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紫外线杀菌技术在水处置进程中的应用【摘要】利用紫外线杀灭水生传染病菌的优势已经取得普遍确认。
其实，工业界是最先利用这项技术的前驱之一。
今天，几乎所有的工业都将紫外线技术应用到水处置系统中，包括食物和饮料业、制药业、化妆品业、保健品业、制造业、高技术产业等等。
杀菌消毒是紫外线技术在水和废水领域中的要紧应用。
与此同时，工业界还将此技术应用在其他许多方面，其中包括排除臭氧、降低总有机碳、液体糖消毒、降解氯气、表面和空气和冷却塔消毒等。
本文将对紫外线在工业界的一些用途进行简要的概述。
杀菌紫外线杀菌主若是利用254纳米波长的紫外线光。
此波长的紫外线光，即便是在微量的紫外线投射剂量下，也能够破坏一个细胞的生命核心——DNA，因此阻止细胞再生,丧失再生能力使细菌变得无害，从而达到灭菌的成效。
象所有其它紫外线应用技术一样，这种系统的规模取决于紫外线的强度和接触时刻。
排除臭氧紫外线杀菌主若是利用254纳米波长的紫外线光。
此波长的紫外线光，即便是在微量的紫外线投射剂量下，也能够破坏一个细胞的生命核心——DNA，因此阻止细胞再生,丧失再生能力使细菌变得无害，从而达到灭菌的成效。
象所有其它紫外线应用技术一样，这种系统的规模取决于紫外线的强度和接触时刻。
降低总有机碳量在很多高技术和实验室装置中，有机物会妨碍高纯度水的生产。
有很多方式能够把有机物从水中清除掉，较经常使用的方式包括利用活性炭和反渗透。
波长较短的紫外线也能够有效地降低总有机碳量。
波长较短的紫外线具有更多的能量，因此能够分解有机物。
紫外线氧化有机的反映进程尽管超级复杂，其要紧原理是通过产生氧化能力很强的自由氢氧，将有机物氧化成水和二氧化碳。
和臭氧清除系统一样，这种降解有机碳的紫外线系统的紫外线放射量是传统消毒系统的三到四倍。
液体糖消毒大多数食物和饮料厂家都大量地利用液体糖。
由于糖是很容易被细菌所利用的食物，因此很容易促成细菌繁衍。
另外，液体糖是不透明的，因此很难进行完全消毒。
污水处理厂尾水紫外线消毒技术的应用摘要紫外线污水消毒技术在国外特别是欧洲和北美地区经过近30多年的发展已经成为成熟、可靠、投资效益高的绿色环保技术，在世界各地各类城市污水的消毒处理中得到日益广泛的应用，成为污水处理领域中取代传统加氯消毒的主流技术和工艺。
在国内污水处理厂尾水消毒中也得到了广泛的应用，为了进一步的引导引导紫外线消毒技术的规范应用，国家标准化委员会在2005年专门颁布了《城市给排水紫外线消毒设备》（GB/T19837-2005）国家标准，规范了紫外线消毒技术的运用，本文结合笔者的一些实际经验和研究，对紫外线消毒技术在污水处理厂中尾水消毒工艺中的应用做阐述说明。
关键词紫外线消毒标准1、城市污水消毒的必要性为了保护人类的健康、生命以及水环境和水资源，世界许多国家和地区（北美、欧盟、日本、韩国、台湾等）都要求对城市污水在排放前进行消毒处理。
污水消毒也是保护饮用水源的第一道防线。
2002年11月，我国和许多国家及地区爆发了非典型性肺炎，这一疫情的元凶冠状病毒广泛的传播和性顽强存活能力使人们意识到消毒的重要性，尤其是对接纳病人排泄物的污水处理厂的尾水消毒成为防止疫情扩散的重要防线。
我国国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局于2002年12月24日颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中首次将微生物指标列为基本控制指标，要求城市污水必须进行消毒处理，从而使污水处理的病理指标与国际接轨。
许多国家和地区在对城市污水要求消毒的同时,也制定了相应的消毒指标，相应的排放标准（部分国家和地区尾水消毒指标见表1），我国的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）将粪大肠菌列为基本污染物控制指标。
该标准规定执行二级标准和一级B类标准的污水处理厂排放要求是粪大肠菌群不超过10000个/L，执行一级A类标准的污水处理厂排放要求为不超过1000个/L。
