紫外线(UV)消毒(一).
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紫外线(UV)消毒摘要:紫外线在饮用水处理中的应用已经有几十年的历史。
但是由于其技术复杂,成本昂贵,使其应用受到限制。
本世纪七十年代,由于水污染的加剧和公众健康意识的提高,迫使人们在传统水处理工艺的基础上采用新的手段,保证供水水质符合更加安全的饮用水标准。
经过近二十年的研究和实践,以紫外线为主组成的复合应用技术,以其良好的处理效果成为给水深度净化技术的首选。
本文主要阐述了紫外线(UV)消毒的发展概况,消毒的基本原理,以及国内外应用概况和紫外线杀菌灯的工作原理,并探讨采用紫外线消毒存在的主要问题及改进方向。
经过紫外线消毒的污水可以在很多领域再利用,以实现污水资源化。
关键词:紫外线消毒杀菌1 概述目前,给排水消毒方法可分为两大类,即化学消毒法和物理消毒法。
化学消毒法有加氯消毒和臭氧消毒等;物理消毒法有紫外线消毒等。
化学消毒法一般都会产生消毒副产物,而紫外线消毒是唯一早在1878年人类就发现了太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用。
人类对紫外线消毒技术在城市污水处理中的应用则始于20世纪60年代中叶,并于70年代到80年代初对紫外线消毒在城市污水处理中的应用进行了大量早期的研究,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的余氯对受纳水体中的鱼类等生物有毒,而且发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生如三卤甲烷(THMs)等致癌、致基因,致畸变的副产物。
这些发现促使人类寻求一种更好的消毒方法,不会产生消毒副产物的方法,也不会造成二次污染问题。
于是,人们开始关注紫外线在消毒方面的应用。
紫外线消毒法最早应用于美国(1970年美国环保局完成了第一个污水紫外线消毒的示范工程),现已在美国和加拿大普遍应用。
紫外线消毒技术为物理消毒方式的一种,具有广谱杀菌能力,无二次污染,经过30多年的发展,已经成为成熟可靠高效环保的消毒技术,在国外各个领域得到了广泛的运用。
在我国由于对其技术的了解有一定的局限性,在污水处理中的应用不多。
三类环境空气消毒的几种方法(一)三类环境空气消毒的几种方法一、物理消毒方法•紫外线消毒:利用紫外线辐射杀灭细菌、病毒等微生物。
常见的紫外线消毒设备有UV灯、紫外线空气消毒机等,可以有效地净化空气。
但紫外线消毒对于硬表面的消毒效果更好,而对于空气中的微生物的杀灭效果有限。
•过滤消毒:通过过滤的方式去除空气中的微小颗粒和有害气体,达到净化空气的效果。
常见的过滤消毒设备有空气净化器、空气滤芯等。
过滤消毒可以去除空气中的灰尘、花粉、烟雾等,但对于细菌、病毒等微生物的杀灭效果较弱。
•空气离子消毒:通过产生大量负离子,将空气中的细菌、病毒等微生物吸附在离子上,从而达到净化空气的目的。
常见的空气离子消毒设备有空气净化器、空气离子发生器等。
空气离子消毒可以净化空气,并具有消除异味、除尘等功能。
二、化学消毒方法•臭氧消毒:利用臭氧气体的强氧化性来杀灭空气中的细菌、病毒等微生物。
常见的臭氧消毒设备有臭氧发生器、臭氧消毒机等,可以对空气中的污染物进行彻底氧化,达到消毒净化的效果。
但臭氧消毒需要注意控制臭氧的浓度,避免对人体产生伤害。
•消毒喷雾剂:将具有杀菌作用的消毒剂制成喷雾剂,经过喷洒使空气中的微生物得到杀灭。
常见的消毒喷雾剂有酒精、过氧化氢等,可以快速杀灭空气中的细菌、病毒等有害微生物。
但使用消毒喷雾剂需要注意剂量和使用方法,以免对人体造成危害。
