“新冠”肺炎疫情形勢(shì)下中國(guó)城市污水消毒現(xiàn)狀及思考

 

  據(jù)《中國(guó)疫病史鑒》記載，從西漢到清末2000多年里，中國(guó)發(fā)生過321次疫病流行。滅菌消毒工作是中華民族永恒的主題。

 

 

伴隨著人類城市的誕生發(fā)展，供排水系統(tǒng)日臻完善。中國(guó)水處理系統(tǒng)歷史久遠(yuǎn)。唐朝首都西安城就已經(jīng)具備了完善的供排水系統(tǒng)。明朝已經(jīng)開始使用完整的污水處理裝置。

 

我國(guó)污水處理廠處理工藝大概經(jīng)歷了三個(gè)階段：第一階段，沉淀、過濾+消毒，早期消毒以石灰為主；第二階段，沉淀、過濾+生物化學(xué)法+消毒；第三個(gè)階段，沉淀、過濾+生物化學(xué)法+深度處理（脫氮除磷、高級(jí)氧化）+消毒。

 

水消毒是最基本最核心的內(nèi)容。由于細(xì)菌病毒肉眼看不見，不容易引起環(huán)保工作者的足夠重視。

 

2003年非典疫情過后，尾水消毒得到全社會(huì)的重視。政府相關(guān)部門在《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）里做了嚴(yán)格的規(guī)定。

 

氯消毒，二氧化氯消毒、紫外線消毒、臭氧消毒，你方唱罷我登場(chǎng)，各領(lǐng)風(fēng)騷兩三年。各有優(yōu)缺點(diǎn)，都不完美。

2017年，由資深環(huán)保專家郄燕秋、張金松等主編的《凈水廠改擴(kuò)建設(shè)計(jì)》一書，用大量數(shù)據(jù)指出了傳統(tǒng)加藥消毒的局限性和新型現(xiàn)代紫外線消毒的發(fā)展趨勢(shì)。

 

筆者近二十年的從業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷感覺到：紫外線為主消毒，投加部分次氯酸鈉輔助的聯(lián)合消毒方式，會(huì)成為未來一段時(shí)期尾水消毒的較優(yōu)選擇。

 

投資省，運(yùn)行安全、驗(yàn)收達(dá)標(biāo)、節(jié)能降耗、環(huán)境友好、相對(duì)完美！

 

重點(diǎn)分析一下紫外線消毒和次氯酸鈉消毒各自的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和數(shù)據(jù)對(duì)比。

 

關(guān)于紫外線消毒

 

“新冠”疫情到來，國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)發(fā)布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案》幾個(gè)試行版中多次指出紫外線能有效滅活病毒。

國(guó)際水協(xié)應(yīng)急研討會(huì)上，國(guó)際知名水處理專家們也指出紫外線滅活冠狀病毒是有效的。

 

紫外線消毒系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是物理消毒，且不受氨氮影響、無二次污染，幾乎不產(chǎn)生副產(chǎn)物。對(duì)環(huán)境友好，運(yùn)行安全，占地小，運(yùn)行費(fèi)用低廉。有良好的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)效應(yīng)。

 

重點(diǎn)說說紫外線消毒存在的問題

 

1：紫外線消毒屬于瞬間消毒，截?cái)嗍较�毒，�?duì)消毒后的水體中殘余微生物沒有抑制效果。

 

2：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里面對(duì)于環(huán)保取樣位置，取樣后送檢時(shí)間，取樣檢測(cè)結(jié)果的幾何平均值等，沒有具體落實(shí)條款。

 

3：國(guó)家出臺(tái)了新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行一級(jí)A處理標(biāo)準(zhǔn)后，鐵鹽、鋁鹽、絮凝劑投加后導(dǎo)致兩項(xiàng)干擾作用：一是鐵鹽對(duì)紫外光的吸收，使得紫外線輻照度下降；二是大量新生成的螯合物，使紫外消毒燈外面的套管很容易結(jié)垢，影響透光率。一級(jí)B時(shí)期常用的氣壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械在線自動(dòng)清洗方式，清洗效率不夠了。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商對(duì)于更先進(jìn)的液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械+化學(xué)在線清洗方式研發(fā)重視不夠。進(jìn)口設(shè)備價(jià)格偏高，維護(hù)費(fèi)用較高，迫使部分污水廠選擇了加藥消毒。

 

