浅谈臭氧消（xiāo）毒技（jì）术（shù）在舰（jiàn）船污水处理中（zhōng）的应用

　　臭氧消毒技术已在陆用工程中得到长（zhǎng）足应用,针对医院船等新型船舶（bó）的建造（zào）以（yǐ）及MEPC.159（55）决议对消毒方式（shì）的要求,臭（chòu）氧消毒技术（shù）应该可（kě）以广泛应用（yòng）于舰船生活污水（shuǐ）处（chù）理（lǐ）系统的消毒。

　　目前舰（jiàn）船生活污水处理系统常用的消毒方式有两种（zhǒng）:次（cì）氯酸（suān）钠NaClO液（yè）体或固体消毒;紫（zǐ）外线消毒。次氯酸钠（nà）属于高效的含氯消毒（dú）剂。杀菌作用（yòng）包括（kuò）次氯（lǜ）酸的作用、新生氧作用和氯化作用。次氯酸（suān）钠的氧化作用是（shì）最主要的杀菌机（jī）理。次氯酸钠在水（shuǐ）中形成次（cì）氯酸（suān）,不仅可作（zuò）用于（yú）细胞壁,其（qí）因（yīn）分子小,不带电荷,还可渗透（tòu）入细胞内与蛋白质发生氧化作（zuò）用或破坏其磷酸脱氢酶,使糖代谢失调而（ér）至细胞死亡。其（qí）过程可表示为

　　NaClO+H2O=HClO+NaOH

　　HClO—>HCl+[O]

　　紫外线的杀菌机（jī）理是通过紫（zǐ）外线对细菌、病毒、芽孢病原体等（děng）微生物的辐（fú）射损伤,以破坏其机体内DNA的结构（gòu）,使（shǐ）其死亡或丧失（shī）繁殖能（néng）力。不同波（bō）段（duàn）的紫外线杀菌能力不同,只（zhī）有短波紫（zǐ）外线（200~275nm）才能对细菌有杀灭功能。

　　1臭氧消毒技术

　　1.1臭氧（yǎng）杀菌的机理

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

　　臭氧对细菌的灭活反应（yīng）总（zǒng）是进行得很迅速。与其他（tā）杀（shā）菌剂不同的（de）是,臭氧能与细菌细胞壁脂类双（shuāng）键反（fǎn）应,穿入（rù）菌体内部,作用（yòng）于蛋白和脂多糖,改变细胞的通（tōng）透（tòu）性,从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质,如核酸中的嘌呤（lìng）和（hé）嘧啶破坏（huài）DNA。

　　臭氧对病（bìng）毒的作用首先是作用于病（bìng）毒衣体壳蛋白的四（sì）条多肽链,并使RNA受到损伤,特别是形（xíng）成蛋（dàn）白质。噬菌体（tǐ）被（bèi）臭氧氧（yǎng）化后,电（diàn）镜观察可见（jiàn）其表皮被破碎成许多碎片,从中释放出（chū）许多核糖核酸,干扰其吸（xī）附到寄存体上,臭氧杀（shā）菌彻（chè）底。

　　1.2臭（chòu）氧的投加量（liàng）,投（tóu）加时间与杀菌效果

　　实验室（shì）对生活污水进行臭（chòu）氧的消（xiāo）毒实（shí）验（yàn）,以确定投加（jiā）时间和投加（jiā）量。取（qǔ）30L水样,实验（yàn）臭氧发生器质（zhì）量浓度25mg/L,通（tōng）气（qì）量3L/min,进（jìn）行臭（chòu）氧消毒试验。每消（xiāo）毒（dú）1min取样一次,进行细菌（jun1）检测（类大肠（cháng）菌）。

　　在（zài）实验室静态下进行消毒试（shì）验（yàn）,当（dāng）消毒（dú）时间达到3min时,消毒（dú）效果已达到MEPC159（55）决议要（yào）求（100个/100mL）,此时臭（chòu）氧的投加量为7.5g/m3。

　　（1000/30）×25×3/1000=7.5

　　为此,在实验室又对单位时间内（nèi）不同的臭氧（yǎng）投加量进行试（shì）验,当臭氧投（tóu）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