•手持式消毒器具:利用化学物质对空气中的微生物进行杀灭的小型设备,方便携带和使用。
常见的手持式消毒器具有紫外线杀菌棒、臭氧杀菌机等,可以在特定场合进行局部消毒和空气净化。
三、生物消毒方法•植物消毒:通过植物释放的挥发性有机物质,抑制或杀灭空气中的微生物。
常见的消毒植物有苦参、迎春花等,可以通过布置植物来净化空气,具有一定的消毒效果。
但植物消毒需要注意植物的种类和数量,以及对植物的养护和管理。
•益生菌消毒:利用益生菌对有害微生物的抑制作用消灭空气中的细菌、病毒等。
常见的益生菌消毒产品有空气益生菌喷雾剂、益生菌滤芯等,可以调节空气中的微生物菌群,保持空气的良好品质。
紫外线杀菌作用的原理及运用紫外线(UV)杀菌作用的原理基于紫外线具有破坏微生物(包括细菌、病毒、真菌等)的核酸(DNA和RNA)结构的能力。
紫外线杀菌主要包括UV A (315-400纳米)、UVB(280-315纳米)和UVC(100-280纳米)三个波段,其中UVC在200-280纳米的紫外线辐射中,对微生物的杀菌效果最为显著。
原理:1.DNA和RNA的吸收:紫外线在特定波段的短波长光线中,能够被微生物的核酸(DNA和RNA)所吸收。
2.形成光生物学效应:吸收紫外线后,核酸分子内的光能被转化为化学能,引发一系列光生物学效应。
3.形成交联和损伤:光生物学效应导致核酸内的嘌呤和嘧啶等碱基之间形成交联,或者直接引起DNA链的断裂,从而破坏微生物的遗传信息。
4.细胞死亡:DNA和RNA的严重损伤会阻止微生物的正常复制和繁殖,最终导致细胞死亡,从而实现杀菌的效果。
运用:1.水质处理:UVC紫外线常被用于处理水质,包括饮用水、游泳池水、废水等。
通过紫外线辐射,能有效杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物。
2.空气净化:紫外线空气净化器利用UVC紫外线来杀灭空气中的细菌、病毒和真菌,提高室内空气质量。
3.医疗器械消毒:在医疗领域,UVC紫外线用于消毒医疗器械、手术室等设施,以预防医院感染。
4.食品处理:UVC紫外线可用于食品工业,对食品表面进行杀菌处理,延长食品的保质期。
5.表面消毒:UVC紫外线可以用于表面消毒,如消毒工作台、实验室器具等。
6.空调系统消毒:在空调系统中应用UVC紫外线,可以有效地杀灭空气中的微生物,减少空气传播的疾病。
需要注意的是,使用紫外线进行杀菌需要考虑紫外线的波长、剂量和照射时间等参数,确保达到杀菌的效果同时不对人体和环境造成危害。
此外,UVC紫外线是一种紫外线辐射,直接暴露可能对皮肤和眼睛造成伤害,因此在使用时应采取相应的安全措施。
紫外线消毒的技术特点●高效率杀菌紫外线对细菌、病毒的杀菌作用一般在一秒内完成,而对传统氯气及臭氧方法来说,要达到紫外线的效果一般需要20分钟至一小时的时间。
●杀菌广谱性紫外线技术在目前所有的消毒技术中,杀菌的广谱性是最高的。
它对几乎所有细菌、病毒都能高效率杀灭。
●无二次污染由于紫外消毒技术不需要加入任何化学药剂,因此它不会对水及周围环境造成二次污染。
●运行维护简单,费用低由于九十年代对紫外线核心技术的完善,紫外线消毒技术不仅消毒效率是所有消毒手段中最高的,而且其运行维护简单,运行成本低,可达每吨水4厘或更低,因此,其性价比是所有消毒技术中最高的。
它既具有其它消毒技术无法比拟的高效率,又具有成本和运行费用低的优点。
在千吨水处理水平,它的成本只是氯消毒的1/2,是加氯脱氯消毒的2/5,更只有臭氧消毒成本的1/9。
即使在十万吨处理量水平,紫外线消毒设备的投资及运行成本也远远低于其它消毒技术。
●连续大水量消毒九十年代末紫外线消毒技术的另一个特点是一年365天,一天24小时连续运行。
除定期需一、二小时以内的例行保养外,其最佳操作条件是24小时连续运行。
