浅谈臭氧消（xiāo）毒技术在舰（jiàn）船污水处理中的应用

　　臭氧消（xiāo）毒技术已在陆用工程（chéng）中得到长（zhǎng）足（zú）应用,针（zhēn）对医（yī）院船等新型船舶的建造以及MEPC.159（55）决议（yì）对（duì）消毒方式的要（yào）求,臭氧消毒技术应该可以广泛应用（yòng）于舰船（chuán）生（shēng）活（huó）污水处理系统（tǒng）的消毒。

　　目（mù）前舰（jiàn）船生活污水（shuǐ）处理系统常用的消毒（dú）方式有两种（zhǒng）:次（cì）氯酸钠NaClO液体或固体消毒;紫（zǐ）外（wài）线消毒。次氯酸钠属（shǔ）于高效的含氯消毒剂。杀（shā）菌作用包括次氯酸的作用、新生氧作用和氯（lǜ）化作用。次氯（lǜ）酸（suān）钠的氧（yǎng）化作用是最主要的杀菌机理。次氯酸钠在（zài）水中（zhōng）形成次氯（lǜ）酸,不仅可作用于细胞壁,其因分子小,不带电荷,还可渗（shèn）透入细胞内与（yǔ）蛋（dàn）白质发生氧化作用（yòng）或（huò）破（pò）坏其（qí）磷酸脱（tuō）氢酶（méi）,使糖代（dài）谢失调而至细（xì）胞死亡。其过程可（kě）表示为

　　NaClO+H2O=HClO+NaOH

　　HClO—>HCl+[O]

　　紫（zǐ）外线的（de）杀菌机理是（shì）通过紫（zǐ）外线对细菌、病毒（dú）、芽孢病原体（tǐ）等微生物的（de）辐射损（sǔn）伤,以破坏其机体内DNA的结构,使其死亡（wáng）或丧失繁殖能力。不同波（bō）段的紫（zǐ）外线杀菌能力不同,只有短（duǎn）波紫外（wài）线（200~275nm）才能（néng）对（duì）细菌有杀灭功能（néng）。

　　1臭氧消毒技术（shù）

　　1.1臭氧杀菌的（de）机理

　　臭氧O3是氧的同素异形体,很不稳定,在常温（wēn）下（xià）可分解（jiě）为氧气[1]。

　　臭氧对细（xì）菌（jun1）的灭活反应总（zǒng）是进行得很（hěn）迅速。与其他杀菌剂不同（tóng）的（de）是（shì）,臭氧（yǎng）能与细菌细胞壁脂类双键（jiàn）反（fǎn）应（yīng）,穿（chuān）入菌体内部,作用于（yú）蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,从而导（dǎo）致细菌死亡（wáng）。臭氧还（hái）作用于细胞内的核物质,如核酸中的嘌呤和嘧（mì）啶破坏（huài）DNA。

　　臭氧对（duì）病毒的（de）作用首（shǒu）先是作用于病毒衣体（tǐ）壳蛋（dàn）白的四条多肽链,并使（shǐ）RNA受到损伤,特别是形成蛋白质。噬菌体被（bèi）臭（chòu）氧氧（yǎng）化后,电镜观（guān）察可见其表皮被破碎（suì）成许多碎片,从中释放出许多核糖核酸,干扰（rǎo）其吸附到寄存体（tǐ）上,臭氧杀菌彻底。

　　1.2臭氧（yǎng）的投加量,投（tóu）加时间（jiān）与（yǔ）杀菌效果

　　实验（yàn）室对（duì）生活污水进行（háng）臭氧（yǎng）的消毒实验,以（yǐ）确（què）定投（tóu）加时间和投加量。取30L水样,实验（yàn）臭氧发生器质量浓度25mg/L,通气（qì）量3L/min,进行臭氧消毒（dú）试验。每消毒（dú）1min取样一次,进行（háng）细菌检测（类大肠菌）。

　　在实验室静态下进行消毒试验,当（dāng）消毒时间达到3min时,消毒效果（guǒ）已（yǐ）达（dá）到（dào）MEPC159（55）决议（yì）要求（100个/100mL）,此（cǐ）时臭氧的投加量为7.5g/m3。

　　（1000/30）×25×3/1000=7.5

　　为此,在（zài）实验室又对单位时（shí）间内不同（tóng）的臭氧投加量进行试验,当臭氧投（tóu）加量为7.0~8.0g/m3时（shí）,消毒已达到效果。具体结果见（jiàn）表2。