表1 部分国家和地区尾水消毒指标2、城市污水处理厂尾水不同消毒方法的比较给排水消毒方法可分为两大类，即化学消毒方法，如：加氯消毒和臭氧消毒；和物理消毒方法，如：紫外线消毒。
紫外线消毒技术在河南省某市污水处理厂中的应用摘要：紫外线污水消毒技术在国外经过20多年的发展，已经成为成熟可靠、投资效益较高的绿色环保技术，在世界各地各类城市污水的消毒处理中得到日益广泛的应用，成为替代传统加氯消毒的主流工艺技术。
在国内，自2005年为解决非典型性肺炎疫情期间的消毒问题，国家环境保护总局发布的紧急通知中将紫外线消毒作为除加氯和臭氧消毒外的另一种有效的消毒灭菌技术方法以来，紫外线消毒在也成为了国内主流的市政污水消毒技术。
下面结合紫外线消毒在河南省某市污水处理厂的应用实例，介绍紫外线消毒在市政污水处理厂中的应用技术。
关键词：紫外线消毒标准清洗应用运行成本一、紫外线消毒消毒技术概述从1878年人们发现了自然界中太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用，直到在1901年和1906年先后发明了水银光弧这种人造紫外光源。
后来在发现了石英材质灯管传递紫外光性良好后，法国马赛的一家自来水厂很快在1901年首次将紫外线消毒工艺使用在水的消毒上面。
然而，真正引起水处理业内对紫外线消毒技术的浓厚兴趣则始于上世纪60年代中期，到了20世纪70年代至80年代初对紫外线消毒在城市水处理中的应用进行了大量的早期技术储备，这主要是由于当时人们已认识到被广泛使用的加氯消毒工艺中余氯的毒副作用，可导致对其受纳水体中大量鱼类等生物死亡，发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生致癌、致畸、致基因突变的“三致”消毒副产物。
这些促使人类寻求一种更安全的消毒方法——紫外线消毒法。
到20世纪80时年代末，加拿大、美国首先应用，尤其是当科学家们证实了紫外线消毒技术是杀灭“两虫”最有效的手段后，紫外线消毒技术在90年代迅速发展并逐渐成熟。
紫外线消毒技术成为安全可靠、经济高效、健康环保的水处理方式。
二、某市污水处理厂的紫外线消毒系统设计河南省某市污水处理厂设计建设规模为5.0万吨/日，近期建设规模2.5万吨/日。
考虑到厂区占地面积和自动化控制等因素，最终消毒系统采用了紫外线消毒技术。
紫外线灭菌技术在水处理中的应用水是生命的源头，但是仍然存在一些细菌、病毒等微生物通过环境污染进入水中，影响水质安全，更严重的是会导致疾病传播。
因此，处理水的卫生安全是至关重要的。
现代科技已经发展到足以掌控这一过程并确保水质安全。
其中，紫外线灭菌技术是一项非常有效的技术，已经被广泛应用于水处理过程之中。
第一节：紫外线灭菌技术简介紫外线灭菌技术属于非化学式杀菌技术，其原理就是通过紫外线照射灭菌灯管，将细菌和病毒等微生物的核酸结构损坏，使它们失去生命活力。
紫外线灭菌技术不需要化学药品，也不会在水中产生任何残留物，对水质也没有任何影响，因此是一种非常环保、可靠的水处理技术。
第二节：紫外线灭菌技术的应用范围紫外线灭菌技术的应用范围非常广泛，可以应用于社区供水、饮用水、游泳池、污水处理、水上乐园等各种水处理场所。
此外，紫外线灭菌技术不仅可以用于水的消毒，还可用于餐饮、医疗行业的具体器具消毒等场所，满足了多个场所的需求。
第三节：紫外线灭菌技术的优点1. 高效性：紫外线灭菌技术可以有效地杀灭大多数病毒和细菌，配置合理的的设备可达到95~99.99%的灭菌率。
紫外线灭菌速度快，一般在数秒至数十秒内即可完成灭菌。
2. 环保型：紫外线灭菌技术是一种非化学式杀菌技术，不会产生任何化学药品，也不会产生任何微毒或副产物。
3. 节能：紫外线灭菌技术不需要耗费高额的能源，一旦投入使用，各种辅助设施的费用也会沉降下来，因此运行成本较低。
4. 操作便利：紫外线灭菌技术使用操作简单，只需开启开关即可使用，维护操作也非常方便。
5. 灵活应用：紫外线灭菌技术可以应用于各种水处理场所，非常灵活。
设备小巧、结构紧凑，可以适应各种不同的采用要求。
