二氧化氯对医院污水的消毒研究

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2019-10-11

  摘要采用二氧化氯对昆明市五七医院污水进行消毒试验,结果表明,当二氧化氯的投量为40mg/L、pH值6~7、接触时间10min时,消毒效果最好。

  关键词医院污水;二氧化氯;消毒

  医院污水含大量病原微生物,如果不经处理就排入地面水域,往往会造成水体的严重污染,引起各种传染病。因此,对医院污水进行消毒处理是十分必要的。传统的液氯、次氯酸钠、臭氧等消毒法各有其不足之处[1]。二氧化氯是一种无机强氧化剂,具有极强的杀菌灭藻功能,用于处理医院污水,杀灭污水的细菌和微生物,效果十分显著[2]。本文采用二氧化氯对昆明市五七医院污水进行消毒,处理后的污水细菌总数和粪大肠菌群数完全符合国家《污水综合排放标准》GB8978-1996的二级标准。

  二氧化氯的氧化消毒机理如下: 作为强氧化剂,二氧化氯在酸性条件下具有很强的氧化性,ClO2+ 4H+ + 5e = Cl- + 2H2O; 在水厂pH≈7的中性条件下,ClO2 + e = ClO2- ,ClO2- + 2H2O + 4e = Cl- + 4OH-。 二氧化氯在与微生物接触时先吸附在细胞壁上,然后透过细胞壁与微生物蛋白质中的部分氨基酸发生氧化还原反应,使氨基酸分解破坏,导致由氨基酸组成的肽链分开,致使微生物酶及其他蛋白质变性,或破坏蛋白质合成,最终导致其死亡。

  1试验部分

  水样取自昆明市五七医院,水温22℃左右,pH值为6.4左右,粪大肠菌群数为9.2×106个/L,采用多管发酵法对粪大肠菌群数进行计数。

  把所取水样分成三组,第1组pH值和接触时间为一定值,测投加量对消毒效果的影响;第2组pH值和投加量为一定值,测接触时间对消毒效果的影响;第3组投加量和接触时间为一定值,测pH值对消毒效果的影响。为了探明各个因素对消毒效果的综合影响及因素水平的最佳搭配(即最佳工艺条件),还按正交表L(33)做三因素三水平的正交试验。

  2结果与讨论

  2.1投不同量二氧化氯的灭菌效果

  在pH值为6、接触时间为5min时,二氧化氯的投量分别为10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L时的灭菌效果见表1。

  从表1可看出,随着投加量的增加,灭菌效果越好。在pH值为6、接触时间为5min时,投二氧化氯的量为40mg/L时可达到本试验的灭菌标准,又不会造成消毒剂过量。

  2.2不同接触时间的灭菌效果

  在pH值为6、二氧化氯投量为40mg/L时,接触时间分别为2min、5min、10min、15min、30min、90min时的灭菌效果见表2。

  从表2可看出,开始一段时间随着接触时间的增加,灭菌效果越好;但随着接触时间的进一步增加,消毒效果反而下降了。这是因为开始时增加接触时间可提高消毒剂与微生物的接触机会,从而可提高消毒效果;但时间过长后残留消毒剂的浓度就会降低。因此,接触时间不能太短,否则不能达到消毒效果;也不能太长,否则既达不到消毒效果,还增加了处理设备的容积。在pH值为6、二氧化氯的投量为40mg/L时,当接触时间为2min则可达到本试验的灭菌标准;但如果把接触时间延长到10min后,灭菌效果则大大增加,且医院产生的污水量较小。因此本试验的最佳接触时间选择为10min。

  2.3不同pH值的灭菌效果

  二氧化氯投量为40mg/L和接触时间为10min时,pH值分别为5、6、7、8时的灭菌效果见表3。

  由表3可见,pH值越低,灭菌效果越好。当pH值在5~7之间时,灭菌效果变化不大,pH值对二氧化氯灭菌效果影响不如对氯胺、次氯酸钠和漂白粉的灭菌效果影响大,这也许是因为二氧化氯消毒时余氯量不受pH值的影响,而氯胺、次氯酸钠和漂白粉消毒时的自由性余氯量受pH值的影响较大。二氧化氯的灭菌效果随pH值降低有所增加的原因,也许是因为微生物在pH值较低时抵抗力下降了。为避免向原水中投加酸而增加药剂费用,pH值可选择为原水的pH值,即pH值为6.4。

  2.4正交试验

  在二氧化氯消毒单因素试验的基础上,为了探明各个因素对消毒效果的综合影响及因素水平的最佳搭配(即最佳工艺条件),特依据正交表L(33)做三因素三水平的正交试验。

  2.4.1因素及水平

  因素A(消毒剂投加量M):A1=35mg/L,A2=40mg/L,A3=45mg/L;

  因素B(接触时间t):B1=8min,B2=10min,B3=12min;

  因素C(pH值):C1=5.5,C2=6.0,C3=6.5。

  2.4.2正交试验及试验指标值计算

  以M、t和pH为因素,以粪大肠菌群灭活率为试验指标的试验结果及数据计算结果如表4。Xij为i因素取j水平时的试验指标值,Xij′为Xij进行简化后的数值;m为因素的水平数,此处等于3;n为方案实验数,等于9;Ti表示对应i因素的粪大肠菌群灭活率(简化后数据)相加;T表示三因素三个水平对应的粪大肠菌群灭活率(简化后数据)之和。指标值数据的方差分析见表5,其中Q为应是变动,F为自由度。

  由方差分析结果可见,三因素对灭菌效果影响程度大小的顺序依次为:消毒剂投加量(A)>接触时间(B)>pH值(C)。根据高度显著因素应选最好水平,显著因素可选最好水平,也可选次好的经济水平,而非显著因素应选经济水平的原则,因素的水平搭配应选A2B2C3。由于原水的pH值在6~7之间,所以C最好选择原水pH值。

  3结论

  通过对昆明市五七医院污水消毒处理的试验研究,可得出如下结论:

  (1)随着二氧化氯投加量的增加,灭菌效果越好。

  (2)开始一段时间随着接触时间的增加,灭菌效果越好,但随着接触时间的进一步增加,消毒效果反而下降了。

  (3)pH值越低,灭菌效果越好。当pH值在5~7之间时,灭菌效果几乎不变。

  (4)三因素对灭菌效果影响程度大小的顺序依次为:消毒剂投加量(A)>接触时间(B)>pH值(C);二氧化氯消毒的最佳条件为:二氧化氯投量为40mg/L、接触时间为10min、pH值为6~7时灭菌效果好,其出水水质可达国家排放标准。

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