4：紫外線消毒系統(tǒng)基本配件：燈管、套管、電子鎮(zhèn)流器等質(zhì)量參差不齊、魚龍混雜。舉例說明，一只電子鎮(zhèn)流器有原裝進(jìn)口、國(guó)內(nèi)合資技術(shù)生產(chǎn)、純國(guó)產(chǎn)三個(gè)檔次，價(jià)格從每只4000多元、2000多元、1000多元、100多元不等，這對(duì)于紫外燈的輸出效率和壽命影響太大了，紫外線設(shè)備廠家對(duì)配件OEM貼牌采購(gòu)而來，從外觀上不容易辨別真?zhèn)蝺?yōu)劣。過去幾年，經(jīng)常出現(xiàn)的低價(jià)中標(biāo)，促使生產(chǎn)商鋌而走險(xiǎn)降低了產(chǎn)品品質(zhì)，效果和壽命就顯而易見了，劣幣驅(qū)逐良幣啊！

 

5：低價(jià)中標(biāo)政策，還導(dǎo)致供貨商不斷降低配置。小馬拉大車，驗(yàn)收不達(dá)標(biāo)后，又讓“光復(fù)活”背黑鍋。

 

①幾年前，湖北省某排水公司采用了兩套紫外線消毒系統(tǒng)，使用后經(jīng)常不達(dá)標(biāo)，排水處領(lǐng)導(dǎo)在清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院紫外線研討會(huì)上激烈質(zhì)疑“紫外線消毒究竟行不行？”。從那以后，該排水公司基本沒有再選擇紫外線消毒工藝。事后，我們調(diào)查得知，每天30萬噸處理規(guī)模的污水處理廠，理論上要配置800只以上紫外線燈管，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際配置才500多只，能合格才神奇呢！

 

②福建省某水處理公司，連續(xù)兩年招標(biāo)采購(gòu)了國(guó)產(chǎn)紫外線燈管，導(dǎo)致環(huán)保取樣不達(dá)標(biāo)，環(huán)保部門開出了罰單。從此，該水務(wù)公司對(duì)尾水消毒更愿意選擇加藥消毒工藝。

 

結(jié)論：紫外線消毒技術(shù)原理是可靠的，具有一定的先進(jìn)性，針對(duì)整個(gè)行業(yè)存在的問題，需要從設(shè)計(jì)劑量，提升產(chǎn)品質(zhì)量，運(yùn)行維護(hù)，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)方面進(jìn)行行業(yè)重塑。

 

說說次氯酸鈉消毒

 

1、優(yōu)點(diǎn)是消毒原理可靠，容易達(dá)標(biāo)。

2、存在的問題是：

（1）占地面積大

（2）需要接觸時(shí)間30分鐘以上

（3）不穩(wěn)定，容易分解成為氯酸鹽。氯酸鹽對(duì)血紅蛋白有破壞性，對(duì)男性精子有殺傷作用。

（4）受溫度、PH值、氨氮、鐵鹽等因素干擾較大。

（5）副產(chǎn)物危害較大。

（6）由于NaClO本身不穩(wěn)定，污水處理廠的水量、水質(zhì)時(shí)時(shí)在變化中，從理論上講，針對(duì)時(shí)時(shí)變化的水量、水質(zhì)既能保證消毒達(dá)標(biāo)，又要確保余氯不超標(biāo)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很難做到精準(zhǔn)。

 

重點(diǎn)說說消毒副產(chǎn)物的危害

 

03年非典時(shí)期，臺(tái)灣淡水河和及其支流因含氯量過高，魚群大量死亡，直到半年后才恢復(fù)正常。

 

隨著化學(xué)工業(yè)的飛速發(fā)展，激素、抗生素、農(nóng)藥、殺蟲劑、除草劑、甜味劑...，被人們大量使用后，我們的水體微污染日趨嚴(yán)重，水體越來越“肥”了，是不爭(zhēng)的事實(shí)。

 

尾水加藥消毒后，生成的副產(chǎn)物種類繁多，對(duì)大自然，對(duì)人類健康的危害是不言而喻的。

 

由于化學(xué)污染物具有“富集性”、“隱蔽性”，化學(xué)反應(yīng)的“復(fù)雜性”。它們對(duì)環(huán)境對(duì)人類的危害不容易被科學(xué)數(shù)據(jù)驗(yàn)證，需要長(zhǎng)期跟蹤，很容易被忽視。

 

 

水是生命之源，很多營(yíng)養(yǎng)學(xué)家愿意把水作為人類七大營(yíng)養(yǎng)素之首。

世界衛(wèi)生組織發(fā)布的健康報(bào)告顯示：中國(guó)肝癌患者占全球的50%以上。肝臟是人體的解毒單位，相當(dāng)于人體的“污水處理廠”。肝臟不堪重負(fù)，我們一方面要保持好充足的睡眠、均衡的營(yíng)養(yǎng)、愉快的心情、適量的運(yùn)動(dòng)；同時(shí)，要重視水污染對(duì)肝臟的危害。