●应用领域广在目前所有的技术中,没有一种像紫外线技术一样,具有如此广泛的应用领域。
它不仅可以消毒淡水,还可以消毒海水;不仅可以消毒饮用水,还可以消毒废水。
它可以广泛应用在各种各样需要水消毒的领域。
例如:养殖业淡水、海水消毒,贝类净化,农业加工用水,饮用纯净水,电子,医药,生物工业用超纯净水,各种饮料,啤酒以及食品加工等等。
紫外线是指波长在200nm~380nm之间的太阳光线,包括3类:UV-A波长为315nm~380nm,UV-B波长为 280nm~315nm,UV-C波长200nm~280nm。
到达地球表面的太阳光线(290nm—2000nm)中紫外线约占13%,其中UV-A占 97%,UV-B占3%,UV-C接近于0。
对人皮肤损伤的只有UV-A、UV-B。
UV原理及操作一、UV原理1.UV是紫外线的英文缩写,是一种波长较短、能量较高的电磁辐射。
2.UV技术是一种无污染、无副作用的消毒方法,可以有效地杀灭细菌、病毒等微生物,广泛应用于饮用水、食品加工、制药、医疗卫生等领域。
3.UV消毒的原理是利用紫外线照射微生物细胞内部DNA分子的特定波长,使其断裂或交联,从而破坏微生物基因组,抑制其繁殖和生长,达到消毒的目的。
二、UV操作UV设备选择在使用UV消毒设备时,首先需要根据实际需求选择合适的设备。
UV 设备通常包括UV灯管、反应室、电子控制系统等部分。
在选择UV 设备时,需要考虑消毒场所的大小、水流量、水质情况等因素,从而选择合适的设备。
UV设备安装UV设备的安装需要考虑环境温度、湿度、气流等因素,以确保设备能够正常运行。
同时,还需要根据设备的使用说明进行正确连接,确保设备的正常运转。
UV设备操作在操作UV设备时,需要注意以下几点:(1) 开机前检查:将UV设备连接好后,首先需要进行开机前检查。
检查项目包括UV灯管是否正常、反应室是否清洁、电子控制系统是否正常等。
(2) 开机操作:开机前需要确保反应室内没有任何异物,并将UV灯管充分预热。
开机后,需要根据实际情况调整UV灯管的位置和数量,以确保消毒效果。
(3) 关机操作:在关闭UV设备前,需要先关闭电源,然后等待UV灯管完全冷却后再进行清洗和维护。
UV设备维护UV设备的维护包括定期清洗反应室、更换UV灯管、检查电子控制系统等。
在维护UV设备时,需要按照设备的使用说明进行操作,确保设备的正常运行。
三、UV消毒的优缺点UV消毒作为一种高效、无污染、无副作用的消毒方法,具有以下优点:(1) 操作简单:UV消毒不需要添加任何化学药剂,操作简单易行。
(2) 消毒效果好:UV消毒可以有效地杀灭各种细菌、病毒等微生物。
(3) 环保无污染:UV消毒不会产生任何有害物质,对环境无污染。
但是,UV消毒也存在以下缺点:(1) 消毒范围受限:UV消毒的消毒范围比较狭窄,需要对消毒物品进行逐一照射,效率比较低。
紫外线消毒灯的使用及注意事项紫外线(UV)是一种低能量的电磁辐射,消毒使用的紫外线为C波紫外线,其波长范围是200~275nm,杀菌作用最强的波长为253.7nm。
下面是小编为大家整理的紫外线消毒灯的使用及注意事项,仅供参考,欢迎阅读。
紫外线的消毒方法1、空气消毒:使用时请关闭门窗,房间内应保持清洁干燥,自灯亮5-7分钟后开始计时,有效距离不超过2米,每次消毒时间为30-40分钟;如关灯后需要再开启,应间歇3-4分钟再开;紫外线灯照射过程中严禁人员进入室内,紫外线消毒过程中会产生臭氧,照射完毕后应开窗通风;必须进入时,应先停止紫外线消毒灯照射。
2、物品表面消毒:将物品要摊开或挂起,使其充分暴露以受到直接照射照射,紫外线不能穿透物体;物体表面消毒时,灯管距离污染表面不宜超过1m,在灯管紫外线辐射强度符合要求的情况下,照射时间不得少于30min。
