浅谈臭氧消毒技术在舰船污水（shuǐ）处理（lǐ）中的应用

　　臭（chòu）氧消毒技（jì）术（shù）已在陆用工程中（zhōng）得到长（zhǎng）足应（yīng）用（yòng）,针对医院船等新型船（chuán）舶的建造以（yǐ）及MEPC.159（55）决议（yì）对消毒方式（shì）的要求（qiú）,臭氧（yǎng）消毒（dú）技术应该（gāi）可以广（guǎng）泛应用于舰船生活污水处理系统的消毒。

　　目前舰船生活污水处（chù）理（lǐ）系统常用的消毒方式有两种:次（cì）氯酸钠NaClO液（yè）体或固体（tǐ）消毒;紫外线消毒。次（cì）氯酸钠（nà）属于高效的含氯消毒剂（jì）。杀菌作（zuò）用包括次氯（lǜ）酸（suān）的作用、新生氧作（zuò）用和氯化（huà）作用。次氯酸钠的氧化（huà）作用是最主要的杀菌机（jī）理。次氯酸钠在水中形成次氯酸,不仅可作（zuò）用于细胞壁（bì）,其因（yīn）分子小,不带电荷,还可渗透入细胞内与蛋（dàn）白质发（fā）生（shēng）氧化作用或破（pò）坏（huài）其磷酸脱氢酶,使糖代谢失调而至细胞死亡。其过（guò）程可表示为

　　NaClO+H2O=HClO+NaOH

　　HClO—>HCl+[O]

　　紫外线（xiàn）的杀（shā）菌机理是通过紫外线对（duì）细菌、病毒（dú）、芽（yá）孢病原体等微生（shēng）物的辐射损伤（shāng）,以破坏（huài）其机体内DNA的结（jié）构,使其死亡或丧失繁殖能力。不（bú）同波段的紫外线杀菌能（néng）力不同（tóng）,只有（yǒu）短波紫外线（200~275nm）才能对细（xì）菌有杀灭功（gōng）能。

　　1臭氧消（xiāo）毒技术

　　1.1臭氧杀菌的机（jī）理

　　臭氧O3是氧的同（tóng）素异形体（tǐ）,很不稳定,在常温下可分解为氧气[1]。

　　臭氧对细菌（jun1）的灭（miè）活反（fǎn）应总是进（jìn）行（háng）得很迅速。与其他杀菌剂不同的是,臭氧能与（yǔ）细（xì）菌（jun1）细胞壁脂类双键反应,穿入菌体内部（bù）,作用（yòng）于蛋（dàn）白和脂多糖,改变（biàn）细胞的（de）通（tōng）透性,从（cóng）而导致细菌死亡。臭氧（yǎng）还（hái）作用于（yú）细胞内的（de）核（hé）物（wù）质,如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA。

　　臭氧对（duì）病毒的作用首先是作用于病毒衣体壳蛋（dàn）白的四条多肽链,并使RNA受到（dào）损伤,特别（bié）是形（xíng）成蛋（dàn）白质。噬菌体被臭氧氧化后,电镜观察可见其表皮被破碎成（chéng）许（xǔ）多碎片,从中释放（fàng）出许多核糖（táng）核（hé）酸,干扰其（qí）吸附到寄（jì）存体上,臭氧（yǎng）杀（shā）菌彻底（dǐ）。

　　1.2臭氧的投加量,投加（jiā）时间与杀菌效果

　　实验室对生（shēng）活污水进行臭氧的消毒实验,以确定投加（jiā）时间和投加（jiā）量。取30L水（shuǐ）样,实验臭氧发生（shēng）器（qì）质（zhì）量浓度25mg/L,通气量（liàng）3L/min,进行臭氧消毒试验。每消毒1min取（qǔ）样一（yī）次,进行细菌检测（类大肠菌）。

　　在实验室静态（tài）下进行消毒（dú）试（shì）验（yàn）,当消毒时间达到3min时,消毒效果已达到MEPC159（55）决议要（yào）求（100个/100mL）,此（cǐ）时臭氧的投加（jiā）量为7.5g/m3。

　　（1000/30）×25×3/1000=7.5

　　为（wéi）此,在实验室又对单位时间（jiān）内不同的（de）臭氧投加量进（jìn）行试（shì）验,当臭氧投加量为7.0~8.0g/m3时,消毒已达到效果。具体结果见表2。