 

 

中國(guó)工程院副院長(zhǎng)、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院王辰院長(zhǎng)，在2016年12月20日中央電視臺(tái)《開講啦》節(jié)目中說：“在約三十多平方米的房間吸上一支煙，PM2.5竟會(huì)飆升至七百多以上。一支煙能夠釋放幾千種化學(xué)物質(zhì)，幾百種有毒物質(zhì)，幾十種致癌物質(zhì)。”

 

化學(xué)微污染復(fù)雜性、隱蔽性，對(duì)人類的危害性極大，必須得到全社會(huì)足夠的重視。

需要環(huán)保專家、學(xué)者，醫(yī)學(xué)專家、學(xué)者長(zhǎng)期的系統(tǒng)的跟蹤實(shí)驗(yàn)研究，為人類健康保駕護(hù)航。

 

最后說說“紫外線+次氯酸鈉”聯(lián)合消毒的具體投資成本，運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比數(shù)據(jù)。

 

以十萬噸污水處理廠尾水消毒工藝對(duì)比分析說明：

 

工藝類型			次氯酸鈉投加設(shè)備工藝	紫外C消毒設(shè)備工藝
1		土建投資成本
	1.1	接觸池	180萬元	60萬元
	1.2	設(shè)備間	80萬元	0
2		設(shè)備成本	130萬元	130萬元
3		設(shè)備運(yùn)行成本	0.05~0.08元/噸	0.008元/噸 （電費(fèi)）
				0.007元/噸 （燈管更換費(fèi)用）
4		一年運(yùn)行成本	182~292萬元	54.75萬元
5		特點(diǎn)說明	優(yōu)勢(shì)： a、為持續(xù)性消毒； 劣勢(shì)： a、對(duì)水質(zhì)有污染，水體的殘余氯與水中有機(jī)物發(fā)生取代反應(yīng)，生成有機(jī)氯化合物，具有三致危害（致癌、致畸性、致基因突變）； b、氯酸鹽對(duì)血紅蛋白有破壞性；對(duì)男性精子有破壞性。	特點(diǎn)： a、占地面積��； b、使用無安全隱患； c、對(duì)環(huán)境無二次污染； d、運(yùn)營(yíng)成本低（紫外線消毒約合1.5分錢/噸；次氯酸鈉消毒約合8分錢--1毛錢/噸）。
注： 1.為確保出水環(huán)保驗(yàn)收達(dá)標(biāo)，建議備用一套小型次氯酸鈉現(xiàn)場(chǎng)投加裝置，特殊時(shí)期可以少量投加次氯酸鈉為輔。 2.根據(jù)中水回用標(biāo)準(zhǔn)，可投加次氯酸鈉濃度為0.5mg/l。每噸污水投加成本為0.004元/噸。一般不需要建專用的接觸池。二沉池出水處投加，自然混勻即可。
說明： 1、污水處理廠投加次氯酸鈉有效濃度為5-10mg/L（具體投加量受氨氮濃度，鐵鹽含量影響偏差較大）。 2、1000噸污水需要投加100公斤10%濃度的次氯酸鈉。 3、1000公斤10%濃度的次氯酸鈉消毒液市場(chǎng)價(jià)為800元。 4、10萬噸/天污水處理廠紫外線消毒需要配置240W功率的紫外線燈管288支。 5、每支紫外燈的價(jià)格為1200元，壽命為12000小時(shí)，電費(fèi)為0.5元/度。 6、一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)的污水，需要投加絮凝劑，紫外線套管上容易形成螯合物。機(jī)械＋化學(xué)自動(dòng)清洗裝置對(duì)確保消毒達(dá)標(biāo)很關(guān)鍵。 總結(jié): 單一消毒方式都是不完美的。采用紫外線為主消毒+次氯酸鈉輔助消毒的聯(lián)合消毒方式科學(xué)實(shí)用。既節(jié)約了百萬元以上運(yùn)行成本，最大限度的降低二次污染，對(duì)環(huán)境友好。

 

總結(jié)：

紫外線主消毒，根據(jù)需要投加少量次氯酸鈉輔助消毒，投資省，運(yùn)行費(fèi)用低，對(duì)環(huán)境友好，能消減95%以上的加藥消毒帶來的消毒副產(chǎn)物。該聯(lián)合消毒方式，節(jié)能降耗，符合當(dāng)今社會(huì)科學(xué)發(fā)展觀的要求，最大程度的實(shí)現(xiàn)了人與自然的和諧。

  

北京景盛達(dá)環(huán)保科技有限公司

                                  2020年3月8日