专利名称：一种维持再生水管网水质稳定性的紫外与氯联合消毒方法
技术领域：
本发明涉及一种维持水质组成成分复杂，水质波动较大的再生水管网水质稳定性的的紫外与氯联合消毒方法，具体地说涉及一种针对再生水，为了维持其管网水质稳定性，用紫外与氯联合消毒取代目前氯单独消毒，并确定有效的紫外剂量、氯投加量和管网余氯量的研究。
背景技术：
水资源短缺已经成为制约我国经济与社会发展的瓶颈之一，城市污水回收和再利用是开发新的水资源、解决城市水资源短缺的有效手段之一。由于再生水中粪大肠杆菌和致病菌的存在，使得再生水回用存在潜在的健康风险，因而在对再生水的处理工艺中消毒处理就显得尤为重要。由于氯消毒被广泛应用于饮用水和污水处理，故在再生水消毒中也得到了广泛应用。但是目前国内对于万吨级以上污水处理再生工程的设计、运行与管理等方面都缺乏经验与技术支撑。随着再生水利用规模的不断扩大，也必将逐步形成庞大的城市再生水管网，而目前对于管网输配过程水质稳定性的研究大多集中在饮用水领域。再生水从处理厂经长距离的输配、蓄积设施到用户终端，停留时间因用户端所处管网位置的不同，通常在数小时至数天之间。在此过程中，再生水自身会继续进行在处理阶段没有完成的反应，如沉淀的析出、消毒副产物的生成等。与此同时，再生水与管道内壁和附属设备内表面接触，会发生许多复杂的物理、化学和生物反应，从而不可避免地导致水质发生不同程度的变化。一般说来，管网水质变化导致的问题主要包括两个方面，一是水浊度、色度升高和产生异臭味；二是输配过程中微生物在管网系统内的生长繁殖。在现有饮用水氯消毒工艺中经常会出现当水源变换或者水质波动较大时极易引起管网“红水”现象，导致出水浊度、色度升高，微生物迅速生长繁殖。而再生水水质本身组成成分复杂，水质及水量波 动较大，因而对其进行消毒更应该注意管网水质稳定性的问题。紫外线是一种绿色的光谱杀菌剂，无二次污染，也不增加污染物的遗传毒性，近年来已成为水处理领域的研究热点。我们通过紫外与氯联合消毒来控制管网水质稳定性，确保管网出水水质，为大规模利用再生水确保再生水安全输配提供技术支持。
发明内容
本发明的目的在于提供一种维持再生水管网水质稳定性的紫外与氯联合消毒方法，针对再生水水质特征，通过紫外与氯联合消毒，确定最佳紫外剂量，减少后续氯的投加量，减少消毒副产物生成，控制再生水管网水质稳定性，确保再生水管网出水水质。为了实现上述目的，本发明提供的维持再生水管网水质稳定性的紫外与氯联合消毒方法，根据不同再生水水质条件先用30-120mJ/cm2的紫外剂量对再生水进行消毒，控制后续氯投加量6-7mg/L左右，维持管网出水余氯0.4-0.6mg/L,从而确保再生水管网水质稳定性，保障再生水管网网出水水质。
所述的方法中，优选30-60mJ/cm2的紫外剂量对再生水进行消毒。所述的方法中，紫外消毒后控制氯投加量为6_7mg/L。所述的方法中，控制再生水管网出水余氯0.4-0.6mg/L。本发明通过紫外与氯联合消毒，同单独氯消毒相比，可以在达到管网末端出水相同余氯浓度的前提下，减少氯的投加量，从而减少消毒副产物生成。同时紫外与氯联合消毒使得再生水管网生物膜结构与氯单独消毒不同，从而更能适应再生水水质及水量的变化，更能更好的维持再生水管网水质稳定性，确保再生水管网水质，可以为再生水大规模利用的消毒方法提供技术支撑。另外紫外消毒成本较低，操作简单，完全有希望应用于实际水处理领域。
:图1为本发明紫外剂量的确定方法。图2为用紫外消毒后对后续氯投加量的影响。图3为紫外与氯联合消毒对再生水管网水质稳定性的影响分析。
具体实施方式
