浅谈臭（chòu）氧消毒技术在舰船（chuán）污水处理中的应用

　　臭氧消毒技术已在陆用工（gōng）程中得到长足应用,针对（duì）医院（yuàn）船（chuán）等（děng）新型船舶的建造（zào）以（yǐ）及MEPC.159（55）决议（yì）对消毒方式的要求,臭氧消（xiāo）毒技术（shù）应该可以（yǐ）广（guǎng）泛（fàn）应用于舰船生活污（wū）水处理系统（tǒng）的消毒。

　　目（mù）前（qián）舰（jiàn）船生活污（wū）水处理系统常（cháng）用的消毒方式有（yǒu）两种:次氯（lǜ）酸钠NaClO液（yè）体（tǐ）或固体消毒;紫外线消毒。次氯酸钠属于高效的含氯消毒剂。杀菌作用包括次氯酸的作用、新生氧作用和氯化作用。次氯酸钠（nà）的氧（yǎng）化作用是（shì）最主（zhǔ）要的杀菌（jun1）机（jī）理。次氯（lǜ）酸钠（nà）在（zài）水中形成次氯酸,不（bú）仅可作（zuò）用于细胞壁,其因（yīn）分子小（xiǎo）,不带电荷,还可渗透入（rù）细胞内（nèi）与蛋白质发生氧化作用（yòng）或破（pò）坏其磷（lín）酸脱氢酶,使糖代谢（xiè）失调而至细胞死（sǐ）亡（wáng）。其过（guò）程可表示为

　　NaClO+H2O=HClO+NaOH

　　HClO—>HCl+[O]

　　紫外线的杀菌机理是通过紫外线对细菌、病毒、芽孢（bāo）病原体等微生物的辐射（shè）损伤（shāng）,以破坏其机体内DNA的结构,使其死（sǐ）亡或（huò）丧（sàng）失繁殖能力。不同波段的紫外（wài）线杀（shā）菌能力不同（tóng）,只有（yǒu）短（duǎn）波紫外线（200~275nm）才能对细菌有杀灭（miè）功能。

　　1臭氧消毒技术

　　1.1臭氧（yǎng）杀菌的机理

　　臭氧O3是氧的同素（sù）异形体（tǐ）,很不（bú）稳定,在（zài）常温（wēn）下可（kě）分解为（wéi）氧气[1]。

　　臭（chòu）氧对细菌的灭活（huó）反应（yīng）总（zǒng）是进行得很迅（xùn）速。与其（qí）他杀菌（jun1）剂不同的是,臭氧能与细菌细（xì）胞壁脂类双键反应,穿入菌体内部,作用于蛋（dàn）白和脂多糖,改（gǎi）变细胞的通透性,从而导致（zhì）细菌（jun1）死亡。臭氧还（hái）作用于细胞内的核物质,如核酸（suān）中的嘌呤（lìng）和（hé）嘧啶（dìng）破坏DNA。

　　臭氧对（duì）病毒的作用首先是作用于病毒衣体壳（ké）蛋（dàn）白的四（sì）条（tiáo）多肽链,并使RNA受到损伤,特别（bié）是形成蛋白质。噬（shì）菌体被臭氧氧化后,电（diàn）镜观（guān）察可见其表皮被破碎成许多碎（suì）片,从中释放出许多核（hé）糖核（hé）酸,干扰其吸附到寄存体上,臭氧杀菌彻底（dǐ）。

　　1.2臭氧的（de）投（tóu）加量,投加时间与杀（shā）菌（jun1）效果

　　实验（yàn）室对生活（huó）污水进行（háng）臭（chòu）氧的消（xiāo）毒实验,以确定投加时间和投加量。取30L水样（yàng）,实验臭氧（yǎng）发生器质量浓度25mg/L,通气量（liàng）3L/min,进行（háng）臭氧（yǎng）消毒试验。每消（xiāo）毒（dú）1min取（qǔ）样一次,进行细（xì）菌检（jiǎn）测（类（lèi）大肠菌）。

　　在实验室（shì）静态下进行消（xiāo）毒试验,当消毒时间达（dá）到（dào）3min时,消（xiāo）毒效果已达到MEPC159（55）决议要（yào）求（100个/100mL）,此时（shí）臭氧的投加量为7.5g/m3。

