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紫外線消毒應(yīng)用于水處理行業(yè)

摘要：隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，一些無(wú)二次污染的環(huán)保產(chǎn)品得到了快速的發(fā)展。本文介紹了一種紫外線消毒設(shè)備：WSH-S平流式UV消毒系統(tǒng)。介紹了紫外線消毒的原理，并和其他消毒方法做了對(duì)比。后詳細(xì)介紹了WSH-S平流式UV消毒系統(tǒng)各個(gè)部件的功能和技術(shù)特點(diǎn)，以及本系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，可靠性。zui后對(duì)本設(shè)備的殺菌特點(diǎn)及耗能方面做了介紹。 

關(guān)鍵詞：紫外線消毒，污水處理，消毒系統(tǒng)，健康

石家莊凌卓水處理 

一、引言

目前，給排水消毒方法可分為兩大類，即化學(xué)消毒法和物理消毒法。可是，人們發(fā)現(xiàn)化學(xué)消毒法往往會(huì)產(chǎn)生一些消毒副產(chǎn)物，如使用氯消毒工藝中的余氯對(duì)受納水體中的魚(yú)類等生物有毒，而且還發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了氯消毒等化學(xué)消毒方法會(huì)產(chǎn)生如三鹵甲烷等致癌、致病基因和一些致畸變的副產(chǎn)物。這些發(fā)現(xiàn)促使人類尋求一種更好的消毒方法，不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物，也不會(huì)造成二次污染問(wèn)題。于是，人類開(kāi)始關(guān)注紫外線在消毒方面的應(yīng)用。下面我通過(guò)本文給大家介紹一種紫外線消毒設(shè)備：WSH-S平流式UV消毒設(shè)備。希望通過(guò)本文，能讓讀者對(duì)紫外線消毒有一個(gè)更好的認(rèn)識(shí)。

介紹設(shè)備之前，先讓讀者們熟悉一下紫外線消毒的一些知識(shí)。

二、關(guān)于紫外線消毒的介紹

（一）紫外線消毒技術(shù)的發(fā)展

紫外線消毒法zui早應(yīng)用于美國(guó)（1970年美國(guó)*完成了*個(gè)污水紫外線消毒的示范工程），現(xiàn)已在美國(guó)和加拿大普遍應(yīng)用。紫外線消毒技術(shù)為物理消毒方式的一種，具有廣譜殺菌能力，無(wú)二次污染，經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，已經(jīng)成為成熟可靠環(huán)保的消毒技術(shù)，在國(guó)外各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在我國(guó)由于對(duì)其技術(shù)的了解有一定的局限性，在污水處理中的應(yīng)用不多。上海市政工程設(shè)計(jì)研究院在這方面開(kāi)展了許多研究，并將在上海竹園建造大型污水處理廠，每天可處理污水2210000噸。近年來(lái)，隨著我國(guó)對(duì)污水消毒的日益重視和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，紫外線消毒技術(shù)將得到推廣，預(yù)計(jì)今后有條件的污水處理廠中80%將會(huì)采用紫外線消毒，并成為取代傳統(tǒng)化學(xué)消毒方法的主流技術(shù)。

（二）紫外線原理

紫外線是電磁波的一種，原子中的電子從高能階躍遷到低能階時(shí)，會(huì)把多余能量以電磁波釋放。電磁波的能量越強(qiáng)，則頻率越高，波長(zhǎng)越短。人類肉眼能看見(jiàn)的可見(jiàn)光的波長(zhǎng)為400nm-700nm，對(duì)肉眼來(lái)說(shuō)400nm的電磁波顯示成藍(lán)色、紫色，780nm的電磁波顯示成橙色、紅色。紫外線是指波長(zhǎng)比400nm還短的波，因其光譜在紫色區(qū)之外，故名為紫外線（UltraViolet，簡(jiǎn)稱UV）。紫外線通指是波長(zhǎng)在100nm-400nm的電磁波，人的眼睛看不到紫外線。

100nm-400nm波長(zhǎng)的紫外線，按其對(duì)人體的影響及功能，分為UV-A、UV-B、UV-C和V-UV。

UV-A是指波長(zhǎng)在315nm-400nm的紫外線，UV-A能使人的皮膚產(chǎn)生黑色素，使皮膚變黑。

UV-B是指波長(zhǎng)在280nm-315nm的紫外線，UV-B能致癌，令皮膚起皺紋、老化。

UV-C是指波長(zhǎng)在200nm-280nm的紫外線，其中254nm波段的紫外線有殺菌、消毒效能.波長(zhǎng)在240nm-270nm之間的UV-C,能直接破壞細(xì)胞、病毒的DNA和RNA，使微生物迅速死亡。

波長(zhǎng)在100nm-200nm之間的V-UV185nm能產(chǎn)生臭氧，而在空氣中或溶解在水中的臭氧，能把微生物的細(xì)胞壁以氧化形式破壞，使微生物立刻死亡。

