廣州瀝滘污水處理廠紫外消毒系統
1、概述
廣州市瀝滘污水處理廠是廣州市污水治理總體規劃的第四座大型污水處理廠，隸屬廣州市市政污水處理總廠。廠區位于廣州市海珠區萬畝果園中的小洲村東南面，占地面積218畝（14.7萬平方米）。該廠設計總規劃為日處理污水40萬噸，分兩期工程進行建設，主要收集海珠區全區、長洲島和大學城的污水，納污面積125平方公里，服務人口135萬人。采用除磷脫氮活性污泥工藝（A2O）。其生物反映池共分兩條生產線，每條生產線日處理污水為10萬噸，二期工程增建兩條生產線，日處理污水達到40萬噸。
近年來爆發的非典，禽流感等疾病，引起人們對污水消毒的重視。因為城市污水中帶有大量的致病微生物，雖然在二級生化處理后，水中的有機污染物和懸浮污染物已經減少，但微生物數量的減少非常有限，如果不進行消毒處理而直接排放，受納水體（河流、江湖等）將受到微生物的污染，嚴重危害人類的健康。
城市污水處理廠消毒方式有兩種，即化學消毒法和物理消毒法，化學消毒法有加氯消毒和臭氧消毒等；物理消毒法有紫外線消毒等。化學消毒法一般都會產生消毒副產物，而紫外線消毒通過打破微生物的DNA鏈來使之不能繁殖，達到滅活，是唯一不會產生消毒副產物的方法，不會造成二次污染問題。在“以人為本”“質量、安全第一”的宗旨下，我廠選擇了由深圳市海川實業股份公司代理，在國際市場份額最大的品牌，加拿大Trojan公司UV3000PLUS紫外消毒系統，出水指標嚴格執行《國家城鎮污水處理廠污水排放標準》（GB 18918－2002），達到國家一級B排放標準，即出水糞大腸桿菌群數不大于104個/L。
2、紫外消毒系統的選擇
選擇紫外線消毒時我們具體考慮了以下因素：
第一考慮的是安全性。因為氯氣是劇毒危險品，人類吸入濃度為每立方米2.5毫克的氯氣時，就會死亡。而儲存氯氣的鋼瓶、液氯罐運輸車等屬于高壓容器，一旦出現泄漏事故，對周圍居民生命財產和環境將造成巨大危害。比如近期發生的京滬高速公路液氯罐運輸車泄漏事故、重慶天元化工廠液氯事故，15萬人大遷移，引起了有關各方面的重視。
紫外線消毒系統沒有泄漏危險，紫外線通過污水后強度大大降低，操作員受到紫外線輻射的幾率非常小。
第二考慮的是消毒附產物。使用液氯消毒，殘余的氯會于污水中的各種有機物產生化學反應，產生如三氯甲烷這樣的致癌物質，如果這些消毒附產物嚴重影響了人類健康。而在國外，污水處理中采用的液氯消毒往往都是作為一種應急措施。
紫外線消毒是物理消毒方式，沒有任何消毒附產物。
第三考慮到占地面積、土建費用。加氯消毒一遍要求不少于30分鐘的接觸時間，因此要為此修建龐大的接觸池，占地大，土建費用高。
UV3000PLUS紫外線消毒系統一、二期占地面積共約400平方米，不需要任何附加構筑物，全天候24小時露天運行，節省了高額土建費用。
第四考慮到設備的性能、質保、廠商實力。
Trojan UV3000PLUS 采用低壓高強汞齊燈管，光電轉換效率接近50％，壽命18000小時以上，燈管性能測試通過了NWRI（加州水資源研究機構）認證。整套設備可實時在線監測污水變化，根據不同水質情況，自動調節紫外劑量，節約了電耗。電子鎮流器自然對流散熱，采用陽極氧化鋁密封，美觀大方。且設備不需要任何維護結構，全天候室外運行。在清洗方式上，實踐證明，要高效清潔光澤表面硬物質，必須采用機械加化學清洗。Trojan30多年經驗基礎上，率先采用了全自動機械加化學在線清洗，使燈管結構系數為1，優于行業內純機械刮擦清洗方式的0.8。
深圳海川公司是Trojan公司中國地區唯一指定代理商，公司覆蓋全國30多個地市，也是中國地區最早從事紫外消毒事業的企業，其業務還包括、水處理構筑物的抗裂防滲纖維以及道路、橋梁、市政工程上使用的新型工程材料、涂料等。海川公司編制國家標準、擁有自主知識產權、多項國家專利技術，2003年經國家人事部批準設立了博士后工作站等，其綜合實力可以保證設備的服務和質量。
綜合以上因素，我們選擇了由深圳海川代理的國際紫外線行業優秀品牌Trojan UV3000Plus紫外消毒系統。
3、運行效果測試
從2005年1月13日開始使用由深圳海川環境公司代理的加拿大TROJAN公司的Trojan UV3000Plus紫外線消毒設備，該套設備運行至今已經有接近3個月的運行時間，設備基本是連續運行（除偶爾因為整個水廠電路檢修的原因停電沒有運行外），通過這80來天的運營表明：設備能夠滿足設計要求，各部件和元件能夠運行正常，能夠根據水質和水量實現可變功率的輸出，實現節電運行模式。在這80來天的運營期間，沒有出現設備故障。個別磨合期問題也在我廠操作人員嚴謹的工作態度和海川公司工程技術人員的共同努力下，所有的問題均得到及時有效的解決，確保了該設備的正常運行。
從設備開始運行至今，紫外線消毒設備出水水量從14.4萬噸/天到27.2萬噸/天有一定的波動，但紫外線設備出水（我廠排水）糞大腸桿菌群數均小于104個/L，詳細記錄如下表：
日期 水量（萬噸/天） 出水糞大腸桿菌群數（個/L）
1月19日 23.86 1.81×103
1月20日 21.44 2.36×103
1月24日 24.94 2.00×103