　　（1000/30）×25×3/1000=7.5

　　为此,在实验室又对（duì）单（dān）位时间内不同的（de）臭（chòu）氧投加量进行试（shì）验（yàn）,当臭氧（yǎng）投加量为7.0~8.0g/m3时,消毒已达（dá）到效果。具体结果见表2。

　　2臭氧的制取

　　人工产生臭氧的方法按原理分为光（guāng）化学、电化学、原子（zǐ）辐射和电（diàn）晕放电（diàn）等几（jǐ）种。

　　原子辐射法用得极少（shǎo）,工业应用（yòng）臭氧源大多采用电晕放电法制取。电晕放电合（hé）成臭氧（yǎng）是目前世界（jiè）上应（yīng）用最多的臭氧制取技术,此技（jì）术能够使臭氧产量单台达500kg/h以上。

　　电晕放电法（无声放（fàng）电或辉光发电法）就是一种干（gàn）燥的含氧（yǎng）气体（tǐ）流过电晕放电区产（chǎn）生臭氧的方（fāng）法。常用的原料气体（tǐ）有（yǒu）:氧气空气以（yǐ）及（jí）含有氯（lǜ）、二氧化碳,或许还有（yǒu）其他（tā）惰性稀释气体（tǐ）的含氧混合气体。

　　3次氯（lǜ）酸钠、紫外线、臭氧消（xiāo）毒的比较

　　次氯酸钠（NaCLO）在（zài）舰船污水处（chù）理系统中消（xiāo）毒时（shí）,是以固（gù）态或液（yè）态形式投加的（de）,投加量正常为小于20mg/L,大于5mg/L,根（gēn）据MEPC（55）决（jué）议（yì）余氯量小于0.5mg/L[2]时,如果采用次氯酸钠进（jìn）行消毒满足（zú）不了新标准的要（yào）求。否则需作去氯处理。同时舰船上储存该药剂（jì）,需采用铁桶包装,需进行防潮处理。

　　紫外（wài）线（xiàn）消毒无二次污染的担忧（yōu）,但是紫外线灯管罩易（yì）结垢,随着（zhe）时（shí）间的推移,势必影响灯光（guāng）的强度,影响杀菌的效果。污水处理系（xì）统运行过程中需（xū）对紫外（wài）线灯管罩进行定（dìng）期的（de）清除污垢（gòu）。臭氧消毒（dú）反应快、投量（liàng）少、适（shì）应能力（lì）强、消（xiāo）毒性能稳（wěn）定,无二（èr）次污染。表3为（wéi）三种消（xiāo）毒方式（shì）的比较。

　　4臭氧消毒技术（shù）在舰船（chuán）生活污（wū）水处理（lǐ）中的（de）应用

　　某（mǒu）船医疗污水在（zài）进行生化处（chù）理之前（qián）,先运（yùn）用臭氧进行消毒。根据（jù）规范要求,臭（chòu）氧的投（tóu）加量为（wéi）30~40g/m3,根据医院（yuàn）船总污水量,每小时臭氧投加量为150~200g/h,故臭氧发生器选用CF-G-2-200g,臭氧产生量为180~200g/h,满足（zú）要求。同时考虑消毒（dú）系（xì）统（tǒng）的可靠性,设置了2台臭氧（yǎng）发生器一用一备。为（wéi）使臭氧消毒更充分,又（yòu）设（shè）置了氧化塔,使污水和臭氧（yǎng）同时（shí）进入氧（yǎng）化塔充（chōng）分（fèn）混合,使消毒更彻底（dǐ）。该型医院船已服役两年多（duō）,使用效果良好，同时可以查看中国污水处理工程网更多关于臭氧消毒技术处理废水（shuǐ）的技术文档。

　　在满（mǎn）足MEPC.159（55）的新型WCMBR型生活污水处理装置上使用臭氧对（duì）处理水进行消毒,消毒（dú）效（xiào）果满足要求,并通过了中国（guó）CCS船级（jí）社、美（měi）国（guó）USCG海岸（àn）警（jǐng）卫队、欧共体EC型式（shì）认可。使用臭氧消毒的WCMBR型生活污水处理装置已装舰、船多台套得到用户的好品。

　　5结束（shù）语（yǔ）

　　臭（chòu）氧发生（shēng）装置（zhì）多（duō）为陆用型设备,今年来,由于国内大型舰船的建造增多,臭氧消毒技术逐步（bù）引用至舰船上,如何提高其可（kě）靠性,满足舰船工况是今后该技术船用化研（yán）制的方向