“新冠”肺炎疫情形势下中国城市污水消毒现状及思考

 

  据《中国疫病史鉴》记载，从西汉到清末2000多年里，中国发生过321次疫病流行。灭菌消毒工作是中华民族永恒的主题。

 

 

伴随着人类城市的诞生发展，供排水系统日臻完善。中国水处理系统历史久远。唐朝首都西安城就已经具备了完善的供排水系统。明朝已经开始使用完整的污水处理装置。

 

我国污水处理厂处理工艺大概经历了三个阶段：第一阶段，沉淀、过滤+消毒，早期消毒以石灰为主；第二阶段，沉淀、过滤+生物化学法+消毒；第三个阶段，沉淀、过滤+生物化学法+深度处理（脱氮除磷、高级氧化）+消毒。

 

水消毒是最基本最核心的内容。由于细菌病毒肉眼看不见，不容易引起环保工作者的足够重视。

 

2003年非典疫情过后，尾水消毒得到全社会的重视。政府相关部门在《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）里做了严格的规定。

 

氯消毒，二氧化氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒，你方唱罢我登场，各领风骚两三年。各有优缺点，都不完美。

2017年，由资深环保专家郄燕秋、张金松等主编的《净水厂改扩建设计》一书，用大量数据指出了传统加药消毒的局限性和新型现代紫外线消毒的发展趋势。

 

笔者近二十年的从业实践经历感觉到：紫外线为主消毒，投加部分次氯酸钠辅助的联合消毒方式，会成为未来一段时期尾水消毒的较优选择。

 

投资省，运行安全、验收达标、节能降耗、环境友好、相对完美！

 

重点分析一下紫外线消毒和次氯酸钠消毒各自的优点、缺点和数据对比。

 

关于紫外线消毒

 

“新冠”疫情到来，国家卫生健康委员会发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》几个试行版中多次指出紫外线能有效灭活病毒。

国际水协应急研讨会上，国际知名水处理专家们也指出紫外线灭活冠状病毒是有效的。

 

紫外线消毒系统的优点是物理消毒，且不受氨氮影响、无二次污染，几乎不产生副产物。对环境友好，运行安全，占地小，运行费用低廉。有良好的经济效应和社会效应。

 

重点说说紫外线消毒存在的问题

 

1：紫外线消毒属于瞬间消毒，截断式消毒，对消毒后的水体中残余微生物没有抑制效果。

 

2：国家标准里面对于环保取样位置，取样后送检时间，取样检测结果的几何平均值等，没有具体落实条款。

 

3：国家出台了新的水质标准，执行一级A处理标准后，铁盐、铝盐、絮凝剂投加后导致两项干扰作用：一是铁盐对紫外光的吸收，使得紫外线辐照度下降；二是大量新生成的螯合物，使紫外消毒灯外面的套管很容易结垢，影响透光率。一级B时期常用的气压驱动机械在线自动清洗方式，清洗效率不够了。国内生产商对于更先进的液压驱动的机械+化学在线清洗方式研发重视不够。进口设备价格偏高，维护费用较高，迫使部分污水厂选择了加药消毒。

 

4：紫外线消毒系统基本配件：灯管、套管、电子镇流器等质量参差不齐、鱼龙混杂。举例说明，一只电子镇流器有原装进口、国内合资技术生产、纯国产三个档次，价格从每只4000多元、2000多元、1000多元、100多元不等，这对于紫外灯的输出效率和寿命影响太大了，紫外线设备厂家对配件OEM贴牌采购而来，从外观上不容易辨别真伪优劣。过去几年，经常出现的低价中标，促使生产商铤而走险降低了产品品质，效果和寿命就显而易见了，劣币驱逐良币啊！

 

5：低价中标政策，还导致供货商不断降低配置。小马拉大车，验收不达标后，又让“光复活”背黑锅。

 

①几年前，湖北省某排水公司采用了两套紫外线消毒系统，使用后经常不达标，排水处领导在清华大学环境学院紫外线研讨会上激烈质疑“紫外线消毒究竟行不行？”。从那以后，该排水公司基本没有再选择紫外线消毒工艺。事后，我们调查得知，每天30万吨处理规模的污水处理厂，理论上要配置800只以上紫外线灯管，现场实际配置才500多只，能合格才神奇呢！

 

②福建省某水处理公司，连续两年招标采购了国产紫外线灯管，导致环保取样不达标，环保部门开出了罚单。从此，该水务公司对尾水消毒更愿意选择加药消毒工艺。

 

结论：紫外线消毒技术原理是可靠的，具有一定的先进性，针对整个行业存在的问题，需要从设计剂量，提升产品质量，运行维护，验收标准方面进行行业重塑。

 

说说次氯酸钠消毒

 

