浅谈臭氧（yǎng）消毒技术在舰船污水处理中的应（yīng）用

　　臭氧消毒技术已在（zài）陆用工程中（zhōng）得到长足应用,针对医院（yuàn）船等（děng）新型船舶的建造以及（jí）MEPC.159（55）决议对消毒方式的要求,臭氧消（xiāo）毒技术应该可以（yǐ）广泛应（yīng）用于舰船生活污（wū）水处（chù）理系（xì）统的消毒。

　　目前舰船生（shēng）活污水（shuǐ）处理系（xì）统（tǒng）常用（yòng）的（de）消毒方式（shì）有两种:次（cì）氯酸（suān）钠（nà）NaClO液体或固体消毒（dú）;紫外线（xiàn）消毒。次氯酸钠属于高效的含氯消毒剂。杀（shā）菌作用（yòng）包括（kuò）次氯（lǜ）酸的作用、新生氧作用和氯化作用（yòng）。次氯酸钠的氧化作用是最主（zhǔ）要的（de）杀菌机理。次氯酸钠（nà）在水中形成（chéng）次氯（lǜ）酸（suān）,不仅可作用于细胞壁（bì）,其因分子（zǐ）小,不带电荷（hé）,还（hái）可渗透入细胞内与蛋白（bái）质发（fā）生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶,使糖（táng）代谢失调（diào）而至细胞（bāo）死亡。其过程可（kě）表示（shì）为

　　NaClO+H2O=HClO+NaOH

　　HClO—>HCl+[O]

　　紫外线的杀菌机理是通过紫外线对（duì）细菌、病毒、芽孢病原（yuán）体等微生物的辐（fú）射损伤,以破坏（huài）其机体内DNA的结构,使其死亡或丧失繁殖能力。不同波段（duàn）的紫外线杀菌能（néng）力不同,只有短（duǎn）波紫（zǐ）外线（200~275nm）才能（néng）对细菌有（yǒu）杀灭（miè）功能。

　　1臭氧（yǎng）消毒技术

　　1.1臭氧杀菌的机理

　　臭氧O3是（shì）氧（yǎng）的同素异（yì）形体,很不稳定,在常温下可分解（jiě）为（wéi）氧气[1]。

　　臭氧对细菌的灭活反应总是进（jìn）行得很迅（xùn）速。与其他杀菌剂不（bú）同的是,臭（chòu）氧能与细菌细（xì）胞壁脂类（lèi）双键反应,穿（chuān）入菌体内部（bù）,作用于（yú）蛋白和脂多糖,改变细胞的（de）通透性（xìng）,从而导致细菌死亡。臭（chòu）氧还作用于细胞内的核物质,如核酸（suān）中的嘌（piào）呤和嘧啶（dìng）破坏DNA。

　　臭氧对病毒的作用首先是作用于病毒衣体壳蛋白的四（sì）条（tiáo）多肽链,并（bìng）使RNA受到损伤,特别是形成蛋白质。噬菌体被臭氧氧（yǎng）化后,电（diàn）镜观察可见其表（biǎo）皮被破碎（suì）成许多碎片（piàn）,从中释（shì）放出许多核糖核酸（suān）,干扰其吸附（fù）到寄（jì）存体上,臭（chòu）氧杀（shā）菌彻底（dǐ）。

　　1.2臭氧（yǎng）的（de）投加量,投加时间与（yǔ）杀菌效果

　　实验室对生活污水进行臭氧的消（xiāo）毒实验,以确（què）定投加时间和投加量。取30L水样,实验臭氧发生器质量浓度25mg/L,通气量3L/min,进行臭氧消毒试验（yàn）。每消毒1min取样一次,进行细（xì）菌检（jiǎn）测（类大肠菌）。

　　在实（shí）验（yàn）室（shì）静（jìng）态下进行消（xiāo）毒试验,当消（xiāo）毒时间（jiān）达到3min时,消毒（dú）效（xiào）果已达到MEPC159（55）决议（yì）要求（100个/100mL）,此时臭氧的投加量为7.5g/m3。

　　（1000/30）×25×3/1000=7.5

　　为此（cǐ）,在实验室又对（duì）单位时间内不同的臭氧投加量进行试验,当臭氧投加（jiā）量为7.0~8.0g/m3时,消毒已达（dá）到效果。具体（tǐ）结果见（jiàn）表（biǎo）2。