　　2臭（chòu）氧（yǎng）的制取

　　人工产（chǎn）生（shēng）臭氧的方法（fǎ）按原理分为光化（huà）学、电化学、原子辐射和电晕放电等几（jǐ）种。

　　原子辐射法用得极少,工业应用臭氧源大多采用（yòng）电晕放电法制取（qǔ）。电晕放电合成臭（chòu）氧是目前世界上（shàng）应（yīng）用最多的臭氧制取（qǔ）技术,此（cǐ）技术能够使臭氧产量单台达500kg/h以上。

　　电晕放电法（无声（shēng）放电或辉光发电法）就是（shì）一种（zhǒng）干燥的含（hán）氧（yǎng）气体流过电晕放（fàng）电区（qū）产生臭氧的方法（fǎ）。常用的原料气体有:氧气空气（qì）以及含有氯、二氧化碳,或许还有其他（tā）惰性稀释气体的含（hán）氧混合（hé）气（qì）体。

　　3次氯酸钠、紫外线、臭氧消毒的（de）比（bǐ）较

　　次氯酸钠（NaCLO）在舰船污水处理系统中（zhōng）消（xiāo）毒时,是（shì）以（yǐ）固态或液态（tài）形式投加的,投加量正常为小于（yú）20mg/L,大于（yú）5mg/L,根（gēn）据MEPC（55）决议余氯（lǜ）量小（xiǎo）于0.5mg/L[2]时,如果采用次（cì）氯酸钠进行（háng）消毒（dú）满足不了（le）新标准的要求。否则需作去氯处理。同时舰船（chuán）上储存该药剂,需采用铁桶包（bāo）装,需进行（háng）防潮处（chù）理（lǐ）。

　　紫（zǐ）外线消（xiāo）毒无二次污染的担（dān）忧,但是紫外（wài）线灯管罩（zhào）易结垢（gòu）,随着时间的推移,势必影响灯（dēng）光的强（qiáng）度（dù）,影响杀菌的效果。污水处理系统运行过程中需对（duì）紫外线灯管罩进行定期的清（qīng）除（chú）污垢。臭氧（yǎng）消毒反应快、投（tóu）量少、适（shì）应（yīng）能力强（qiáng）、消毒性能稳定,无二（èr）次污染（rǎn）。表（biǎo）3为三种（zhǒng）消毒方式的比较。

　　4臭氧消（xiāo）毒技术在舰船生活污水处理中的应用

　　某船医疗（liáo）污水（shuǐ）在（zài）进行（háng）生化处理（lǐ）之前（qián）,先运用臭氧进行消毒。根据规范（fàn）要求,臭氧（yǎng）的投加量为30~40g/m3,根据医（yī）院船总污水量,每小时（shí）臭氧投加量为150~200g/h,故臭氧发生器（qì）选（xuǎn）用CF-G-2-200g,臭氧（yǎng）产生量为180~200g/h,满足（zú）要求（qiú）。同时考（kǎo）虑消（xiāo）毒系统的可靠性（xìng）,设置了（le）2台臭氧（yǎng）发生器一用一备。为使臭氧消毒更充分（fèn）,又设置了氧化塔,使污水（shuǐ）和臭氧（yǎng）同（tóng）时进（jìn）入氧化塔充分混合,使消毒更彻底。该（gāi）型医院船已服役两年多,使用（yòng）效（xiào）果（guǒ）良（liáng）好，同时可以查看中国污水处理工程网更多关（guān）于臭氧消毒技术处理（lǐ）废水的（de）技术文（wén）档。

　　在满（mǎn）足MEPC.159（55）的（de）新型WCMBR型（xíng）生活（huó）污（wū）水处（chù）理（lǐ）装置上使用臭（chòu）氧对（duì）处理水进（jìn）行消毒,消毒效果（guǒ）满足要求（qiú）,并通过了中国CCS船级（jí）社、美国USCG海岸警卫队（duì）、欧共（gòng）体EC型式（shì）认（rèn）可。使用臭氧消毒的WCMBR型生活污水处理装置已装舰、船（chuán）多台套得到用户的好品。

　　5结束语

　　臭氧发生装置多为陆用型设备,今（jīn）年来,由于国内（nèi）大型舰船的建造增多,臭（chòu）氧消（xiāo）毒（dú）技术逐步引用至（zhì）舰船上（shàng）,如何提高其可靠性,满足舰船工况是今后（hòu）该技（jì）术船用化研制的方（fāng）向