。
表4杀菌效果
在次氯酸钠浓度的1/3或更少的浓度下，BCDMH表现了杀菌效果，并且当以2.5mg/LCl的浓度添加时，将大肠杆菌生物数减少到少于3,000CFU/mL。
表5
*1A表示BCDMH(有效卤素浓度54％)。
B表示次氯酸钠(有效卤素浓度10％)。*2添加的量，以氯(Cl2)计算的[mg/l]。*3ND表示“未检测到”。
在试验1(污水的量120m3/hr)中，当添加的BCDMH的量为12mg/1时，大肠杆菌生物数可被减少到少于3,000CFU/ml。
在试验2(污水的量250m3/hr)中，当添加的BCDMH的量为10mg/l时，消毒充分，但残余卤素浓度是0.72mg/l，它不合格。当添加的BCDMH的量为5mg/l时，大肠杆菌生物数可被减少到少于3,000CFU/ml，而且残余卤素浓度是0.03mg/l。这合格。
试验3(污水的量530m3/hr)相应于大降雨量。在该情况下，当添加的BCDMH的量为3～4.5mg/l时，适当消毒是可能的。在该场合，BCDMH与来自雨水的污水接触时间约为50秒，说明在很短时间内成功地分解了。
试验4(污水的量250m3/hr)是对比实例，其中，次氯酸钠被用作基于氯的消毒剂。在试验4中，即使当添加的次氯酸钠的量为60mg/l时，大肠杆菌生物数也不能被减少到3,000CFU/ml或更少，而残余卤素浓度是1.53mg/l，该值高于LC50[具体地说，以氯(Cl2)计算为0.4mg/l]。这不合格。
在所有试验1～试验4中，消毒剂的量为0(零)相应于已流入雨水排放设施的潮湿气候污水的进入水水质。
按本发明，可以有效地将排水(例如潮湿气候污水)消毒。此外，即使残余卤素浓度少于0.4mg/l(LC50值)，也可能消毒。此外，通过检测残余卤素浓度可减少供应的消毒剂或消毒水的量，或者可断开消毒剂或消毒水的供应(如果检测的值超过残余卤素浓度的控制值)。这样，可为环境进行考虑。
权利要求
1．一种将排水消毒的方法，它包括如下步骤往水中加入一种消毒剂，它能形成HOX，其中，X是溴原子或碘原子，而且所述消毒剂包含溴原子或碘原子，从而获得消毒水；以及将所述消毒水加到包含有机物质和氨或铵离子的排水中从而对排水消毒。
2．权利要求1的方法，其中，所述排水中总的有机碳是5mg/L或更多。
3．权利要求1的方法，其中，所述排水中铵离子浓度是1mg/L或更大。
4．权利要求1的方法，其中，所述排水包含雨水。
5．权利要求1的方法，其中，所述排水包含用雨水稀释的污水。
6．权利要求1的方法，其中，所述消毒剂包含一个4元～10元杂环，它可与其它环稠合，而且它包含1～4个包括氮原子或硫原子的杂原子。
7．权利要求6的方法，其中，所述杂环在环骨架中包含式-N(X)-C(=O)-的基，其中，X包括溴原子或碘原子。
8．权利要求1的方法，其中，所述消毒剂是固体，而且，获得消毒水的步骤包括将消毒剂溶于排水这一步骤。
9．权利要求1的方法，其中，所述消毒水中消毒剂的浓度是100mg/L～10g/L Cl，这是以活性氯浓度计算的。
10．权利要求1的方法，其中，所述排水中添加的消毒剂浓度是0.5mg/L～25mg/LCl，这是以活性氯浓度计算的。
11．权利要求1的方法，其中，添加消毒水的步骤包括将消毒水导入排水的水面下方这一步骤。
12．权利要求1的方法，它进一步包括将消毒后的排水排放到公用水域这一步骤。
13．一种将排水消毒的装置，它包括从消毒剂和排水生产消毒水的设备；以及将所述消毒水导入沉砂池的第一条水道，其中，当排水在沉砂池中滞留时，排水被消毒了。
14．权利要求13的装置，其中，生产消毒水的设备具有一个消毒剂贮存器、一个将消毒剂加到排水中的设备和一个将消毒剂与排水混合的设备。
15．权利要求13的装置，其中，所述沉砂池具有两个或更多个沉沙部分，所述第一条水道具有用来将消毒水导入每个沉沙部分的分配槽。
16．权利要求13的装置，其中，所述第一条水道被连接到用来将消毒水导入排水的水面下方的添加设备上。
17．权利要求13的装置，它进一步包括一个贮存槽，或者一条排放水道，于是，消毒后的排水可被排放到公用水域。
18．权利要求17的装置，其中，所述贮存槽或排放水道装有用来检测消毒后排水的水质的测量仪。
19．权利要求13的装置，它进一步具有第二条水道，该第二条水道用来将沉砂池中的部分排水导入生产消毒水的设备。
20．权利要求13的装置，其中，所述消毒剂能形成HOX，其中，X是溴原子或碘原子，而且所述消毒剂包含溴原子或碘原子。
21．权利要求20的装置，其中，所述消毒剂包含一个4元～10元杂环，它可与其它环稠合，而且它包含1～4个包括氮原子或硫原子的杂原子。
全文摘要
一种将排水消毒的方法,该方法将一种包含水和溴消毒剂或碘消毒剂的消毒液加到预定的排水中。一种将排水消毒的装置,它包括:从消毒剂和排水生产消毒液的设备、沉砂池和一条水道,通过该水道将消毒液导入沉砂池从而将沉砂池中滞留的排水消毒。
文档编号C02F1/50GK1324331SQ99812360
公开日2001年11月28日 申请日期1999年9月27日 优先权日1998年9月28日
发明者安原义晴, 长谷川和广, 田中一成, 府中裕一, 新饭田丰, 吉田秀洁, 开发啓全, 鸟海弘, 高须弘, 名川忠志, 小峰纯夫 申请人:株式会社荏原制作所