高强度、低臭氧紫外线杀菌灯,有效距离内照射30min~60min。
注意事项紫外线对人体皮肤黏膜有一定损害,使用紫外线消毒灯时一定注意做好防护,眼睛更要注意不能直视紫外线光源,否则眼睛会受伤害。
1、为甚么紫外灯杀菌时不克不及有人?根据紫外线对人体的影响及辐射波段的不同,可分为长波紫外线(UVA,波长为315~400nm)、中波紫外线(UVB,波长为280~315nm)和短波紫外线(UVC,波长为200~280nm)三大类。
其中紫外线消毒灯产生的紫外线就属于UVC。
波长越短能量越高,相反的波长越长穿透力越好。
如果人体受到过量的紫外线映照,会引起光化学反应,导致机体发生一系列变化。
对人的眼睛、皮肤和免疫体系等造成危害。
历久接触紫外线可引起电光性眼炎,电光性眼炎反复发作可导致结膜炎、慢性眼脸炎,甚至发生眼脸皮肤癌等病变。
紫外线对机体免疫系统具有抑制作用,可引起一些列的炎症反应,如皮肤红斑、肿痛、上皮增生和机体抵抗外界侵袭能力下降等。
紫外线消毒灯对人体的伤害是与紫外线的辐射强度和辐射时间成正比,即照射剂量越大,对人的伤害越严重。
紫外线(UV)消毒技术在制药行业中的应用引言紫外线(UV) 技术最初是用来确保城镇自来水的完全消毒。
自40 多年前该技术推出以来,现在已经应用于全球范围内许多行业包括制药企业的消毒、TOC(总有机碳的含量)降解、臭氧和氯胺分解以及生产工艺用水的余氯脱除。
水是制药过程中用量最大的物质,在更多严格标准的驱动及日益复杂工艺要求下消毒技术已被采用。
药品生产一般都是由几个工艺段组成,在不同阶段之间本身也可能遭至微生物污染,而紫外线消毒可以被用作为有效的保障,从而确保药品在各个工艺段之间不会发生变质。
紫外线安装典型阶段是在活性碳过滤器之后或RO 之前,或者将紫外消毒及TOC 降解系统设置于精处理单元。
活性碳过滤器后面加上合适紫外消毒系统或RO 处理单元之前装一个合适紫外线消毒系统将杀灭进水中99.9% 的细菌。
紫外消毒技术紫外线消毒系统通常分为两种截然不同的类型:低压及中压。
低压系统紫外线输出单色光谱(254 纳米波长),而中压系统输出多色光谱紫外线(波长介于240 – 310 纳米之间)。
紫外线通过打断微生物脱氧核糖核酸(DNA)的腺嘌呤和硫胺分子,使其无法继续繁殖。
微生物因而可在不使用化学药品的情况下被杀死。
尽管254纳米是有效消毒波长,但脱氧核糖核酸能最有效地吸收的波长为265 纳米的紫外线(见图1)。
了解这些不同波长紫外线杀菌能力差异是设计具有杀菌效果好、效率高的紫外线消毒设备的基础。
总体来说,低压系统最好用于小流量、间歇性系统,而中压技术则更适合高流速水体消毒。
紫外线系统的安装紫外设备可以安装在超纯水系统的各种位置(见图2)。
安装或改造现有管道和容器相对简单,可实现最低程度的生产扰动和最小的占地要求。
根据使用目的不同,唯一需要进行定期维护的工作是每12 个月更换一次紫外灯管,可由现场工作人员进行简单的操作即可完成。
一旦安装完毕,处理工厂就可以每天24 小时运作,无需停机对系统进行日常卫生维护和消毒。
简述紫外线消毒技术的起源及应用分析(1) 紫外线(UV)消毒技术的起源从20世纪60年代,人类开始将紫外线消毒技术应于于城市污水处理中,这是由于当时人们已认识到使用加氯消毒工艺中产生的余氯对水体中的鱼类等生物有毒,而且氯消毒等化学消毒方法会产生如三卤甲烷等致癌、致基因,致畸变的副产物。
人们通过实践发现,紫外线消毒在城市污水处理中不会产生消毒副产物。
进入21世纪后,紫外线消毒器技术将得到更多的推广,从国内来说,预计今后有条件的污水处理厂中50%将会采用紫外线消毒。
