目前，城市生活污水處理廠使用的消毒方法主要有氯消毒、二氧化氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒等，其消毒原理、效果和運行成本存在差異，污水處理廠通常根據實際情況進行選擇。

　　廣州市某污水處理廠設計處理水量20萬m3/d，處理尾水大部分排放至珠江，小部分經過濾及二次消毒后用作廠區綠化及景觀用水。處理水排放標準參照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)二級標準，部分指標要求達到一級B標準，其中糞大腸菌群數***允許排放濃度(日均值)為一萬個/L。該廠使用兩種消毒方法，二氧化氯消毒為主，氯餅消毒為備用或應急方案。

　　2、二氧化氯

　　2.1 二氧化氯的性質與消毒原理

　　二氧化氯是國1際公認的廣譜高1效氧化性殺菌劑，廣泛應用在城鎮飲用水、工業循環水、農業用水和污水處理中。其化學式ClO2，常溫常壓下為黃綠色有刺激性氣味的氣體，沸點11℃，凝固點-59℃，極易溶于水，二氧化氯水溶液的顏色隨濃度的增加可由黃綠色轉為橙色，化學性質極為活潑，當在空氣中含量超過2%或受到強光照射時，易發生爆炸(爆鳴)。

　　據有關研究，二氧化氯在水中幾乎一百%以分子狀態存在，呈中性，受pH影響小，對細菌的細胞壁有較強的吸附和穿透能力，從而有效地破壞細菌內含巰基的酶，還可快速控制微生物蛋白質的合成，故其對細菌、病毒等有很強的滅活能力，同時幾乎不產生有害消毒副產物。

　　2.2 二氧化氯的投加方式

　　二氧化氯化學性質活潑，極不穩定，不易運輸及貯存，故選擇在污水處理廠內設置加氯間以現場制備、投加。加氯間內配備4臺復合型二氧化氯發生器，型號為山東山大華特HTF-20000，單臺大產氣量(折合有效氯，以下同)20000g/h。制備原料為工業鹽酸和氯1酸鈉，加氯間內設原料貯存間，并配有應急物資。

　　鹽酸溶液符合《工業用合成鹽酸》(GB320-2006)要求，氯化氫(HCl)含量大于等于31%。氯1酸鈉固體符合《工業用氯1酸鈉》(GB/T1618-2008)一等品的要求，其純度大于等于99.0%。氯1酸鈉需制備成溶液，濃度33%(質量比)。

　　鹽酸溶液和氯1酸鈉溶液在二氧化氯發生器內部進行快速反應，其反應方程式為：

　　二氧化氯1氣體及其它產物最終通過負壓射水裝置投加入處理尾水中。

　　根據相關研究，當氯1酸鈉固體與鹽酸溶液質量比為1：3.2，即氯1酸鈉溶液與鹽酸溶液質量比約為1：1時，反應中二氧化氯1氣體的轉化率達到大值，約50%。

　　3、氯餅

　　3.1 氯餅的性質與消毒原理

　　三氯異氰脲酸，常被制作成圓柱形餅狀，故稱氯餅。其化學式C3Cl3N3O3，是一種有機化合物，常溫常壓下為白色結晶性粉末或粒狀固體，具有強烈的氯1氣刺激氣味，有效氯含量可達90%以上，熔點249℃~251℃，熔點以上加熱分解，微溶于水，在水中溶解后水解為次氯酸和氰脲酸。在陰涼干燥處單獨存放時較穩定，不自燃不易燃，當與銨、氨等化合物混合后易發生燃燒和爆炸，同時會分解并釋放出有害氣體。其消毒作用強、毒性低，幾乎對所有的細菌芽孢、真菌、病毒都有殺滅作用，應用范圍遍及民用衛生，工業循環水，畜牧養殖業等領域。

　　三氯異氰脲酸溶于水后能產生次氯酸，次氯酸在水中還發生如下反應：

　　不同pH時HOCl和OCl-在水中的比例不同，pH>9時，OCl-接近一百%;pH=7.54時，HOCl和OCl-大致相等，pH<6 時，HOCl 接近 一百%。

　　因此，三氯異氰脲酸的消毒原理與氯消毒基本一致，一般認為主要通過次氯酸起作用，次氯酸因其分子小，不帶電荷，只有它能夠擴散到帶電荷細菌表面，侵入細胞內將菌體蛋白酶氧化而將微生物殺死。而OCl-雖具有殺菌能力，但是帶負電，難于接近帶負電的細菌表面，殺菌能力則較差。生產實踐證明，pH值越低則消毒作用越強。但其產生的鹵代消毒副產物可能對水環境造成不良影響。

　　此外，處理尾水中含有一1定數量氨氮，次氯酸與氨氮發生反應生成氯胺。本次研究中處理尾水pH值長期保持在6.1~7.1范圍內，根據相關研究，當pH處在上述范圍時，次氯酸與氨氮的反應生成物主要為一氯胺(NH2Cl)和二氯胺(NHCl2)，其同樣具有消毒作用。

　　3.2 氯餅的投加方式

　　污水處理廠內未單獨設置氯餅貯存間，直接采購成品并由商家配備工人投加。投加點為二次沉淀池的出水廊道。

　　4、消毒效果

　　根據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)二級標準的要求，糞大腸菌群數***允許排放濃度(日均值)為一萬個/L，廠內檢驗方法為酶底物法。數據采集自2016年3月1日至6月30日，其中3月29日至5月17日投加氯餅，其余時間投加二氧化氯。

　　4.1 二氧化氯的消毒效果

　　根據經驗，將二氧化氯發生器的產氣量與污水處理量之比設定為3g/m3，當處理水量為20萬m3/d，即8333m3/h時，相應的二氧化氯產氣量為25000g/h，運行2臺二氧化氯發生器，每臺12500g/h。實際產氣量可隨污水瞬時流量進行調整。

　　圖1中，時段處于春夏兩季，糞大腸菌群數***292個/L，***5794個/L，均低于一萬個/L，處理尾水能夠達標排放。并推測水溫較高時，糞大腸菌群生存能力較強，數量較多，此時可適當提高二氧化氯投加量。

　　4.2 氯餅的消毒效果

　　3月29日至5月17日，污水處理廠投加氯餅對處理尾水進行消毒，期間共購置氯餅7000kg，日均投加量為140kg。

　　圖2中，時段處于春夏兩季，糞大腸菌群數***275個/L，***24196個/L(量程)，糞大腸菌群數多次超標。推測為氯餅投加量不足或投加量難以隨污水瞬時流量進行調整。

　6、結論

　　二氧化氯投加量(折合有效氯)與污水處理量之比設定為3g/m3時，處理尾水均達標排放，消毒效果好，同時投加量可隨污水瞬時流量進行調整。相關研究表明其幾乎不產生有害消毒副產物。但復合式發生器中二氧化氯氣體轉化率***僅約50%，原料流失嚴重，運行成本較高，且涉及危險化學品的使用，管理水平要求較高。推測水溫高時，糞大腸菌群生存能力較強，夏季可將二氧化氯投加量與污水處理量之比提高至4g/m3。

　　氯餅消毒運行成本較低，管理相對便利。但投加量140kg/d時，處理尾水多次超標，消毒效果較差，同時投加量難以隨污水瞬時流量進行調整。