1、优点是消毒原理可靠，容易达标。

2、存在的问题是：

（1）占地面积大

（2）需要接触时间30分钟以上

（3）不稳定，容易分解成为氯酸盐。氯酸盐对血红蛋白有破坏性，对男性精子有杀伤作用。

（4）受温度、PH值、氨氮、铁盐等因素干扰较大。

（5）副产物危害较大。

（6）由于NaClO本身不稳定，污水处理厂的水量、水质时时在变化中，从理论上讲，针对时时变化的水量、水质既能保证消毒达标，又要确保余氯不超标，费时费力，很难做到精准。

 

重点说说消毒副产物的危害

 

03年非典时期，台湾淡水河和及其支流因含氯量过高，鱼群大量死亡，直到半年后才恢复正常。

 

随着化学工业的飞速发展，激素、抗生素、农药、杀虫剂、除草剂、甜味剂...，被人们大量使用后，我们的水体微污染日趋严重，水体越来越“肥”了，是不争的事实。

 

尾水加药消毒后，生成的副产物种类繁多，对大自然，对人类健康的危害是不言而喻的。

 

由于化学污染物具有“富集性”、“隐蔽性”，化学反应的“复杂性”。它们对环境对人类的危害不容易被科学数据验证，需要长期跟踪，很容易被忽视。

 

 

水是生命之源，很多营养学家愿意把水作为人类七大营养素之首。

世界卫生组织发布的健康报告显示：中国肝癌患者占全球的50%以上。肝脏是人体的解毒单位，相当于人体的“污水处理厂”。肝脏不堪重负，我们一方面要保持好充足的睡眠、均衡的营养、愉快的心情、适量的运动；同时，要重视水污染对肝脏的危害。

 

 

中国工程院副院长、中国医学科学院王辰院长，在2016年12月20日中央电视台《开讲啦》节目中说：“在约三十多平方米的房间吸上一支烟，PM2.5竟会飙升至七百多以上。一支烟能够释放几千种化学物质，几百种有毒物质，几十种致癌物质。”

 

化学微污染复杂性、隐蔽性，对人类的危害性极大，必须得到全社会足够的重视。

需要环保专家、学者，医学专家、学者长期的系统的跟踪实验研究，为人类健康保驾护航。

 

最后说说“紫外线+次氯酸钠”联合消毒的具体投资成本，运行费用对比数据。

 

以十万吨污水处理厂尾水消毒工艺对比分析说明：

 

工艺类型			次氯酸钠投加设备工艺	紫外C消毒设备工艺
1		土建投资成本
	1.1	接触池	180万元	60万元
	1.2	设备间	80万元	0
2		设备成本	130万元	130万元
3		设备运行成本	0.05~0.08元/吨	0.008元/吨 （电费）
				0.007元/吨 （灯管更换费用）
4		一年运行成本	182~292万元	54.75万元
5		特点说明	优势： a、为持续性消毒； 劣势： a、对水质有污染，水体的残余氯与水中有机物发生取代反应，生成有机氯化合物，具有三致危害（致癌、致畸性、致基因突变）； b、氯酸盐对血红蛋白有破坏性；对男性精子有破坏性。	特点： a、占地面积小； b、使用无安全隐患； c、对环境无二次污染； d、运营成本低（紫外线消毒约合1.5分钱/吨；次氯酸钠消毒约合8分钱--1毛钱/吨）。
注： 1.为确保出水环保验收达标，建议备用一套小型次氯酸钠现场投加装置，特殊时期可以少量投加次氯酸钠为辅。 2.根据中水回用标准，可投加次氯酸钠浓度为0.5mg/l。每吨污水投加成本为0.004元/吨。一般不需要建专用的接触池。二沉池出水处投加，自然混匀即可。
说明： 1、污水处理厂投加次氯酸钠有效浓度为5-10mg/L（具体投加量受氨氮浓度，铁盐含量影响偏差较大）。 2、1000吨污水需要投加100公斤10%浓度的次氯酸钠。 3、1000公斤10%浓度的次氯酸钠消毒液市场价为800元。 4、10万吨/天污水处理厂紫外线消毒需要配置240W功率的紫外线灯管288支。 5、每支紫外灯的价格为1200元，寿命为12000小时，电费为0.5元/度。 6、一级A排放标准的污水，需要投加絮凝剂，紫外线套管上容易形成螯合物。机械＋化学自动清洗装置对确保消毒达标很关键。 总结: 单一消毒方式都是不完美的。采用紫外线为主消毒+次氯酸钠辅助消毒的联合消毒方式科学实用。既节约了百万元以上运行成本，最大限度的降低二次污染，对环境友好。

 

总结：

紫外线主消毒，根据需要投加少量次氯酸钠辅助消毒，投资省，运行费用低，对环境友好，能消减95%以上的加药消毒带来的消毒副产物。该联合消毒方式，节能降耗，符合当今社会科学发展观的要求，最大程度的实现了人与自然的和谐。

  

北京景盛达环保科技有限公司

                                  2020年3月8日