(2) 如何利用紫外线进行消毒在给排水工程中应用的紫外光消毒是指UVC消毒,从原理上来说,紫外光消毒技术是在现代防疫学、医学和光动力学的基础上,利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水,将水中各种细菌、寄生虫、病毒、水藻以及其他病原体直接杀死,达到消毒的目的。
紫外线消毒是一种物理方法,不需向水中增加任何物质,没有副作用,这是它优于氯化消毒的地方,通常与其它物质联合使用,常见的联合工艺有UV+H2O2、UV+H2O2+O3等,可以取得更好的消毒效果。
(3) 紫外线消毒在给排水中的应用经过多年的研究和实践,以紫外线为主组成的消毒技术,凭借良好的处理效果已成为给水深度净化的首选。
而将紫外线消毒方式应用于城市污水二级处理出水的消毒可以满足景观及绿化用水要求。
经过紫外线消毒的污水可有效实现污水资源化,用于灌溉农田、林地和草坪等,可避免化学消毒剂对植物的损伤;用于地下水回灌可以防止微生物对化学消毒剂产生适应性而再度繁殖造成的地层堵塞。
紫外线消毒将成为取代传统化学消毒方法的主流技术。
(4) 紫外线的消毒杀菌和光化学功能消毒杀菌:通过直接照射,紫外线(主要指UVC)可以通过破坏各种细菌、病毒、微生物、寄生虫或其它病原体细胞组织中的DNA、RNA,阻止细胞的再生,因此具有高效的杀菌功能。
光化学:空气中的氧气在紫外光的照射下,发生光解作用,产生臭氧,臭氧是一种有效的氧化剂,能够杀灭水中或空气中的细菌、病毒;水中的水分子、臭氧、氧气及双氧水等在紫外线的辐射下发生着复杂的光化学反应,并通过在水中形成具有比臭氧和氯更强的氧化能力的羟基自由基,可以对水中的有机污染物、微生物污染等进行彻底的降解。
紫外线(UV)消毒(一)
摘要:紫外线在饮用水处理中的应用已经有几十年的历史。
但是由于其技术复杂,成本昂贵,使其应用受到限制。
本世纪七十年代,由于水污染的加剧和公众健康意识的提高,迫使人们在传统水处理工艺的基础上采用新的手段,保证供水水质符合更加安全的饮用水标准。
经过近二十年的研究和实践,以紫外线为主组成的复合应用技术,以其良好的处理效果成为给水深度净化技术的首选。
本文主要阐述了紫外线(UV)消毒的发展概况,消毒的基本原理,以及国内外应用概况和紫外线杀菌灯的工作原理,并探讨采用紫外线消毒存在的主要问题及改进方向。
经过紫外线消毒的污水可以在很多领域再利用,以实现污水资源化。
关键词:紫外线消毒杀菌
1 概述
目前,给排水消毒方法可分为两大类,即化学消毒法和物理消毒法。
化学消毒法有加氯消毒和臭氧消毒等;物理消毒法有紫外线消毒等。
化学消毒法一般都会产生消毒副产物,而紫外线消毒是唯一早在1878年人类就发现了太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用。
人类对紫外线消毒技术在城市污水处理中的应用则始于20世纪60年代中叶,并于70年代到80年代初对紫外线消毒在城市污水处理中的应用进行了大量早期的研究,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的余氯对受纳水体中的鱼类等生物有毒,而且发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生如三卤甲烷(THMs)等致癌、致基因,致畸变的副产物。
这些发现促使人类寻求一种更好的消毒方法,不会产生消毒副产物的方法,也不会造成二次污染问题。
于是,人们开始关注紫外线在消毒方面的应用。
紫外线消毒法最早应用于美国(1970年美国环保局完成了第一个污水紫外线消毒的示范工程),现已在美国和加拿大普遍应用。
紫外线消毒技术为物理消毒方式的一种,具有广谱杀菌能力,无二次污染,经过30多年的发展,已经成为成熟可靠高效环保的消毒技术,在国外各个领域得到了广泛的运用。
在我国由于对其技术的了解有一定的局限性,在污水处理中的应用不多。