　　2臭氧的（de）制取（qǔ）

　　人工产生臭氧的（de）方法按原理分为（wéi）光化学、电化学、原（yuán）子辐射和电晕（yūn）放电等（děng）几种。

　　原子辐射法（fǎ）用（yòng）得极少,工业应用臭氧源（yuán）大多采用电晕放电法制取。电晕放电合成臭氧（yǎng）是目前世界上（shàng）应（yīng）用最多（duō）的臭氧（yǎng）制取技（jì）术,此技术能够使臭氧产量单台达500kg/h以（yǐ）上。

　　电晕（yūn）放电法（无声放电或辉光发电法（fǎ））就是（shì）一种干燥（zào）的含氧气体流过电晕放（fàng）电区产生（shēng）臭氧的方法。常用的原料气体有（yǒu）:氧（yǎng）气空（kōng）气以及含有氯、二氧化碳,或（huò）许还有其（qí）他（tā）惰（duò）性稀释气体的含氧（yǎng）混（hún）合气体。

　　3次氯酸钠、紫外线、臭氧消毒（dú）的比较

　　次氯酸（suān）钠（NaCLO）在舰船污水（shuǐ）处（chù）理系统中消（xiāo）毒时,是以（yǐ）固（gù）态（tài）或液态形式投加的,投加量（liàng）正常为小于（yú）20mg/L,大于5mg/L,根据MEPC（55）决议余氯量小于0.5mg/L[2]时,如（rú）果（guǒ）采用次（cì）氯（lǜ）酸（suān）钠（nà）进行消毒满足不了新标准的要求（qiú）。否则（zé）需（xū）作（zuò）去氯处（chù）理。同（tóng）时舰船上（shàng）储存该药剂,需采用铁桶包装,需（xū）进行防潮处理。

　　紫外线消（xiāo）毒无二次污（wū）染的担忧,但（dàn）是紫外线灯（dēng）管（guǎn）罩易结垢,随着时间的推移,势必影响（xiǎng）灯光的强度,影（yǐng）响杀（shā）菌（jun1）的效（xiào）果。污水处（chù）理系统运行过程中需对紫外线灯管罩进行定期的（de）清除污垢。臭氧消毒反应快、投量（liàng）少、适应（yīng）能力强、消毒性能稳（wěn）定,无二（èr）次污染。表3为三种（zhǒng）消（xiāo）毒方式的比较。

　　4臭氧消毒技术在舰船生活污水处理中（zhōng）的应用

　　某船医疗污水在进行（háng）生化处理之前,先运用臭氧进行消毒。根据（jù）规范要求,臭氧的投加量为30~40g/m3,根据（jù）医（yī）院船总污水量,每小时臭氧投加量为150~200g/h,故臭氧发（fā）生器选用CF-G-2-200g,臭氧产生（shēng）量（liàng）为180~200g/h,满（mǎn）足要求。同（tóng）时（shí）考虑消毒系统（tǒng）的可（kě）靠性,设置（zhì）了2台臭氧（yǎng）发生器一用一备。为使臭氧（yǎng）消毒更充分,又设置了氧（yǎng）化塔,使污（wū）水和臭氧同时进入氧化塔充分混合,使消毒更彻底。该型医院（yuàn）船已服役两年多,使用（yòng）效果良（liáng）好，同（tóng）时可以查看（kàn）中（zhōng）国污水处理工（gōng）程（chéng）网更多关于臭氧消毒技（jì）术处理废水的技术文（wén）档。

　　在满足MEPC.159（55）的（de）新型WCMBR型生活污水处理（lǐ）装置上使用臭（chòu）氧对处理水进行消毒,消毒效果满足要求,并通过（guò）了（le）中国CCS船级（jí）社、美国USCG海岸警卫队、欧（ōu）共体EC型式认可。使（shǐ）用（yòng）臭氧消（xiāo）毒的WCMBR型生活污水处理装置已（yǐ）装（zhuāng）舰、船多（duō）台套得到用户的好品。

　　5结（jié）束语

　　臭氧发生（shēng）装置多为陆用型设备,今年来（lái）,由（yóu）于（yú）国内大型舰船（chuán）的（de）建造（zào）增多（duō）,臭氧消毒（dú）技术逐步引用至舰船上,如（rú）何提高（gāo）其（qí）可靠性（xìng）,满足舰船工况是今后该技术船（chuán）用化研制的（de）方向