浅谈臭氧消毒（dú）技术在舰船污水处（chù）理中的（de）应（yīng）用

　　臭氧消毒（dú）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的建造以及（jí）MEPC.159（55）决议对消毒（dú）方式的要求,臭氧消毒（dú）技术应该可（kě）以（yǐ）广泛（fàn）应用于舰船生（shēng）活污水处理系统的消毒。

　　目前舰船生活污水处（chù）理系统常用的消毒（dú）方式有（yǒu）两种:次氯酸钠NaClO液体或固体消毒;紫外线消（xiāo）毒。次氯酸钠（nà）属于（yú）高效的含氯消毒剂。杀菌作用包括次氯酸的作用、新生氧作用和氯化（huà）作用。次氯酸钠的氧化作用是最（zuì）主要的（de）杀（shā）菌机理。次氯（lǜ）酸（suān）钠在水中形成次（cì）氯酸,不仅可作用于细（xì）胞壁,其（qí）因分（fèn）子小,不带电荷,还可渗透入细胞（bāo）内与（yǔ）蛋白质发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶,使糖（táng）代谢失调而至细胞死亡（wáng）。其过程可表示为

　　NaClO+H2O=HClO+NaOH

　　HClO—>HCl+[O]

　　紫外线（xiàn）的杀菌机理（lǐ）是通过紫外线对细菌、病毒、芽孢病原体等微（wēi）生物的辐射损伤,以破（pò）坏其机（jī）体内DNA的结（jié）构,使其（qí）死亡或（huò）丧失繁殖能力。不同波段的紫外线杀菌能力不同,只有短波紫（zǐ）外线（200~275nm）才（cái）能对细（xì）菌有（yǒu）杀灭（miè）功能。

　　1臭氧（yǎng）消毒（dú）技术

　　1.1臭氧杀菌的机理

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

　　臭氧（yǎng）对细菌的灭活反（fǎn）应总是进行得很迅速（sù）。与其他杀菌（jun1）剂（jì）不同的是,臭氧能与（yǔ）细菌细（xì）胞壁脂（zhī）类双键反应,穿入（rù）菌体内部,作用于蛋白（bái）和脂多糖,改（gǎi）变细胞的通透性,从而（ér）导致细菌死（sǐ）亡（wáng）。臭氧还作用于（yú）细胞内的核（hé）物质,如核酸中（zhōng）的嘌呤和嘧（mì）啶（dìng）破坏DNA。

　　臭氧对病毒（dú）的（de）作（zuò）用（yòng）首先是作用于病毒衣体壳蛋白的四条多肽链,并使RNA受到（dào）损伤,特别（bié）是形成蛋（dàn）白（bái）质（zhì）。噬菌体被臭（chòu）氧氧化（huà）后,电镜观察可见（jiàn）其表皮被破碎成许多碎片（piàn）,从中（zhōng）释放出许多核糖核酸,干扰其（qí）吸附到寄存体上,臭氧杀菌彻底。

　　1.2臭氧的（de）投加量（liàng）,投加时间与杀菌效果

　　实（shí）验（yàn）室对生（shēng）活污（wū）水进行臭氧的（de）消毒（dú）实验,以确定投加时间和投加量。取30L水样（yàng）,实验臭氧发生（shēng）器质量（liàng）浓度25mg/L,通气量3L/min,进行臭氧消毒试验。每消毒（dú）1min取样一次,进（jìn）行细菌检测（类大肠（cháng）菌）。

　　在实验室静态下进行消毒试验,当消毒时间达到3min时,消毒（dú）效果已达到MEPC159（55）决议要求（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（zài）实验室又对单位时间内不同的（de）臭氧投加量进行试验,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（rén）工产生臭氧的方法按原理（lǐ）分为光化学、电化学、原（yuán）子辐射和（hé）电晕放电等几种。

　　原子辐射法（fǎ）用得极少,工业（yè）应（yīng）用（yòng）臭氧源大多（duō）采用电（diàn）晕放电（diàn）法制取。电晕放电合成臭氧是目前世界（jiè）上应用最多的臭氧制取技术（shù）,此技术（shù）能够使臭氧产量（liàng）单（dān）台达500kg/h以上。

