摘(zhai) 要: 臭氧(yang)消毒技(ji)術已在陸(lu)用(yong)工程中得到長足應用(yong), 針對醫院(yuan)船(chuan)等新(xin)型船(chuan)舶的(de)建(jian)造以及MEPC. 159( 55) 決議對消毒方式(shi)的(de)要求(qiu), 臭氧(yang)消毒技(ji)術應該可以廣泛(fan)應用(yong)于艦船(chuan)生活污水處理系統的(de)消毒。

關鍵詞(ci): 艦船, 生(sheng)活污水, 臭氧消毒

目前艦船生(sheng)活污水處理(li)系統常用(yong)(yong)的(de)消(xiao)毒(du)(du)方(fang)式有兩(liang)種: 次(ci)氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)NaClO 液體(ti)或固體(ti)消(xiao)毒(du)(du); 紫外線消(xiao)毒(du)(du)。次(ci)氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)屬于高效(xiao)的(de)含氯(lv)消(xiao)毒(du)(du)劑。殺菌作用(yong)(yong)包括次(ci)氯(lv)酸(suan)(suan)的(de)作用(yong)(yong)、新(xin)生(sheng)氧作用(yong)(yong)和(he)氯(lv)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)。次(ci)氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)的(de)氧化(hua)(hua)作用(yong)(yong)是最主要(yao)的(de)殺菌機(ji)理(li)。次(ci)氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)(na)在水中形成次(ci)氯(lv)酸(suan)(suan), 不僅(jin)可(ke)作用(yong)(yong)于細(xi)(xi)胞(bao)壁, 其(qi)因分子小, 不帶電荷, 還可(ke)滲透入細(xi)(xi)胞(bao)內與蛋白質發生(sheng)氧化(hua)(hua)作用(yong)(yong)或破壞其(qi)磷酸(suan)(suan)脫(tuo)氫(qing)酶, 使糖代謝失(shi)調而至(zhi)細(xi)(xi)胞(bao)死亡。其(qi)過程(cheng)可(ke)表示為

NaClO+ H2O= H ClO+ NaOH

HClO —>H Cl+ [ O]

紫(zi)外線的殺(sha)(sha)菌機理是通過紫(zi)外線對(dui)細菌、病毒、芽孢病原體(ti)等微生(sheng)物的輻射損(sun)傷, 以破壞其機體(ti)內DN A 的結構, 使其死亡或喪失繁殖能力。不(bu)同波(bo)段的紫(zi)外線殺(sha)(sha)菌能力不(bu)同, 只有短波(bo)紫(zi)外線( 200~ 275 nm) 才能對(dui)細菌有殺(sha)(sha)滅功(gong)能。

1 臭氧消毒技術(shu)

1. 1 臭氧殺菌的機理

臭氧O3 是氧的同(tong)素(su)異(yi)形體, 很(hen)不穩定, 在常溫下可(ke)分(fen)解為氧氣[ 1] 。

臭(chou)氧(yang)對細(xi)菌(jun)(jun)的(de)滅活(huo)反(fan)應總是進行(xing)得很迅速。與(yu)其他殺菌(jun)(jun)劑不同的(de)是, 臭(chou)氧(yang)能(neng)與(yu)細(xi)菌(jun)(jun)細(xi)胞壁脂類雙(shuang)鍵反(fan)應, 穿入菌(jun)(jun)體內部, 作用(yong)于蛋白和脂多糖, 改變細(xi)胞的(de)通透性, 從而導致細(xi)菌(jun)(jun)死亡(wang)。臭(chou)氧(yang)還(huan)作用(yong)于細(xi)胞內的(de)核(he)物質, 如核(he)酸中的(de)嘌(piao)呤和嘧啶破(po)壞DNA。

臭氧對病毒(du)的作(zuo)用首先是作(zuo)用于病毒(du)衣體(ti)殼蛋白的四條多肽鏈, 并使RNA 受(shou)到損傷, 特別是形(xing)成蛋白質。噬菌體(ti)被(bei)臭氧氧化后, 電鏡(jing)觀察可見其(qi)表皮被(bei)破碎(sui)(sui)成許多碎(sui)(sui)片, 從中(zhong)釋放出(chu)許多核糖核酸, 干擾其(qi)吸(xi)附到寄(ji)存體(ti)上, 臭氧殺菌徹(che)底。

