市政污水经过各工艺处理之后排放的自然水体的出水中微生物数量一旦不达标,不仅会对生态环境造成一定程度的破坏还会对人体健康构成一定程度的隐形威胁。因此选择一种经济、安全、有效的杀菌方法变得越来越重要。本课题以哈尔滨市呼兰区某污水处理厂紫外杀菌系统为研究对象,前期对污水厂的CASS工艺出水水质情况以及导致紫外杀菌系统出水粪大肠杆菌超标原因进行调研,设计了以实际污水厂紫外杀菌系统为依照的连续式紫外杀菌反应装置并进行了CFD模拟优化。之后对紫外杀菌工艺进行研究,考察各影响因素对出水粪大肠菌群的灭活规律以及紫外杀菌后粪大肠菌群的光复活情况,寻求最佳工艺参数及工艺条件,提出节能、省时、可操作性强的杀菌工艺,从而保证污水紫外杀菌系统可以高效低耗地运行。对污水厂紫外杀菌系统进行调研以及设计和优化了紫外杀菌反应器,结果如下:进水流量为0.91 m~3/s时会出现了灯管数量不足,紫外剂量不够,杀菌效果不达标的问题;进水COD较其他进水指标(SS、色度、氨氮等)变动较大,进水水质的波动会直接影响紫外杀菌系统的杀菌效果;根据设计参数和紫外剂量的确定设计出了紫外杀菌反应器,并利用CFD对反应器进行优化设计,发现增设挡板后的紫外杀菌反应器,可以有效的改善反应器内水流的水力条件,提高杀菌效率。研究了不同波长的紫外杀菌工艺、紫外与化学药剂组合杀菌工艺受进水水质的影响及出水粪大肠菌群的光复活规律,结果表明:不同影响因素下UV185波长的紫外杀菌灯管的稳定性能和杀菌性能都较UV254更好一些;紫外和次氯酸组合杀菌比单独杀菌好很多,当水力停留时间为30 s时,次氯酸的投加量为1 mg/L时,接触时间为2 min时,组合杀菌工艺的对数灭活率为5;室外自然光下,各工艺都可以有效抑制粪大肠菌群光复活情况的发生。利用响应面分析法对紫外和次氯酸组合杀菌工艺做了进一步的优化,结果表明:紫外灯辐照时间为30 s、次氯酸有效氯浓度为2 mg/L、次氯酸与水样的接触时间为6 min时为最佳工艺条件,此工艺条件下,出水粪大肠菌群对数灭活率可以达到5.60。综上所述,更换新型紫外灯管(UV185)或者在原有的紫外杀菌工艺基础上,投加一定量的化学药剂均可以改善杀菌效果,有效控制出水超标现象。