石家莊凌卓環(huán)保設(shè)備有限公司
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閱讀：355發(fā)布時間：2013-3-26
紫外線消毒應(yīng)用于水處理行業(yè)
摘要：隨著我國對環(huán)境保護的重視，一些無二次污染的環(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比。后詳細介紹了WSH-S平流式UV消毒系統(tǒng)各個部件的功能和技術(shù)特點，以及本系統(tǒng)的優(yōu)缺點，可靠性。zui后對本設(shè)備的殺菌特點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)消毒法往往會產(chǎn)生一些消毒副產(chǎn)物，如使用氯消毒工藝中的余氯對受納水體中的魚類等生物有毒，而且還發(fā)現(xiàn)并確認了氯消毒等化學(xué)消毒方法會產(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，不會產(chǎn)生副產(chǎn)物，也不會造成二次污染問題。于是，人類開始關(guān)注紫外線在消毒方面的應(yīng)用。下面我通過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。希望通過本文，能讓讀者對紫外線消毒有一個更好的認識。
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。
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（1970年美國*完成了*個污水紫外線消毒的示范工程），現(xiàn)已在美國和加拿大普遍應(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，無二次污染，經(jīng)過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)，在國外各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在我國由于對其技術(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)計研究院在這方面開展了許多研究，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，隨著我國對污水消毒的日益重視和運行經(jīng)驗的積累，紫外線消毒技術(shù)將得到推廣，預(yù)計今后有條件的污水處理廠中80%將會采用紫外線消毒，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，會把多余能量以電磁波釋放。電磁波的能量越強，則頻率越高，波長越短。人類肉眼能看見的可見光的波長為400nm-700nm，對肉眼來說400nm的電磁波顯示成藍色、紫色，780nm的電磁波顯示成橙色、紅色。紫外線是指波長比400nm還短的波，因其光譜在紫色區(qū)之外，故名為紫外線（UltraViolet，簡稱UV）。紫外線通指是波長在100nm-400nm的電磁波，人的眼睛看不到紫外線。
100nm-400nm波長的紫外線，按其對人體的影響及功能，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.波長在240nm-270nm之間的UV-C,能直接破壞細胞、病毒的DNA和RNA，使微生物迅速死亡。
波長在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*
細胞繁殖時DNA中的長鏈打開，打開后每條長鏈上的A單元會尋找Ｔ單元結(jié)合，每條長鏈都可復(fù)制出與剛分離的另一條長鏈同樣的鏈條，恢復(fù)原來分裂前的完整DNA，成為新生細胞的基礎(chǔ)。波長在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，因細菌、病毒一般生命周期很短，不能繁殖的細菌、病毒就會迅速死亡。
（四）紫外線消毒的優(yōu)缺點
1、紫外線消毒的優(yōu)點
①、紫外線消毒無需化學(xué)藥物，不會產(chǎn)生THMs類消毒副產(chǎn)物。
②、殺菌作用快，效果好。
③、無臭味，無噪聲，不影響水的口感。
④、容易操作，管理簡單，運行和維修費用低。
2、存在問題
①、紫外線消毒法不能提供剩余的消毒能力，當(dāng)處理水離開反應(yīng)器之后，一些被紫外線殺傷的微生物在光復(fù)活機制下會修復(fù)損傷的DNA分子，使細菌再生。因此，要進一步研究光復(fù)活的原理和條件，確定避免光復(fù)活發(fā)生的zui小紫外線照射強度、時間或劑量。
②、石英套管外壁的清洗工作是運行和維修的關(guān)鍵。當(dāng)污水流經(jīng)紫外線消毒器時，其中有許多無機雜質(zhì)會沉淀、粘附在套管外壁上。尤其當(dāng)污水中有機物含量較高時更容易形成污垢膜，而且微生物容易生長形成生物膜，這些都會抑制紫外線的透射，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，開發(fā)研制具有自動清洗功能的紫外線消毒器。
③、目前國產(chǎn)紫外燈執(zhí)行直管型石英紫外線低壓汞消毒燈的國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，燈的zui大功率為4W，且有效壽命一般為1000～3000h，而進口低壓燈管的有效運行時間可達8000～12000h，中壓燈管也可達5000～6000h。相比之下，使用國產(chǎn)燈管會增加維修費用，因此，研制生產(chǎn)壽命長的紫外燈或直接引進*的紫外燈生產(chǎn)技術(shù)是目前亟待解決的問題。
④、在我國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)仍采用國外提供的數(shù)值，造成與國內(nèi)污水實際情況差別很大，為將來紫外設(shè)備的運行達到消毒要求，留下了難以克服的障礙。
（五）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 | |
| 需要的處理時間 | 30min | ≤30min | 5-10min | 30s-60s | |
| 投加量（mg/l） | 2-20 | 5-10 | 1-3 | 30b-40b | |
| 對細菌的滅活效率 | 高 | 高 | 高 | 高 | |
| 對病毒的滅活效率 | 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 | 簡單到中等 | 中等 | 復(fù)雜 | 簡單 | |
| 經(jīng) 濟 性 | 運行費用 | 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 | |
| 維護工作量 | 大 | 較小 | 大 | 小 | |
| 不 利 影 響 不 利 影 響 | 運輸過程中的安全 | 有 | 有 | 無 | 無 |
| 現(xiàn)場的安全 | 相當(dāng)大 | 中等 | 中等 | 較小 | |
| 對魚類等的毒害 | 有毒 | 有毒 | 無 | 無 | |
| 是否存在有毒副產(chǎn)品 | 有 | 可能存在少量 | 有 | 無 | |
| 清洗產(chǎn)物的處置 | 無 | 無 | 無 | 有 | |
| 是否增加溶解性固體的含量 | 是 | 是 | 否 | 否 | |
| 有無腐蝕性 | 有 | 有 | 有 | 無 | |
| 高能量消耗 | 無 | 無 | 有 | 有 | |
（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）的紫外透過率或介質(zhì)吸收率。紫外線的透過率與介質(zhì)的吸收率受水中溶解的有機物、無機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菌與病毒的DNA和RNA上。另外懸浮顆粒也會加速石英套管的結(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紫外線殺菌效果的影響較大，因為大的懸浮顆粒物會形成對細菌與病毒保護的陰影與死角。通常二沉池的出水對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、曝光時間
曝光時間與流量有關(guān)。紫外線系統(tǒng)設(shè)計時一般按照峰值流量進行設(shè)計，流量越小，曝光時間越長，系統(tǒng)具備更大的有效劑量。
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