第四节：紫外线灭菌技术的应用案例1. 青海湖桥头水厂：青海湖是我国最大的内陆咸水湖，其水源状况急需进行有效消毒。
青海湖桥头水厂利用大规模紫外线消毒技术，从而提高了青海湖桥头水厂供水的水质与水源的安全性，保证了当地居民健康的饮用水。
紫外线消毒技术在污水处理中的应用摘要：污水中含有大量的细菌和病毒，在污水处理过程中，对污水中的细菌和病毒的消减是污水处理工作的重要部分。
紫外线消毒系统因其无污染、消毒高效、可持续大水量消毒、安全可靠的特点在污水处理中得到大量的运用，通过实验探讨了紫外线消毒的效果。
关键词：紫外线消毒污水处理污水中含有大量的有毒、有害物质，包括许多有毒、致病的细菌和病毒。
随着生活水平的完善和提高，人们对环境的要求也逐步提高，有效降低污水中细菌和病毒是污水处理的一项重要环节，紫外线消毒技术在降低和减少污水中细菌和病毒处理过程中得到大量的应用。
紫外线消毒技术是通过输一定波长的紫外线来破坏细菌等微生物细胞相关分子结构，从而达到消毒杀菌的目的。
同时紫外线消毒技术在污水处理中的应用，相比于传统的加氯消毒，具有污染小.成本低和操作便捷等特点与优势，更符合于当今社会和人们的生活.生产的需求。
一．紫外线消毒的原理紫外线是介于可视光线和X射线之间的电磁波频谱，是一种肉眼看不见的光波，波长范围为100-400nm(纳米)存在于光谱紫外线端的外侧，故称之为紫外线，依据不同的波长范围，一般被割分为A、B、C三种波段，紫外线c：200- 280nm 紫外线b：280- 315nm 紫外线a：315- 400nm。
其中的C波段紫外线波长在240－260nm之间，为最有效的杀菌波段，波段中之波长最强点是253.7nm。
紫外线消毒作用是紫外线通过刺穿细胞膜，微生物体内的脱氧核糖核酸吸收紫外光线来完成，紫外光主要是被中枢脱氧核糖核酸的核糖和磷酸盐以及核酸中的腺嘌呤，鸟嘌呤，胞核嘧啶和胸腺嘧啶（核糖核酸中的尿嘧啶）所吸收。
在吸收紫外线辐射以后，胸腺嘧啶二聚物是最为常见的产物。
这种产物是由两个相邻的胸腺嘧啶分子结合而形成的。
紫外线杀菌的原理就是在于，这些二聚物和另外一些光化产品可以阻止脱氧核糖核酸的复制和再繁殖，因此阻止细胞再生，从而达到灭菌的效果。
这种消毒系统的规模取决于紫外线的强度(照射器的强度和功率)和接触时间(水、液体、或空气暴露在紫外线下的时间长短)。
紫外线杀菌消毒灯在水
处理中的作用阐述
在工厂中对于紫外线杀菌消毒灯使用范围非常广泛，不仅能够处理各种水质，还能处理排放出的水。
一、紫外线杀菌灯管机理和处理特性
紫外线波长大约在二百到二百九之间，通过细菌的细胞膜改变DNA使其造成损伤，最终丧失繁殖能力，也就达到完杀菌能力之所以这么强就是由于杀灭的微生物所需的紫外线照射量进行来菌处理，还不会造成任何水质变化，短时间内处理性非常好，整个杀菌过程都是在流通型装置内完成。
杀菌能力的强弱用紫外线照射量mw.s/cm2来进行表示，不同的细菌病毒对不同波段的紫外线有着不一样的敏感程度，通过试验结果表明，在照射量D10=mw.s/cm2时，能达到百分之九十九。
二、紫外线杀菌的适用场合及注意事项
对于水的细菌很多厂家都采用水的紫外线杀菌灯管，这种方法不需要在水中加入任何类型的不纯物，不会使水质发生任何变化，在非常短的时间内就能达到灭菌的状态。
紫外线消毒技术在水处理中的应用随着科技的不断发展，人们对健康的重视程度也逐渐提升。
而水作为我们身体的必需品，对于水的质量更是越来越关注。
为了保障我们的饮用水质量，消毒是不可少的一道工序。
传统消毒技术有很多，如氯气消毒、臭氧消毒、超声波消毒等，然而这些消毒技术均存在着不同程度的缺陷，比如化学药品的残留、设备高成本等。
近年来，基于紫外线的消毒技术得到了广泛的关注和应用。
本文将探讨紫外线消毒技术在水处理中的应用。
一、紫外线消毒技术的原理与特点紫外线是一种波长范围为100到400纳米之间的电磁辐射，这种辐射能够穿透细菌及病毒的细胞壁，并破坏其DNA分子，最终导致其死亡。
用紫外线处理水可消除水中大多数菌群及病毒，是一种比较理想的消毒技术。