上海市政工程设计研究院在这方面开展了许多研究,并已在上海闵行、长桥等污水处理厂得到应用。
进入21世纪后,随着对污水尾水消毒的日益重视和运行经验的积累,紫外线消毒技术将得到推广,预计今后有条件的污水处理厂中 50%将会采用紫外线消毒,并成为取代传统化学消毒方法的主流技术。
2,紫外线消毒原理
紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果。
经试验,紫外线杀菌的有效波长
范围可分为四个不同的波段:UVA(400~315nm)、UVB(315~280nm)、UVC (280~200nm)和真空紫外线(200~100nm)。
其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。
就杀菌速度而言,UVC处于微生物吸收峰范围之内,可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌,而UVA 和UVB由于处于微生物吸收峰范围之外,杀菌速度很慢,往往需要数小时才能起到杀菌作用,在实际工程的数秒钟水力停留(照射)时间内,该部分实际上属于无效紫外部分。
真空紫外光穿透能力极弱,灯管和套管需要采用极高透光率的石英,一般用半导体行业降解水中的TOC,不用于杀菌消毒。
因此,给排水工程中所说的紫外光消毒实际上就是指UVC消毒。
紫外光消毒技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上,利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水,将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死,达到消毒的目的。
研究表明,紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体) 的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死,从而达到消毒的目的。
紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等,从而改变了DNA 的生物活性,使微生物自身不能复制,这种紫外线损伤也是致死性损伤。
紫外线消毒是一种物理方法,它不向水中增加任何物质,没有副作用,这是它优于氯化消毒的地方,它通常与其它物质联合使用,常见的联合工艺有UV+H2O2、UV+H2O2+O3、UV+TiO2,这样,消毒效果会更好。
3 紫外线杀菌灯工作原理
目前能够输出足够的UVC强度用于工程消毒的只有人工汞(合金)灯光源。
紫外线杀菌灯灯管是由石英玻璃制成,汞灯根据点亮后的灯管内汞蒸气压的不同和紫外线输出强度的不同,分为三种:低压低强度汞灯、中压高强度汞灯和低压高强度汞灯。
杀菌效果是由微生物所接受的照射剂量决定的,同时,也受到紫外线的输出能量,与灯的类型,光强和使用时间有关,随着灯的老化,它将丧失30%-50%的强度。
紫外照射剂量是指达到一定的细菌灭活率时,需要特定波长紫外线的量:照射剂量(J/m2)=照射时间(s)×UVC强度(W /m2)照射剂量越大,消毒效率越高,由于设备尺寸要求,一般照射时间只有几秒,因此,灯管的UVC输出强度就成了衡量紫外光消毒设备性能最主要的参数。
在城市污水消毒中,一般平均照射剂量在300 J/m2以上。
低于此值,有可能出现光复活现象,即病菌不能被彻底杀死,当从渠道中流出接受可见光照射后,重新复活,降低了杀菌效果。
杀菌效率要求越高,所需的照射剂量越大。
影响微生物接受到足够紫外光照射剂量的主要因素是透光率(254 nm 处),当UVC输出强度和照射时间一定时,透光率的变化将造成微生物实际接受剂量的变化。