1. 2 臭氧的投(tou)加(jia)量(liang), 投(tou)加(jia)時間(jian)與殺菌效果

 實(shi)驗室對生活污水進(jin)行臭(chou)(chou)氧的消毒實(shi)驗, 以確定(ding)投加時間和投加量。取(qu)30 L 水樣, 實(shi)驗臭(chou)(chou)氧發生器質量濃度25 mg/ L, 通氣量3 L/ min, 進(jin)行臭(chou)(chou)氧消毒試(shi)驗。每消毒1 min 取(qu)樣一(yi)次, 進(jin)行細菌檢(jian)測( 類(lei)大腸菌) 。具體(ti)結(jie)果見(jian)表(biao)1。

從表(biao)1 可知, 在(zai)實驗(yan)室靜態下進(jin)行消(xiao)毒(du)(du)試驗(yan), 當(dang)消(xiao)毒(du)(du)時間達到3 min 時, 消(xiao)毒(du)(du)效果已達到 MEPC159( 55) 決議要求( 100 個(ge)/ 100 mL) , 此時臭氧的投加量為7. 5 g/ m3。

( 1 000/ 30)×25×3/ 1 000= 7. 5

為此(ci), 在實驗室又對單(dan)位時間內不同的臭氧投加(jia)量進行試驗, 當臭氧投加(jia)量為7. 0 ~ 8. 0 g/ m3時, 消毒(du)已達(da)到效果(guo)。具體結果(guo)見表2。

2 臭氧的制取(qu)

人工產(chan)(chan)生臭氧的方(fang)法(fa)按原(yuan)理分為光化學(xue)、電化學(xue)、原(yuan)子(zi)(zi)輻射(she)和電暈放電等幾種。原(yuan)子(zi)(zi)輻射(she)法(fa)用(yong)(yong)得極少(shao), 工業應(ying)用(yong)(yong)臭氧源大多采用(yong)(yong)電暈放電法(fa)制取(qu)。電暈放電合(he)成臭氧是目前世(shi)界上(shang)應(ying)用(yong)(yong)最多的臭氧制取(qu)技術(shu)(shu), 此技術(shu)(shu)能夠使臭氧產(chan)(chan)量單(dan)臺達 500 kg/ h 以上(shang)。

電(dian)暈(yun)放(fang)電(dian)法(fa)(fa)( 無(wu)聲(sheng)放(fang)電(dian)或輝(hui)光發電(dian)法(fa)(fa))就是一種(zhong)干燥的(de)含氧(yang)氣(qi)(qi)體(ti)流過電(dian)暈(yun)放(fang)電(dian)區產(chan)生臭氧(yang)的(de)方法(fa)(fa)。常(chang)用的(de)原料氣(qi)(qi)體(ti)有: 氧(yang)氣(qi)(qi)空氣(qi)(qi)以及含有氯、二(er)氧(yang)化碳, 或許還有其他惰性稀釋氣(qi)(qi)體(ti)的(de)含氧(yang)混合氣(qi)(qi)體(ti)。

3 次(ci)氯酸(suan)鈉、紫外線、臭氧消(xiao)毒的比較

次(ci)氯(lv)酸鈉(na)( NaCLO) 在(zai)艦(jian)船污(wu)水(shui)處(chu)理(li)(li)系統中(zhong)消(xiao)毒時(shi), 是以固態(tai)或液態(tai)形式(shi)投加的, 投加量(liang)(liang)正常為小(xiao)于(yu)20 mg/ L, 大于(yu)5 mg/ L, 根據MEPC( 55) 決議余(yu)氯(lv)量(liang)(liang)小(xiao)于(yu)0. 5mg/ L[ 2] 時(shi), 如(ru)果采(cai)用(yong)次(ci)氯(lv)酸鈉(na)進行消(xiao)毒滿足不了新(xin)標準的要求。否則(ze)需(xu)(xu)作去氯(lv)處(chu)理(li)(li)。同時(shi)艦(jian)船上(shang)儲存(cun)該藥(yao)劑, 需(xu)(xu)采(cai)用(yong)鐵桶(tong)包裝, 需(xu)(xu)進行防潮處(chu)理(li)(li)。