相较于其他传统消毒技术，紫外线消毒技术具有明显的优势：1.高效：紫外线消毒不需要任何添加剂，并且消毒速度很快，可在水流量下大规模地进行消毒，整个过程不需要任何操作，只需要设备在使用。
2.稳定：紫外线消毒不会对水中物质造成任何化学反应，不会产生坏味或色彩变化，也不会对水中的氧含量或pH值造成影响。
3.安全：紫外线消毒过程不产生有害的化学残留，不会对健康造成任何负面影响。
同时，相较于其他传统消毒技术，紫外线消毒技术没有任何电离辐射，不存在辐射危害。
4.环保：紫外线消毒技术不会对环境造成任何污染，是一种非常环保的消毒方式。
二、紫外线消毒技术在水处理中的应用紫外线消毒技术已经被广泛应用于饮用水、游泳池水、工艺水、水产养殖等领域，以下将简单介绍其在饮用水领域的应用。
1.家庭饮用水家庭饮用水中几乎都需要经过消毒处理，而紫外线消毒器可以方便地放于水龙头下，对家庭饮用水进行消毒。
这种方式不仅方便快捷，而且可以消除水中的大多数细菌和病毒。
对于家庭用户而言，紫外线消毒器具有结构简单、易于维护、成本低廉等优点，受到了很多家庭用户的青睐。
2.厂商饮用水厂商饮用水是指向厂区、学校等大型场所设立的饮用水设施，一般需要大量的饮用水，因此需要大规模的消毒设备。
紫外线消毒技术在河南省某市污水处理厂中的应用
摘要：紫外线污水消毒技术在国外经过20多年的发展，已经成为成熟可靠、投资效益较高的绿色环保技术，在世界各地各类城市污水的消毒处理中得到日益广泛的应用，成为替代传统加氯消毒的主流工艺技术。
在国内，自2005年为解决非典型性肺炎疫情期间的消毒问题，国家环境保护总局发布的紧急通知中将紫外线消毒作为除加氯和臭氧消毒外的另一种有效的消毒灭菌技术方法以来，紫外线消毒在也成为了国内主流的市政污水消毒技术。
下面结合紫外线消毒在河南省某市污水处理厂的应用实例，介绍紫外线消毒在市政污水处理厂中的应用技术。
关键词：紫外线消毒标准清洗应用运行成本
一、紫外线消毒消毒技术概述
从1878年人们发现了自然界中太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用，直到在1901年和1906年先后发明了水银光弧这种人造紫外光源。
后来在发现了石英材质灯管传递紫外光性良好后，法国马赛的一家自来水厂很快在1901年首次将紫外线消毒工艺使用在水的消毒上面。
然而，真正引起水处理业内对紫外线消毒技术的浓厚兴趣则始于上世纪60年代中期，到了20世纪70年代至80年代初对紫外线消毒在城市水处理中的应用进行了大量的早期技术储备，这主要是由于当时人们已认识到被广泛使用的加氯消毒工艺中余氯的毒副作用，可导致对其受纳水体中大量鱼类等生物死亡，发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生致癌、致畸、致基因突变的―三致‖消毒副产物。
这些促使人类寻求一种更安全的消毒方法——紫外线消毒法。
到20世纪80时年代末，加拿大、美国首先应用，尤其是当科学家们证实了紫外线消毒技术是杀灭―两虫‖最有效的手段后，紫外线消毒技术在90年代迅速发展并逐渐成熟。
紫外线消毒技术成为安全可靠、经济高效、健康环保的水处理方式。
二、某市污水处理厂的紫外线消毒系统设计
河南省某市污水处理厂设计建设规模为5.0万吨/日，近期建设规模2.5万吨/日。
考虑到厂区占地面积和自动化控制等因素，最终消毒系统采用了紫外线消毒技术。
消毒系统土建设计一次建成，设备分期安装。
通过竞标，最终采购了加拿大某品牌的紫外线消毒设备。
在已知前期工艺处理可达到国家二级出水标准的前提下，根据最高流量为3.625万吨/日的处理规模，现场测定紫外线穿透率达到65%。
依据3000PLuS的生物剂量实验的曲线（该曲线为TROJAN工程师依据多年的实验经验所得），曲线的横坐标是每灯的水流量，纵坐标为某灭活率的紫外线剂量。
这样紫外线消毒的产品就象水泵的工作曲线一样，选型简单可靠。
以下是设计的基本参数表：
设备选型UV3000 PLUS TM 备注
灯管型号低压高强紫外灯管含石英套管
灯管数量40根
运行成本≤1分/吨含电费和灯管更换费用
灯管寿命保证12000小时以上可达18000小时以上
