紫外線消毒工藝與應(yīng)用概況
發(fā)布者：凌卓紫外線消毒器 發(fā)布時(shí)間：2013-04-24 23:57:29
紫外線消毒工藝與應(yīng)用概況
紫外線消毒器是新興的水消毒技術(shù)，本文將詳細(xì)講述紫外線消毒工藝與應(yīng)用概況。由于傳統(tǒng)的氯消毒會(huì)產(chǎn)生致畸、致癌、致突變的鹵代烷等副產(chǎn)物，而紫外線消毒器UV消毒法則具有不投加化學(xué)藥劑、不增加水的嗅和味、不產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物、消毒速度快、效率高、設(shè)備操作簡(jiǎn)單、便于運(yùn)行管理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，近20年來(lái)紫外線消毒器技術(shù)逐漸得到廣泛應(yīng)用。
1 紫外線消毒器消毒原理
根據(jù)生物效應(yīng)的不同，將紫外線按照波長(zhǎng)劃分為四個(gè)部分：A波段(UV—A)，又稱為黑斑效應(yīng)紫外線(400～320nm)；B波段(UV—B)，又稱為紅斑效應(yīng)紫外線(320～275nm)；C波段(UV—C)，又稱為滅菌紫外線(275～200nm)；D波段(UV—D)，又稱為真空紫外線(200～10nm)。紫外線消毒器水消毒主要采用的是C波段紫外線。
研究表明，紫外線消毒器消毒利用紫外線主要對(duì)微生物(細(xì)菌、病毒、芽孢等病原體) 的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死，從而達(dá)到消毒的目的。紫外線消毒器紫外線對(duì)核酸的作用可導(dǎo)致鍵和鏈的斷裂、股間交聯(lián)和形成光化產(chǎn)物等］，從而改變了DNA的生物活性，使微生物自身不能復(fù)制，這種紫外線損傷也是致死性損傷。
2 UV紫外線消毒器的結(jié)構(gòu)形式
UV紫外線消毒器按水流邊界的不同分為敞開(kāi)式紫外線消毒器和封閉式紫外線消毒器。
2.1 敞開(kāi)式紫外線消毒器
敞開(kāi)式紫外線消毒器中被消毒的水在重力作用下流經(jīng)紫外線消毒器并滅活水中的微生物。敞開(kāi)式紫外線消毒器系統(tǒng)又可分為浸沒(méi)式紫外線消毒器和水面式紫外線消毒器兩種。
浸沒(méi)式紫外線消毒器又稱為水中照射法紫外線消毒器，將外加同心圓石英套管的紫外燈置入水中，水從紫外線消毒器石英套管的周圍流過(guò)，當(dāng)燈管(組)需要更換時(shí)，使用提升設(shè)備將其抬高至工作面進(jìn)行操作。該浸沒(méi)式紫外線消毒器方式構(gòu)造比較復(fù)雜，但紫外輻射能的利用率高、滅菌效果好且易于維修。
浸沒(méi)式紫外線消毒器系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵在于維持恒定的水位，若水位太高則燈管頂部的部分進(jìn)水得不到足夠的輻射，可能造成出水中的微生物指標(biāo)過(guò)高；若水位太低則上排燈管暴露于大氣之中，會(huì)引起燈管過(guò)熱并在石英套管上生成污垢膜而抑制紫外線的輻射。圖1中采用自動(dòng)水位控制器(滑動(dòng)閘門(mén))來(lái)控制水位。在自動(dòng)化程度要求不高的系統(tǒng)中，也可以采用固定的溢流堰來(lái)控制水位。
水面式紫外線消毒器又稱為水面照射法紫外線消毒器，即將紫外燈置于水面之上，由平行電子管產(chǎn)生的平行紫外光對(duì)水體進(jìn)行消毒。該水面式紫外線消毒器方式較浸沒(méi)式簡(jiǎn)單，但能量浪費(fèi)較大、滅菌效果差，實(shí)際生產(chǎn)中很少應(yīng)用。
2.2 封閉式紫外線消毒器
封閉式UV紫外線消毒器屬承壓型，用不銹鋼筒體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來(lái)。
封閉式UV紫外線消毒器筒體常用不銹鋼，內(nèi)壁多作拋光處理以提高對(duì)紫外線的反射能力和增強(qiáng)輻射強(qiáng)度，還可根據(jù)處理水量的大小調(diào)整紫外燈的數(shù)量。有的紫外線消毒器在筒體內(nèi)壁加裝了螺旋形葉片以改變水流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而避免出現(xiàn)死水和管道堵塞［6，所產(chǎn)生的紊流以及葉片鋒利的邊緣會(huì)打碎懸浮固體，使附著的微生物完全暴露于紫外線的輻射中，提高了消毒效率 。
封閉式紫外線消毒器也劃分為敞開(kāi)式紫外線消毒器和浸沒(méi)式。敞開(kāi)式紫外線消毒器適用于中、大水量處理，多用于污水處理廠。封閉式紫外線消毒器一般適用于中、小水量處理或有必要施加壓力且消毒器不能在明渠中使用的情況。
各種紫外線消毒器系統(tǒng)中外罩密封石英套管的紫外線燈管都可以與水流方向垂直或平行布置］。平行紫外線消毒器系統(tǒng)水力損失小、水流形式均勻，而垂直紫外線消毒器系統(tǒng)則可以使水流紊動(dòng)，提高消毒效率。
3 紫外線消毒器應(yīng)用概況