4 紫外线消毒的优点
(1)紫外线消毒无需化学药品,不会产生THMs类消毒副产物。
(2)杀菌作用快,效果好。
(3)无臭味,无噪声,不影响水的口感。
(4)容易操作,管理简单,运行和维修费用低。
5 紫外线消毒在实际中的应用情况
大多数紫外线装置利用传统的低压紫外灯技术,也有一些大型水厂采用低压高强度紫外灯系统和中压高强度紫外灯系统,由于产生高强度的紫外线可能使灯管数量减少90%以上,从而缩小了占地面积,节约了安装和维修费用,并且使紫外线消毒法对水质较差的出水也适用。
目前国内研究、生产和应用污水紫外线消毒器还很少。
天津大学的顾平等人以天津纪庄子污水处理厂的深度处理出水为研究对象,进行了静态和动态试验,确定了紫外线剂量与细菌存活率之间的关系,并设计出能产生紊流的紫外线消毒器,多元水环保技术产业(中国)有限公司研制生产的封闭式消毒器可处理100~500m3/h水量,并且在游泳池的循环水消毒中已有应用,模块化敞开式消毒器可根据用户需求具体设计安装。
烟台市套子湾污水厂的深度处理采用了敞开式紫外线消毒工艺,可向城市提供4×104m3/d的工业回用水,目前运行状况良好。
6 存在问题
(1)紫外线消毒法不能提供剩余的消毒能力,当处理水离开反应器之后,一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA分子,使细菌再生。
因此,要进一步研究光复活的原理和条件,确定避免光复活发生的最小紫外线照射强度、时间或剂量。
(2)石英套管外壁的清洗工作是运行和维修的关键。
当污水流经紫外线消毒器时,其中有许多无机杂质会沉淀、粘附在套管外壁上。
尤其当污水中有机物含量较高时更容易形成污垢膜,而且微生物容易生长形成生物膜,这些都会抑制紫外线的透射,影响消毒效果。
因此,必须根据不同的水质采用合理的防结垢措施和清洗装置,开发研制具有自动清洗功能的紫外线消毒器。
(3)目前国产紫外灯执行直管型石英紫外线低压汞消毒灯的国家行业标准,灯的最大功率为4W,且有效寿命一般为1000~3000h,而进口低压灯管的有效运行时间可达8000~12000h,中压灯管也可达5000~6000h。
相比之下,使用国产灯管会增加维修费用,因此,研制生产寿命长的紫外灯或直接引进国外先进的紫外灯生产技术是目前亟待解决的问题。
(4)在我国目前污水厂紫外消毒系统招标中,有些污水厂由于大量工业污水的导入,使得排放的污水色度加深,但招标文件中的污水紫外透射率参数仍采用国外提供的数值,造成与国内污水实际情况差别很大,为将来紫外设备的运行达到消毒要求,留下了难以克服的障碍。
7 结论
紫外线在饮用水处理中的应用已经有几十年的历史。
但是由于其技术复杂,成本昂贵,使其应用受到限制。
本世纪七十年代,由于水污染的加剧和公众健康意识的提高,迫使人们在传统水处理工艺的基础上采用新的手段,保证供水水质符合更加安全的饮用水标准。
经过近二十年的研究和实践,以紫外线为主组成的复合应用技术,以其良好的处理效果成为给水深度净化技术的首选。
(1)紫外光用于城市污水二级处理出水的消毒可以满足目前国内景观及绿化用水要求。
(2)该技术具有无二次污染的特点,应用前景广阔。
(3)能耗低、运行费用低;自动化程度高;维护简便。
(4)在设备选用方面,低压高强度紫外灯的综合技术经济指标优于中压高强度紫外灯。
另外,经过紫外线消毒的污水可以在很多领域再利用,以实现污水资源化。
将其用于灌溉农田、林地和草坪等可避免化学消毒剂对植物的损伤;用于地下水回灌可以防止微生物对化学消毒剂产生适应性而再度繁殖造成的地层堵塞。
随着对紫外线消毒机理的深入研究、紫外线技术的不断发展以及消毒装置在设计上不断完善,紫外线消毒法有望成为代替传统氯化消毒的主要方法之一。