γ辐射消毒水处理工艺的实验研究

摘要

人口的增长和淡水供应量的下降是21世纪面临的关键挑战之一，而污水的再生利用是解决当前水资源短缺和水污染问题的最佳选择。随着社会经济的迅速发展和人民生活水平的提高，人们越来越关注与我们的身体健康有着直接关系的饮用水的质量。而消毒作为污水回用和饮用水处理的最关键环节对公共安全起着至关重要的作用。
　　 目前，常用的消毒方式主要有二氧化氯、臭氧和UV等，但是二氧化氯和臭氧等化学消毒技术容易受到如温度、pH等环境条件的影响，而且在消毒过程中会形成对人体健康有害的消毒副产物。UV技术容易受到浊度的影响，而且消毒后的微生物具有光复活和暗复活的特性，这些现象削弱了消毒效果，威胁消毒出水的安全性。
　　 γ辐射技术的主要特点是能够在高效杀灭微生物的同时有效改善污水的各项水质指标。与传统消毒工艺相比，γ辐射消毒无须投加化学药剂，在用于消毒的剂量范围内无消毒副产物的产生，是一种绿色环保的消毒工艺。
　　 本课题研究了γ辐射消毒技术对城市污水的消毒效果，O2和浊度对城市污水的γ辐射消毒效果的影响，γ辐射消毒对城市污水COD的影响，以及γ辐射消毒后微生物的光复活和暗复活现象；考察了γ辐射消毒技术对地表水的消毒效果以及O2对地表水的γ辐射消毒效果的影响；同时研究了γ辐射消毒技术对城市污水、地表水和超纯水水样中急性生物毒性的影响以及两种能够有效彻底地消除γ辐射消毒产生急性生物毒性的方法。通过实验研究得出如下结论：
　　 (1)城市污水经过单独γ辐射消毒后的粪大肠菌群浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准需要的辐射剂量是2kGy，达到一级B标准需要的辐射剂量是1.5kGy。
　　 (2)02影响下，γ辐射消毒后的粪大肠菌群浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准需要的辐射剂量是1kGy，达到一级B标准需要的辐射剂量是0.5kGy。浊度影响下，γ辐射消毒后的粪大肠菌群浓度达到一级A标准需要的辐射剂量是2kGy，达到一级B标准需要的辐射剂量是1.5kGy。可知，经过O2曝气后，γ辐射的消毒效率提高了两倍以上，浊度影响下，γ辐射的消毒效果没有发生显著变化。
　　 (3)在辐射剂量为5kGy时，COD的最大减少效率可以达到39.4％。城市污水经过γ辐射消毒后，被杀灭的总大肠菌群和粪大肠菌群不具有光复活和暗复活的现象。
　　 (4)地表水经过单独γ辐射后细菌总数的浓度达到《生活饮用水卫生标准》需要的辐射剂量是0.2kGy，总大肠菌群浓度达到该标准需要的辐射剂量是0.5kGy。O2影响下，地表水经过γ辐射后的细菌总数浓度达到该标准需要的辐射剂量是0.1kGy，总大肠菌群浓度达到该标准需要的辐射剂量是0.2kGy。可知，经过O2曝气后，γ辐射的消毒效率得到了显著的提高。
　　 (5)随着辐射剂量的增大，城市污水、地表水和超纯水水样中的急性生物毒性均呈现升高的趋势。投加MnO2和延长静置时间两种方法都能够有效彻底地消除γ辐射消毒产生的急性生物毒性。除电离辐射产物H2O2外，γ辐射对城市污水的消毒过程中并未产生增强水体中急性生物毒性的消毒副产物。