紫外(wai)(wai)線消毒(du)(du)無二次污(wu)(wu)染的(de)擔(dan)憂, 但是紫外(wai)(wai)線燈管(guan)罩易(yi)結垢, 隨著時間的(de)推移, 勢必影響(xiang)燈光的(de)強(qiang)度, 影響(xiang)殺菌的(de)效(xiao)果(guo)。污(wu)(wu)水(shui)處理系(xi)統運(yun)行過程中需對紫外(wai)(wai)線燈管(guan)罩進行定期的(de)清(qing)除污(wu)(wu)垢。臭(chou)氧消毒(du)(du)反應快、投量少、適應能(neng)力強(qiang)、消毒(du)(du)性能(neng)穩定, 無二次污(wu)(wu)染。表3 為三種消毒(du)(du)方式(shi)的(de)比較。

4 臭氧(yang)消毒技術在(zai)艦船生(sheng)活(huo)污水處理中的應用

某船醫(yi)(yi)療污(wu)水在(zai)進(jin)行(xing)生(sheng)(sheng)化(hua)處(chu)(chu)理之(zhi)前, 先運(yun)用臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)進(jin)行(xing)消毒(du)。根(gen)據規范要求(qiu), 臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)的投加量為 30~ 40 g/ m3 , 根(gen)據醫(yi)(yi)院船總(zong)污(wu)水量, 每(mei)小(xiao)時(shi)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)投加量為150~ 200 g / h, 故臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)發生(sheng)(sheng)器選(xuan)用CF-G-2-200g , 臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)產生(sheng)(sheng)量為180~ 200 g/ h, 滿足要求(qiu)。同時(shi)考(kao)慮消毒(du)系(xi)統的可靠性, 設置了(le)(le)2 臺臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)發生(sheng)(sheng)器一用一備。為使(shi)(shi)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)消毒(du)更充分, 又設置了(le)(le)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)塔, 使(shi)(shi)污(wu)水和臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)同時(shi)進(jin)入氧(yang)(yang)(yang)化(hua)塔充分混合, 使(shi)(shi)消毒(du)更徹底。該型(xing)醫(yi)(yi)院船已服役兩年(nian)多, 使(shi)(shi)用效果良好，同時(shi)可以查看中(zhong)國污(wu)水處(chu)(chu)理工程(cheng)網更多關于(yu)臭(chou)氧(yang)(yang)(yang)消毒(du)技(ji)術(shu)處(chu)(chu)理廢水的技(ji)術(shu)文檔。

在(zai)滿足MEPC. 159( 55) 的(de)新型WCMBR 型生(sheng)活污水處理(li)裝(zhuang)置(zhi)上使用臭氧對處理(li)水進行消(xiao)毒, 消(xiao)毒效果(guo)滿足要求(qiu), 并通過了中國(guo)CCS 船(chuan)級(ji)社、美國(guo)U SCG 海岸警(jing)衛隊、歐共體EC 型式認可。使用臭氧消(xiao)毒的(de)WCMBR 型生(sheng)活污水處理(li)裝(zhuang)置(zhi)已裝(zhuang)艦、船(chuan)多(duo)臺套(tao)得(de)到用戶的(de)好品。

5 結束語

臭氧(yang)(yang)發(fa)生裝置多為陸用(yong)(yong)(yong)型設備(bei), 今(jin)年來, 由(you)于國內(nei)大型艦船(chuan)的建造增(zeng)多, 臭氧(yang)(yang)消毒技術(shu)逐步引(yin)用(yong)(yong)(yong)至(zhi)艦船(chuan)上, 如(ru)何提高其(qi)可靠性, 滿足艦船(chuan)工(gong)況是今(jin)后該(gai)技術(shu)船(chuan)用(yong)(yong)(yong)化(hua)研制的方向。

參考文獻

 [ 1] 陳志莉, 張 統. 醫院(yuan)污水處理技術及工程實(shi)例[M ] . 北京: 化學工業出版社, 2003.

[ 2] 核工業部(bu)第二研究(jiu)設計(ji)院. 給水(shui)排水(shui)設計(ji)手冊[ M ] . 北京: 中國建筑(zhu)工業出版社, 1986.

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