（三）紫外線殺菌原理

在地球上所有已知的生命形式，都是以DNA和RNA作為繁殖、遺存的基礎(chǔ)。

DNA和RNA都以四種化學(xué)物單元組成

Adenine腺嘌呤

T—Thymine胸腺嘧啶

C—Cytosine胞核嘧啶

G—Guanine*

細(xì)胞繁殖時(shí)DNA中的長(zhǎng)鏈打開(kāi)，打開(kāi)后每條長(zhǎng)鏈上的A單元會(huì)尋找Ｔ單元結(jié)合，每條長(zhǎng)鏈都可復(fù)制出與剛分離的另一條長(zhǎng)鏈同樣的鏈條，恢復(fù)原來(lái)分裂前的完整DNA，成為新生細(xì)胞的基礎(chǔ)。波長(zhǎng)在240nm~270nm的紫外線能打破DNA產(chǎn)生蛋白質(zhì)及復(fù)制的能力。細(xì)胞或病毒的DNA、RNA受破壞后其生產(chǎn)蛋白質(zhì)的能力和繁殖能力均已喪失，因細(xì)菌、病毒一般生命周期很短，不能繁殖的細(xì)菌、病毒就會(huì)迅速死亡。

（四）紫外線消毒的優(yōu)缺點(diǎn)

1、紫外線消毒的優(yōu)點(diǎn) 

①、紫外線消毒無(wú)需化學(xué)藥物，不會(huì)產(chǎn)生THMs類消毒副產(chǎn)物。

②、殺菌作用快，效果好。

③、無(wú)臭味，無(wú)噪聲，不影響水的口感。

④、容易操作，管理簡(jiǎn)單，運(yùn)行和維修費(fèi)用低。

2、存在問(wèn)題

①、紫外線消毒法不能提供剩余的消毒能力，當(dāng)處理水離開(kāi)反應(yīng)器之后，一些被紫外線殺傷的微生物在光復(fù)活機(jī)制下會(huì)修復(fù)損傷的DNA分子，使細(xì)菌再生。因此，要進(jìn)一步研究光復(fù)活的原理和條件，確定避免光復(fù)活發(fā)生的zui小紫外線照射強(qiáng)度、時(shí)間或劑量。

②、石英套管外壁的清洗工作是運(yùn)行和維修的關(guān)鍵。當(dāng)污水流經(jīng)紫外線消毒器時(shí)，其中有許多無(wú)機(jī)雜質(zhì)會(huì)沉淀、粘附在套管外壁上。尤其當(dāng)污水中有機(jī)物含量較高時(shí)更容易形成污垢膜，而且微生物容易生長(zhǎng)形成生物膜，這些都會(huì)抑制紫外線的透射，影響消毒效果。因此，必須根據(jù)不同的水質(zhì)采用合理的防結(jié)垢措施和清洗裝置，開(kāi)發(fā)研制具有自動(dòng)清洗功能的紫外線消毒器。

③、目前國(guó)產(chǎn)紫外燈執(zhí)行直管型石英紫外線低壓汞消毒燈的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，燈的zui大功率為4W，且有效壽命一般為1000～3000h，而進(jìn)口低壓燈管的有效運(yùn)行時(shí)間可達(dá)8000～12000h，中壓燈管也可達(dá)5000～6000h。相比之下，使用國(guó)產(chǎn)燈管會(huì)增加維修費(fèi)用，因此，研制生產(chǎn)壽命長(zhǎng)的紫外燈或直接引進(jìn)*的紫外燈生產(chǎn)技術(shù)是目前亟待解決的問(wèn)題。

④、在我國(guó)目前污水廠紫外消毒系統(tǒng)招標(biāo)中，有些污水廠由于大量工業(yè)污水的導(dǎo)入，使得排放的污水色度加深，但招標(biāo)文件中的污水紫外透射率參數(shù)仍采用國(guó)外提供的數(shù)值，造成與國(guó)內(nèi)污水實(shí)際情況差別很大，為將來(lái)紫外設(shè)備的運(yùn)行達(dá)到消毒要求，留下了難以克服的障礙。

（五）消毒方法的比較

（六）影響紫外線殺菌效果的主要因素

1、紫外線的穿透率（UVT）

影響紫外線殺菌效果的重要因素為殺菌介質(zhì)（水）的紫外透過(guò)率或介質(zhì)吸收率。紫外線的透過(guò)率與介質(zhì)的吸收率受水中溶解的有機(jī)物、無(wú)機(jī)物及未溶解的懸浮物等因素的影響。

2、總懸浮顆粒物（SS）

懸浮顆粒物對(duì)紫外線殺菌效果的影響也十分明顯，懸浮顆粒能吸收與反射紫外線，從而阻止紫外線照射到細(xì)菌與病毒的DNA和RNA上。另外懸浮顆粒也會(huì)加速石英套管的結(jié)垢及污染，從而影響殺菌效果。

3、顆粒物尺寸

水中顆粒物尺寸的大小對(duì)紫外線殺菌效果的影響較大，因?yàn)榇蟮膽腋☆w粒物會(huì)形成對(duì)細(xì)菌與病毒保護(hù)的陰影與死角。通常二沉池的出水對(duì)紫外線的殺菌更有利，并且水中懸浮顆粒物平均尺寸應(yīng)小于30μm。

4、曝光時(shí)間

曝光時(shí)間與流量有關(guān)。紫外線系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一般按照峰值流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，流量越小，曝光時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)具備更大的有效劑量。