水箱自潔消毒器和紫外線消毒工藝與應用概況
紫外線消毒工藝與應用概況
由于傳統(tǒng)的氯消毒會產(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、設備操作簡單、便于運行管理和實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，近20年來逐漸得到廣泛應用。
1 紫外線消毒器消毒原理
根據(jù)生物效應的不同，將紫外線按照波長劃分為四個部分：A波段(UV—A)，又稱為黑斑效應紫外線(400～320nm)；B波段(UV—B)，又稱為紅斑效應紫外線(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微生物(細菌、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，從而達到消毒的目的。紫外線消毒器紫外線對核酸的作用可導致鍵和鏈的斷裂、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紫外線消毒器的結構形式
UV紫外線消毒器按水流邊界的不同分為敞開式紫外線消毒器和封閉式紫外線消毒器。
2.1 敞開式紫外線消毒器
敞開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。敞開式紫外線消毒器系統(tǒng)又可分為浸沒式紫外線消毒器和水面式紫外線消毒器兩種。
浸沒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，當燈管(組)需要更換時，使用提升設備將其抬高至工作面進行操作。該浸沒式紫外線消毒器方式構造比較復雜，但紫外輻射能的利用率高、滅菌效果好且易于維修。
浸沒式紫外線消毒器系統(tǒng)運行的關鍵在于維持恒定的水位，若水位太高則燈管頂部的部分進水得不到足夠的輻射，可能造成出水中的微生物指標過高；若水位太低則上排燈管暴露于大氣之中，會引起燈管過熱并在石英套管上生成污垢膜而抑制紫外線的輻射。圖1中采用自動水位控制器(滑動閘門)來控制水位。在自動化程度要求不高的系統(tǒng)中，也可以采用固定的溢流堰來控制水位。
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)生的平行紫外光對水體進行消毒。該水面式紫外線消毒器方式較浸沒式簡單，但能量浪費較大、滅菌效果差，實際生產(chǎn)中很少應用。
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。
封閉式UV紫外線消毒器筒體常用不銹鋼，內壁多作拋光處理以提高對紫外線的反射能力和增強輻射強度，還可根據(jù)處理水量的大小調整紫外燈的數(shù)量。有的紫外線消毒器在筒體內壁加裝了螺旋形葉片以改變水流的運動狀態(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式紫外線消毒器和浸沒式。敞開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，提高消毒效率。
3 紫外線消毒器應用概況
紫外線消毒器最早應用于美國（1970年美國環(huán)保局完成了第一個污水紫外線消毒的紫外線消毒器示范工程），現(xiàn)已在美國和加拿大普遍應用紫外線消毒器。紫外線消毒器紫外線消毒技術為物理消毒方式的一種，紫外線消毒器具有廣譜殺菌能力，紫外線消毒器無二次污染，紫外線消毒器經(jīng)過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，在國外各個領域紫外線消毒器得到了廣泛應用。隨著我國經(jīng)濟、文化建設及環(huán)保領域的發(fā)展，紫外線消毒器獲得巨大發(fā)展和應用。隨著我國對紫外線消毒器消毒的日益重視和運行經(jīng)驗的積累，紫外線消毒器紫外線消毒技術將得到推廣，紫外線消毒器成為取代傳統(tǒng)化學消毒方法的主流技術。
4 紫外線消毒器消毒的優(yōu)缺點
1、紫外線消毒的優(yōu)點
①、紫外線消毒無需化學藥品，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。
5 紫外線消毒器消毒和其他消毒方法的比較
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需考慮的因素 |
液氯消毒 |
二氧化氯 |
臭氧消毒 |
UV消毒 |
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需要的處理時間 |
30min |
≤30min |
5-10min |
30s-60s |
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投加量（mg/l） |
2-20 |
5-10 |
1-3 |
30b-40b |
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對細菌的滅活效率 |
高 |
高 |
高 |
高 |
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對病毒的滅活效率 |
中等偏下 |
中等 |
高 |
高 |
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水質影響因素 |
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 |
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技術的復雜程度 |
簡單到中等 |
中等 |
復雜 |
簡單 |
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經(jīng) 濟 性 |
運行費用 |
中等偏下 |
中等 |
中等偏上 |
中等偏下 |
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投資（小規(guī)模） |
中等 |
中等 |
高 |
中等偏下 |
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投資（大規(guī)模） |
中等偏下 |
中等偏下 |
高 |
中等偏上 |
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占地面積 |
大 |
較小 |
小 |
小 |
|
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維護工作量 |
大 |
較小 |
大 |
小 |
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不 利 影 響 不 利 影 響 |
運輸過程中的安全 |
有 |
有 |
無 |
無 |
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現(xiàn)場的安全 |
相當大 |
中等 |
中等 |
較小 |
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對魚類等的毒害 |
有毒 |
有毒 |
無 |
無 |
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是否存在有毒副產(chǎn)品 |
有 |
可能存在少量 |
有 |
無 |
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清洗產(chǎn)物的處置 |
無 |
無 |
無 |
有 |
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是否增加溶解性固體的含量 |
是 |
是 |
否 |
否 |
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有無腐蝕性 |
有 |
有 |
有 |
無 |
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高能量消耗 |
無 |
無 |
有 |
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6 紫外線消毒器消毒存在問題及西安康諾環(huán)�？萍冀鉀Q方案
①、紫外線消毒器消毒不能提供剩余的消毒能力，當處理水離開紫外線消毒器反應器之后，一些被紫外線消毒器紫外線殺傷的微生物在光復活機制下會修復損傷的DNA分子，使細菌再生。西安康諾環(huán)�？萍技蠂鴥韧庾贤饩�消毒器技術并深入研究，突破了以上技術瓶頸。解決了使用紫外線消毒器后微生物DNA分子修復問題，經(jīng)紫外線消毒器處理后水中的細菌不會再生。
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行的關鍵。當未經(jīng)過過濾、除垢等預處理的水流經(jīng)紫外線消毒器時，其中有許多無機雜質會沉淀、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。尤其當污水中有機物含量較高時更容易形成污垢膜，而且在紫外線消毒器內壁和套管上微生物容易生長形成生物膜，這些都會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。西安康諾環(huán)�？萍加邢薰靖鶕�(jù)不同的水質采用合理過濾技術和防結垢措施，開發(fā)研制出新一代領先國內外的紫外線消毒器系統(tǒng)。