紫外線消毒器最早應(yīng)用于美國(guó)（1970年美國(guó)環(huán)保局完成了第一個(gè)污水紫外線消毒的紫外線消毒器示范工程），現(xiàn)已在美國(guó)和加拿大普遍應(yīng)用紫外線消毒器。紫外線消毒器紫外線消毒技術(shù)為物理消毒方式的一種，紫外線消毒器具有廣譜殺菌能力，紫外線消毒器無(wú)二次污染，紫外線消毒器經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，已經(jīng)成為成熟可靠高效環(huán)保的消毒技術(shù)，在國(guó)外各個(gè)領(lǐng)域紫外線消毒器得到了廣泛應(yīng)用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)、文化建設(shè)及環(huán)保領(lǐng)域的發(fā)展，紫外線消毒器獲得巨大發(fā)展和應(yīng)用。隨著我國(guó)對(duì)紫外線消毒器消毒的日益重視和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，紫外線消毒器紫外線消毒技術(shù)將得到推廣，紫外線消毒器成為取代傳統(tǒng)化學(xué)消毒方法的主流技術(shù)。
4 紫外線消毒器消毒的優(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)藥品，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。
5 紫外線消毒器消毒和其他消毒方法的比較
| 需考慮的因素 |
液氯消毒 |
二氧化氯 |
臭氧消毒 |
UV消毒 |
| 需要的處理時(shí)間 |
30min |
≤30min |
5-10min |
30s-60s |
| 投加量（mg/l） |
2-20 |
5-10 |
1-3 |
30b-40b |
| 對(duì)細(xì)菌的滅活效率 |
高 |
高 |
高 |
高 |
| 對(duì)病毒的滅活效率 |
中等偏下 |
中等 |
高 |
高 |
| 水質(zhì)影響因素 |
受PH、溫度影響大 |
受PH、溫度影響大 |
受PH影響大、溫度影響小 |
受PH、溫度影響小 |
| 技術(shù)的復(fù)雜程度 |
簡(jiǎn)單到中等 |
中等 |
復(fù)雜 |
簡(jiǎn)單 |
經(jīng)
濟(jì)
性 |
運(yùn)行費(fèi)用 |
中等偏下 |
中等 |
中等偏上 |
中等偏下 |
| 投資（小規(guī)模） |
中等 |
中等 |
高 |
中等偏下 |
| 投資（大規(guī)模） |
中等偏下 |
中等偏下 |
高 |
中等偏上 |
| 占地面積 |
大 |
較小 |
小 |
小 |
| 維護(hù)工作量 |
大 |
較小 |
大 |
小 |
不
利
影
響
不 利 影 響 |
運(yùn)輸過(guò)程中的安全 |
有 |
有 |
無(wú) |
無(wú) |
| 現(xiàn)場(chǎng)的安全 |
相當(dāng)大 |
中等 |
中等 |
較小 |
| 對(duì)魚(yú)類等的毒害 |
有毒 |
有毒 |
無(wú) |
無(wú) |
| 是否存在有毒副產(chǎn)品 |
有 |
可能存在少量 |
有 |
無(wú) |
| 清洗產(chǎn)物的處置 |
無(wú) |
無(wú) |
無(wú) |
有 |
| 是否增加溶解性固體的含量 |
是 |
是 |
否 |
否 |
| 有無(wú)腐蝕性 |
有 |
有 |
有 |
無(wú) |
| 高能量消耗 |
無(wú) |
無(wú) |
有 |
有 |
6 紫外線消毒器消毒存在問(wèn)題及石家莊凌卓環(huán)保設(shè)備有限公司解決方案
①、紫外線消毒器消毒不能提供剩余的消毒能力，當(dāng)處理水離開(kāi)紫外線消毒器反應(yīng)器之后，一些被紫外線消毒器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。石家莊凌卓環(huán)保設(shè)備有限公司集合國(guó)內(nèi)外紫外線消毒器技術(shù)并深入研究，突破了以上技術(shù)瓶頸。解決了使用紫外線消毒器后微生物DNA分子修復(fù)問(wèn)題，經(jīng)紫外線消毒器處理后水中的細(xì)菌不會(huì)再生。
②、紫外線消毒器石英套管外壁的清潔度是保證紫外線消毒器殺菌效果和運(yùn)行的關(guān)鍵。當(dāng)未經(jīng)過(guò)過(guò)濾、除垢等預(yù)處理的水流經(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、粘附在紫外線消毒器套管外壁上，直接影響紫外線消毒器殺菌效果。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，而且在紫外線消毒器內(nèi)壁和套管上微生物容易生長(zhǎng)形成生物膜，這些都會(huì)抑制紫外線消毒器紫外線的透射，影響紫外線消毒器消毒效果。石家莊凌卓環(huán)保設(shè)備有限公司根據(jù)不同的水質(zhì)采用合理過(guò)濾技術(shù)和防結(jié)垢措施，開(kāi)發(fā)研制出新一代領(lǐng)先國(guó)內(nèi)外的紫外線消毒器系統(tǒng)。
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