　　电（diàn）晕放电（diàn）法（无声放电或辉光发电法）就（jiù）是（shì）一种干燥的含氧气体流过电晕放电（diàn）区产生臭氧的方法。常（cháng）用的原料气体有（yǒu）:氧气空（kōng）气以及（jí）含有氯、二氧化碳,或（huò）许（xǔ）还有其他惰性稀释气体的（de）含氧混（hún）合气（qì）体。

　　3次氯酸（suān）钠（nà）、紫外线、臭氧消毒的比较

　　次氯酸钠（NaCLO）在舰船污水处理（lǐ）系统中（zhōng）消毒时,是以固态或液态形式投加的,投加量正（zhèng）常为小于20mg/L,大于5mg/L,根据MEPC（55）决议余氯（lǜ）量（liàng）小（xiǎo）于0.5mg/L[2]时,如（rú）果采用次（cì）氯酸钠进行消毒（dú）满足不了新标（biāo）准的要求（qiú）。否则需作去氯处理。同时（shí）舰船上储存该药剂,需（xū）采用铁桶（tǒng）包装,需进行防潮（cháo）处（chù）理（lǐ）。

　　紫外（wài）线消毒无二次污染的（de）担（dān）忧（yōu）,但是紫外线灯管罩易（yì）结垢,随着时间的推移,势必影响灯光的（de）强（qiáng）度,影响杀菌（jun1）的效果。污（wū）水处理系统运行过（guò）程中需对（duì）紫外（wài）线灯管罩进行（háng）定期的清除污（wū）垢。臭氧消毒反应快、投量少、适应（yīng）能（néng）力（lì）强（qiáng）、消毒（dú）性能稳定（dìng）,无二次（cì）污染。表（biǎo）3为三种消毒方式的比（bǐ）较。

　　4臭氧消毒技术在（zài）舰（jiàn）船生活污水处理中的应用（yòng）

　　某（mǒu）船医疗污（wū）水在进行生化处理之前,先运用（yòng）臭（chòu）氧进行消毒。根据规范要（yào）求（qiú）,臭氧的投加（jiā）量为30~40g/m3,根（gēn）据医院船总（zǒng）污水量,每（měi）小时臭氧投（tóu）加（jiā）量为150~200g/h,故臭氧发生器选用CF-G-2-200g,臭（chòu）氧（yǎng）产生量为180~200g/h,满（mǎn）足要求（qiú）。同时（shí）考虑消（xiāo）毒系（xì）统的（de）可靠（kào）性,设置了（le）2台臭氧（yǎng）发生器一（yī）用一（yī）备。为（wéi）使臭氧消毒更充分,又设置（zhì）了氧（yǎng）化塔,使污水和臭氧同时进入氧化塔充分混合,使消毒更彻底。该型医院船已服役两年多,使用（yòng）效果良好，同时可（kě）以查（chá）看中国污水处理工程网更多关（guān）于臭氧消毒技（jì）术处理废水的技术文档。

　　在满足MEPC.159（55）的新型WCMBR型生活污水（shuǐ）处（chù）理装置上使用臭氧对处（chù）理水（shuǐ）进行消毒,消毒效果满足要求（qiú）,并通过（guò）了中国CCS船级社、美国USCG海岸警卫队、欧共体EC型式认可（kě）。使（shǐ）用臭氧消毒（dú）的WCMBR型生活污（wū）水处理装置已装（zhuāng）舰、船多台套得（dé）到用户（hù）的好品。

　　5结（jié）束语（yǔ）

　　臭氧发生装置多为陆用（yòng）型设备,今（jīn）年来（lái）,由于国（guó）内（nèi）大型舰（jiàn）船的建（jiàn）造增多,臭氧消毒技术（shù）逐步引（yǐn）用至（zhì）舰船上,如（rú）何提高其可靠性,满足舰船工况是今后该技术船用（yòng）化研制的方向