:本发明将再生水经过紫外与氯联合消毒后通入再生水模拟管网反应器，首先通过30-120mJ/cm2的紫外消毒，并根据不同再生水水质条件控制后续氯投加量，维持管网出水不同余氯量，根据再生水管网水质要求确定最佳紫外剂量为30-60mJ/cm2，最佳氯投加量为6-7mg/L和余氯控制范围为0.4-0.6mg/L,从而确保再生水管网水质稳定性，保障管网出水水质。 通过下面给出的实施例和应用例，可以看出本发明的技术特征和优点。
具体实施方式
一:最佳紫外剂量的确定将再生水通过不同剂量30、60和120mJ/cm2的紫外消毒，然后投加6.36mg/L的次氯酸钠溶液，结果如图1所示，发现选用60mJ/cm2的紫外消毒可以使管网出水异养菌(HPC)降低最多，达到1.821og,因而建议在实际再生水消毒过程中优选30-60mJ/cm2的紫外剂量对再生水进行消毒。
具体实施方式
二:紫外消毒对后续氯投加量的影响一个反应器只投加氯，另一个反应器控制60mJ/cm2的紫外剂量并后续投加氯消毒，结果如图2所示，发现紫外与氯联合消毒可以在控制管网相同出水余氯浓度的情况下减少后续氯的投加量，从而可以减少再生水管网消毒副产物生成。例如控制再生水管网出水余氯0.27mg/L，紫外消毒后只需要投加4.12mg/L的次氯酸钠溶液，而氯单独消毒需要投加5.10mg/L的次氯酸钠溶液。同时发现，紫外后氯投加量为6-7mg/L，余氯控制范围为
0.4-0.6mg/L，可以更好的确保再生水管网水质稳定性，保障管网出水水质。
具体实施方式
三:紫外与氯联合消毒对再生水管网水质稳定性的影响分析两种消毒方式使再生水管网形成稳定的生物膜后，改变再生水水质，分析两种消毒方式对再生水管网水质稳定性的影响。结果如附图3所示，发现紫外与氯联合消毒可以更快的适应变化的水质条件，而且水质变化引起的管网铁离子释放少，浊度增加少，很快达到稳定状态，确保了管网水质稳定性。例如从运行的第220天改变再生水水质，发现氯单独消毒铁离子释放明显增加，出水总铁浓度为1.2mg/L，经过55天到第275天才达到一个相对稳定状态，而紫外与氯联合消毒出水总铁浓度为0.4mg/L,经过35天到第255天就达到相对稳定 状态。
权利要求
1.一种维持再生水管网水质稳定性的紫外与氯联合消毒方法，针对再生水水质特征，选用30-60mJ/cm2的紫外剂量，根据不同再生水水质条件控制后续氯投加量6_7mg/L左右，维持管网出水余氯0.4-0.6mg/L，从而确保再生水管网水质稳定性，保障再生水管网出水水质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于为维持再生水管网水质稳定性，首先选用30-60mJ/cm2的紫外剂量对再生水进行紫外消毒。
3.根据权利要求1所述的方法，紫外消毒后控制氯投加量6-7mg/L左右。
4.根据权利要求1所述的方法，维持管网出水余氯0.4-0.6mg/L,从而确保再生水管网水质稳定性， 保障再生水管网出水水质。
全文摘要
一种维持再生水管网水质稳定性的紫外与氯联合消毒方法，针对再生水水质特征，根据不同再生水水质条件先用30-120mJ/cm2的紫外剂量对再生水进行消毒，控制后续氯投加量6-7mg/L左右，维持管网出水余氯0.4-0.6mg/L，使再生水管网水质更加稳定。本发明采用紫外与氯联合消毒，与单独氯消毒相比，可以在控制管网相同出水余氯浓度的情况下减少后续氯的投加量，从而可以减少再生水管网消毒副产物生成，还能够在管网中形成稳定的生物膜，更能适应再生水水质及水量的变化，确保了再生水管网水质稳定性，保障再生水管网出水水质。
文档编号C02F1/32GK103086465SQ20111034884
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者胡春, 王海波 申请人:中国科学院生态环境研究中心