　　2臭氧的制取（qǔ）

　　人（rén）工产生臭氧的方法（fǎ）按（àn）原理分为光化（huà）学、电化学、原子辐（fú）射和电晕（yūn）放电等（děng）几种。

　　原子辐射法用得极少（shǎo）,工业应用臭（chòu）氧源大（dà）多采用（yòng）电晕放电（diàn）法制取。电（diàn）晕放电合成（chéng）臭氧是目前世界上应用（yòng）最多的臭氧制取技术（shù）,此技术（shù）能（néng）够（gòu）使臭（chòu）氧产量单台达（dá）500kg/h以上。

　　电晕放电法（无声（shēng）放电或辉光发（fā）电法）就是一种干燥（zào）的含氧气（qì）体流过电晕放电（diàn）区产生臭（chòu）氧的方法。常用的（de）原料气体有:氧气空气（qì）以及含有（yǒu）氯、二氧化碳,或许还（hái）有其他惰性稀（xī）释气体（tǐ）的含氧（yǎng）混合气体。

　　3次氯酸钠、紫外线、臭（chòu）氧消毒的（de）比（bǐ）较

　　次氯酸钠（nà）（NaCLO）在舰船污水处理（lǐ）系统中（zhōng）消毒时,是以固态（tài）或液态形式投（tóu）加的,投加量正常为（wéi）小于20mg/L,大于5mg/L,根据MEPC（55）决议余氯量小于0.5mg/L[2]时,如果采用次氯酸钠进行消毒（dú）满足不了新（xīn）标准（zhǔn）的要（yào）求。否则需作去氯处理。同时舰（jiàn）船上储存（cún）该药（yào）剂,需采（cǎi）用铁桶包装,需进行防潮处理。

　　紫外线消毒无（wú）二次（cì）污染（rǎn）的担忧（yōu）,但是（shì）紫外（wài）线灯（dēng）管罩易结垢,随着（zhe）时间的推移,势必影响灯光的强（qiáng）度（dù）,影响杀菌的（de）效（xiào）果。污水处理系统运（yùn）行过（guò）程（chéng）中（zhōng）需对紫外线灯管罩进（jìn）行定期（qī）的清除污垢。臭氧（yǎng）消毒反应快、投量少、适（shì）应（yīng）能力强、消（xiāo）毒性能稳定,无（wú）二次污染。表（biǎo）3为三种消毒方式（shì）的（de）比较。

　　4臭氧消毒（dú）技术在（zài）舰船（chuán）生活污水（shuǐ）处理中的应用

　　某船（chuán）医（yī）疗（liáo）污水在进（jìn）行生化（huà）处理（lǐ）之前（qián）,先（xiān）运（yùn）用臭氧进行消毒。根据（jù）规范（fàn）要（yào）求,臭氧的投加量（liàng）为（wéi）30~40g/m3,根据医院船（chuán）总污水量,每小时（shí）臭氧投加量为（wéi）150~200g/h,故臭氧发（fā）生器选用CF-G-2-200g,臭（chòu）氧产生量为180~200g/h,满足要（yào）求。同时考虑（lǜ）消毒系统的可靠性,设置（zhì）了2台臭氧发生器（qì）一用一备。为使臭（chòu）氧消毒更（gèng）充分,又设（shè）置了氧化塔,使污（wū）水和（hé）臭（chòu）氧同（tóng）时进入氧化塔充分混合,使（shǐ）消毒更彻底。该（gāi）型医院船已服役两年多（duō）,使（shǐ）用效（xiào）果良好，同时可以查（chá）看中国污水处理工程（chéng）网更多（duō）关于臭氧消毒技术处理废水的技术文（wén）档。

　　在（zài）满足MEPC.159（55）的新型（xíng）WCMBR型生（shēng）活污水（shuǐ）处理装置上使用臭氧（yǎng）对处理水进行（háng）消毒,消毒效果满足要求,并（bìng）通（tōng）过（guò）了（le）中国CCS船级社、美国USCG海（hǎi）岸（àn）警卫队、欧共体（tǐ）EC型式认可。使（shǐ）用臭氧消毒的WCMBR型生活污（wū）水处理装置已装舰、船多（duō）台（tái）套得到用户的好品。

　　5结（jié）束语

　　臭氧发生装置多为陆用型（xíng）设备,今年来（lái）,由于国内大型舰船的建造增多,臭（chòu）氧（yǎng）消（xiāo）毒技术（shù）逐（zhú）步引用至舰船（chuán）上,如何提高（gāo）其可（kě）靠性,满足（zú）舰（jiàn）船工况是今后该技术船（chuán）用化研制的方向