清洗方式在线机械加化学清洗保证持续消毒
总装机容量12.7kV A 平均运行功率6.1 kW
水渠结构2条水渠，1个模块组
每条水渠尺寸长≥6000mm
宽=609.6mm
深= 1574.8mm 总占地面积约：20m2
该厂考虑到二期扩建，预留一条渠道，除土建渠道外，无需其他附属构筑物。
电子镇流器由于本身发热量小，安装在模块上方，采取对流传热的方式保护电子镇流器。
用作市政污水的紫外灯管主要有三种，并按照单根灯管紫外能输出分为低压灯（30–50 W）、低压高强灯（100 W以上）和中压灯（420 W以上）。
由于中压灯光电转化效率为15%左右，低压灯输出功率较低，权衡考虑成本和维护等方面的因素，选择UV3000PLUS低压高强紫外线灯管。
三、紫外线消毒技术的清洗系统选型
该厂紫外线消毒设备设计采用全自动在线机械加化学清洗，使得设备维护简单方便。
全自动机械加化学清洗方式是该加拿大紫外线消毒产品的专利技术，由于污水中不可避免的会有导致灯管在运行过程中表面结垢的有机物和Ca2+，Mg2+等。
所以持续有效的清洗方式是保证紫外线消毒持续达标的保证，从下图中我们可以看到完全不清洗、在线纯机械清洗、在线自动机械加化学清洗方式对紫外线消毒灯管的影响——而这是决定消毒达标的关键因素。
(A) 清洗部分(B) 无自动清洗(C) 纯机械自动清洗(D) 机械加化学自动清洗
机械加化学式自动清洗系统主要由液压系统中心和的清洗头组成。
其工作原理是：安装在水中的紫外线强度监视仪将上述信息传递给系统控制中心，系统控制中心会发出清洗指令，开启液压中心的液压泵，通过液压驱动套管上清洗头，在机械刮擦套管表面的同时，清洗头内的清洗液释放到套管上，有效去掉难以通过刮擦有效去除的污垢。
当污垢被逐渐清洗，水体中的紫外能量逐渐提高，紫外线强度监视仪将恢复后的紫外线强度反馈给系统控制中心，系统控制中心发出指令停止清洗，液压泵停止工作，清洗完毕。
此清洗方式免除了将灯管拿出消毒统或渠道外人工清洗的需要，套管清洗时灯管在消毒系统中正常运行，使紫外系统运行操作更为简捷，大大减少人工维护操作需要及时间和强度。
由于释放到处理水体中的清洗液含量小于10-7ml/L，这一数值在接受水体中被进一步稀释，因此不会造成二次污染。
带有机械加化学自动清洗装置的紫外消毒系统已被广泛使用在排放标准很高的北美和欧洲的废水再生、中水回用处理应用中。
四、紫外线消毒剂量调节
另外在紫外线消毒中，由于污水处理厂现场水质波动变化，让灯管输出紫外线的剂量按照水质同步调节对节省电耗和减弱灯管的损耗从而增加灯管的使用寿命就显得格外重要。
紫外线消毒设备实现这一关键过程的是依赖高效节能的电子镇流器。
从下图中我们可以清楚了解到系统控制中心如何充分利用电子镇流器、流量计、紫外线光强探头、UVT(污水紫外穿透率)来采集和反馈信息从而让灯管始终按照最经济有效的方式运行，以达到环保节能。
系统控制中心实时监控所有灯管和电子镇流器的运行情况，并对设备运行全过程记录保留，以及时处理报警信息等。
系统控制原理图如下：
有了上述保障，紫外线消毒灯管就能够依照水质同步调节以经济的达到消毒标准。
同时，采取自动水位控制器，由于对水位足够敏感，水位控制器可以维持水位在1cm以内变化。
由于水流从水位控制器底部流出，所以不存在底部水质的消毒死角。
四、结论
河南省某污水处理厂自2006从运行至今，紫外线消毒系统运行情况良好，出水水质及消毒指标达到了国家二级标准排放标准。
紫外线消毒以其高效的杀菌广谱性和比传统液氯等消毒方式更经济的土建投资和运行成本，无二次污染等优势在国内已经有1000多万吨/日的污水处理规模。
在我国，紫外线消毒已经得到了广泛的应用，甚至在自来水行业，紫外线消毒也渐渐占据部分市场（国外纽约
正在建设一个830万吨/天的超大型紫外线消毒设备），有理由相信紫外线消毒技术必将得到越来越广泛的应用。
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注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