1月25日 27.20 2.00×103
1月26日 24.20 1.00×103
1月27日 15.80 7.60×102
1月31日 25.01 9.70×103
2月1日 23.80 5.20×103
2月2日 23.26 1.08×103
2月3日 23.00 3.13×102
2月4日 23.51 3.45×103
2月5日 20.59 3.35×103
2月6日 16.18 2.81×103
2月7日 14.40 8.6×103
2月17日 22.90 1.22×102
2月21日 20.10 1.35×103
2月22日 25.71 3.65×103
2月23日 25.80 2.14×103
2月24日 24.60 4.35×103
2月28日 23.30 7.80×102
3月1日 23.23 5.95×102
3月2日 23.00 7.17×102
3月3日 23.51 5.17×103
3月21日 18.87 4.42×103
3月22日 19.90 8.60×102
3月23日 21.90 1.84×103
根據表格參數可以看到，由深圳海川公司提供的Trojan UV3000Plus紫外線消毒設備通過這80來天的試運行說明，在流量14.4萬噸/天到27.2萬噸/天波動較大的情況下，設備性能穩定，消毒效果優良，能滿足我廠的運行需要。
4、系統運行費用
根據獨立第三方咨詢公司（Dilon咨詢公司和CH2OMHill工程公司）用Trojan紫外消毒器所做有效紫外劑量實驗報告，根據該項目設計（按26萬噸/天考慮）要求，要保證達到消毒標準，Trojan需要416根低壓高強燈管。在此基礎上作運行成本經濟分析。
1、噸水電耗P =總額定功率÷Ks×(1＋燈管老化系數Kt)÷2×電價÷平均小時流量
其中：總額定功率 = 104KW
Ks峰值流量系數 = 1.3
燈管老化系數Kt = 0.82
電價 = 按0.738元/度 計算
平均小時流量 =10833.3噸/小時
噸水電耗P = 104÷1.3×1.82÷2×0.738÷8333.3 ≈ 0.00645元/ 噸
2、燈管更換費用F= 燈管總數×燈管單價÷Ks×(1＋燈管老化系數Kt)÷2÷燈管壽命T÷平均小時流量
其中：燈管總數 =416
Ks峰值流量系數 = 1.3
燈管老化系數Kt = 0.82
燈管壽命T = 18000小時
燈管單價 = 1950元
平均小時流量 =10833.3噸/小時
燈管更換費用F =416×1950÷1.3×1.82÷2÷18000÷10833.3≈ 0.003元/ 噸
3. 總噸水經營成本=0.00645＋0.003= 0.00945元/ 噸
4、小結
綜合以上及運行情況，總結出以下幾點：
1、紫外消毒系統是目前國內新興的消毒方式，在大水量運行的污水長運行實例并不多，所以要選擇技術成熟，完備的系統設計，擁有機械加化學全自動清洗方式，因為石英套
管上的污垢包括油膩只有采用機械加化學才能徹底清洗干凈，TrojanUV3000Plus采用的是食品級別清洗膠體，極小量即可高效清洗，且不會產生二次污染，保證了紫外透光率和消毒效果。
2、消毒水渠的水位控制系統非常重要，瀝滘廠水量波動很大，在這樣的情況下，嚴格進行土建施工，采用了無動力自動水位控制器（ALC），自動平衡水位，使燈管完全浸沒在污水中，穩定了水流，保證了消毒效果。
3、二級出水的水質。紫外消毒系統對二級水要求滿足一般標準，即SS在20mg/L左右，紫外透光率在65％左右。我廠采用的A2O工藝，4個大型二沉池，滿水試驗中一次成功，創造了在國內大型污水處理池體結構“不裂、不滲、不漏”的施工新紀錄。成熟的工藝和高質量的施工完全保證了二級出水水質，和紫外消毒系統形成最佳拍檔。
4、關于光復活的說明。光復活是指但是微生物具有一種光復活蛋白，可以在有可見光的環境下還原胸腺四聚體，而使微生物復活，這個作用叫做“光復活作用”，根據我廠經驗，只要設備質量好，電子鎮流器變功輸出，系統可以根據水質水量自動變化紫外劑量輸出，就可以完全破壞微生物的繁殖能力，光復活出現的幾率非常小。且出水水渠下不宜太長，或采用蓋板，地下管出水方式，可以完全避免光復活出現。
5、紫外消毒系統的安全性。紫外光對人的皮膚和眼睛有傷害。就像太陽光中的紫外線可以使皮膚曬黑，長時間暴曬還會脫皮。紫外光通過污水后，光強大大減弱，不影響水面以上的工作人員，且設備自帶擋光板，可以防止紫外光輻射。為了保證安全，檢修人員應仔細閱讀系統維護手冊，并在檢修時應該帶上設備配置的紫外防護面罩。
4、結論
廣州市瀝滘污水廠積極采用新型紫外消毒工藝，高效的運行效果和經濟的運行成本，開創了華南地區污水紫外線消毒技術的先河，為健康、人性化環保工程作出了積極的貢獻。
廣州市瀝滘污水的成功運行投產，不僅標志著在廣州市市政府、市政園林局和市政污水處理總廠的領導下，廣州市污水處理事業友邁上一個新的臺階，它將對珠江河早日重現水碧魚躍的美景，以及廣州市加快“兩個適宜”的城市建設做出貢獻。
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