　　人工（gōng）产生臭氧的方法按原理分为光化学、电化学、原子辐（fú）射（shè）和电（diàn）晕放电等几种。

　　原子辐射法用得极少,工业应用（yòng）臭氧源大多（duō）采用电晕放电法制取。电晕放电（diàn）合成臭氧是目（mù）前世界（jiè）上应用最（zuì）多的臭氧制取技术,此技术能够使臭氧产（chǎn）量单台达500kg/h以上。

　　电晕（yūn）放电法（无声放（fàng）电或辉光（guāng）发电法）就是（shì）一种干（gàn）燥的含氧气体流过（guò）电晕（yūn）放（fàng）电区产（chǎn）生臭（chòu）氧（yǎng）的（de）方法。常用（yòng）的原料气体（tǐ）有:氧气（qì）空气以及含有氯、二（èr）氧化碳,或许还有其他惰性稀释气（qì）体的（de）含氧混合（hé）气体。

　　3次氯酸钠、紫外线、臭（chòu）氧消毒的比较

　　次氯酸钠（NaCLO）在舰船污水处理系统中（zhōng）消毒时（shí）,是以固（gù）态或液态形式投（tóu）加（jiā）的（de）,投加量正常为小于20mg/L,大于5mg/L,根据MEPC（55）决议（yì）余（yú）氯（lǜ）量小于0.5mg/L[2]时（shí）,如果（guǒ）采（cǎi）用次氯酸钠进行（háng）消毒满足不了新标（biāo）准的要求。否则需作（zuò）去氯处理。同时舰船上储存该药剂（jì）,需（xū）采用铁桶包装,需（xū）进行防潮（cháo）处理。

　　紫外线消毒无二次污染（rǎn）的担忧,但是紫外线灯管罩易结垢,随着时间的推移（yí）,势必影响灯光（guāng）的强度,影响杀菌的效果。污水处理系统运行过程中需（xū）对（duì）紫外线灯管罩进（jìn）行定期的（de）清除污垢。臭氧消毒反应快、投（tóu）量少、适应能力强（qiáng）、消毒性能稳定,无二次污染。表3为三种消毒方（fāng）式的比较。

　　4臭氧消毒技术在舰船生（shēng）活污水处理中的应用

　　某船（chuán）医疗污水在进行生化处理之前,先运用臭氧进行消毒。根据规范要求,臭（chòu）氧的投（tóu）加量为30~40g/m3,根据医院船总污水（shuǐ）量,每（měi）小时臭氧投加量为150~200g/h,故（gù）臭（chòu）氧发生器选用CF-G-2-200g,臭氧（yǎng）产生量（liàng）为180~200g/h,满（mǎn）足要求。同时考虑消毒系统的可靠性,设置了2台臭氧发生（shēng）器一（yī）用一备。为使臭氧消毒更充分（fèn）,又设置了（le）氧化塔,使污水（shuǐ）和臭氧同时进（jìn）入氧化（huà）塔（tǎ）充分混合（hé）,使消毒更彻底。该型医院船已（yǐ）服役两（liǎng）年多,使（shǐ）用（yòng）效果良好，同（tóng）时可以查看中（zhōng）国污水处（chù）理工程网（wǎng）更（gèng）多关于（yú）臭（chòu）氧消毒技术处理废水（shuǐ）的技术文档。

　　在满足MEPC.159（55）的新型WCMBR型生活污水处理装（zhuāng）置（zhì）上使用臭氧对处理水进行消毒（dú）,消毒（dú）效果满（mǎn）足要求,并通过了中国CCS船级社、美国（guó）USCG海岸（àn）警卫队、欧共（gòng）体EC型式认（rèn）可。使用臭氧消毒的WCMBR型生活污水处理装置已装舰、船多台（tái）套（tào）得到用户（hù）的好品。

　　5结束语

　　臭氧发（fā）生装置多为陆用型设备,今年来（lái）,由于国内大型舰船的（de）建造增多,臭氧消（xiāo）毒技术（shù）逐步引用至舰船上,如何提高其可靠性,满足舰船工（gōng）况（kuàng）是今（jīn）后该技术（shù）船用化研制的方向