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紫外线消毒工艺与应用概况

2013-4-24 23:53:23

紫外线消毒工艺与应用概况 
    紫外线消毒器是新兴的水消毒技术,本文将详细讲述紫外线消毒工艺与应用概况。由于传统的氯消毒会产生致畸、致癌、致突变的卤代烷等副产物,而紫外线消毒器UV消毒法则具有不投加化学药剂、不增加水的嗅和味、不产生有毒有害的副产物、消毒速度快、效率高、设备操作简单、便于运行管理和实现自动化等优点,近20年来紫外线消毒器技术逐渐得到广泛应用。
1 紫外线消毒器消毒原理
根据生物效应的不同,将紫外线按照波长划分为四个部分:A波段(UV—A),又称为黑斑效应紫外线(400~320nm);B波段(UV—B),又称为红斑效应紫外线(320~275nm);C波段(UV—C),又称为灭菌紫外线(275~200nm);D波段(UV—D),又称为真空紫外线(200~10nm)。紫外线消毒器水消毒主要采用的是C波段紫外线。
研究表明,紫外线消毒器消毒利用紫外线主要对微生物(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。紫外线消毒器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。
2 UV紫外线消毒器的结构形式
UV紫外线消毒器按水流边界的不同分为敞开式紫外线消毒器和封闭式紫外线消毒器。
2.1 敞开式紫外线消毒器
敞开式紫外线消毒器中被消毒的水在重力作用下流经紫外线消毒器并灭活水中的微生物。敞开式紫外线消毒器系统又可分为浸没式紫外线消毒器和水面式紫外线消毒器两种。
浸没式紫外线消毒器又称为水中照射法紫外线消毒器,将外加同心圆石英套管的紫外灯置入水中,水从紫外线消毒器石英套管的周围流过,当灯管(组)需要更换时,使用提升设备将其抬高至工作面进行操作。该浸没式紫外线消毒器方式构造比较复杂,但紫外辐射能的利用率高、灭菌效果好且易于维修。
浸没式紫外线消毒器系统运行的关键在于维持恒定的水位,若水位太高则灯管顶部的部分进水得不到足够的辐射,可能造成出水中的微生物指标过高;若水位太低则上排灯管暴露于大气之中,会引起灯管过热并在石英套管上生成污垢膜而抑制紫外线的辐射。图1中采用自动水位控制器(滑动闸门)来控制水位。在自动化程度要求不高的系统中,也可以采用固定的溢流堰来控制水位。
水面式紫外线消毒器又称为水面照射法紫外线消毒器,即将紫外灯置于水面之上,由平行电子管产生的平行紫外光对水体进行消毒。该水面式紫外线消毒器方式较浸没式简单,但能量浪费较大、灭菌效果差,实际生产中很少应用。
2.2 封闭式紫外线消毒器
  封闭式UV紫外线消毒器属承压型,用不锈钢筒体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来。
封闭式UV紫外线消毒器筒体常用不锈钢,内壁多作抛光处理以提高对紫外线的反射能力和增强辐射强度,还可根据处理水量的大小调整紫外灯的数量。有的紫外线消毒器在筒体内壁加装了螺旋形叶片以改变水流的运动状态而避免出现死水和管道堵塞[6,所产生的紊流以及叶片锋利的边缘会打碎悬浮固体,使附着的微生物完全暴露于紫外线的辐射中,提高了消毒效率 。
封闭式紫外线消毒器也划分为敞开式紫外线消毒器和浸没式。敞开式紫外线消毒器适用于中、大水量处理,多用于污水处理厂。封闭式紫外线消毒器一般适用于中、小水量处理或有必要施加压力且消毒器不能在明渠中使用的情况。
各种紫外线消毒器系统中外罩密封石英套管的紫外线灯管都可以与水流方向垂直或平行布置。平行紫外线消毒器系统水力损失小、水流形式均匀,而垂直紫外线消毒器系统则可以使水流紊动,提高消毒效率。
3 紫外线消毒器应用概况
紫外线消毒器最早应用于美国(1970年美国环保局完成了第一个污水紫外线消毒的紫外线消毒器示范工程),现已在美国和加拿大普遍应用紫外线消毒器。紫外线消毒器紫外线消毒技术为物理消毒方式的一种,紫外线消毒器具有广谱杀菌能力,紫外线消毒器无二次污染,紫外线消毒器经过30多年的发展,已经成为成熟可靠高效环保的消毒技术,在国外各个领域紫外线消毒器得到了广泛应用。随着我国经济、文化建设及环保领域的发展,紫外线消毒器获得巨大发展和应用。随着我国对紫外线消毒器消毒的日益重视和运行经验的积累,紫外线消毒器紫外线消毒技术将得到推广,紫外线消毒器成为取代传统化学消毒方法的主流技术。
4 紫外线消毒器消毒的优缺点
1、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。
紫外线消毒器消毒和其他消毒方法的比较

需考虑的因素
液氯消毒
二氧化氯
臭氧消毒
UV消毒
需要的处理时间
30min
≤30min
5-10min
30s-60s
投加量(mg/l)
2-20
5-10
1-3
30b-40b
对细菌的灭活效率
对病毒的灭活效率
中等偏下
中等
水质影响因素
受PH、温度影响大
受PH、温度影响大
受PH影响大、温度影响小
受PH、温度影响小
技术的复杂程度
简单到中等
中等
复杂
简单


运行费用
中等偏下
中等
中等偏上
中等偏下
投资(小规模)
中等
中等
中等偏下
投资(大规模)
中等偏下
中等偏下
中等偏上
占地面积
较小
维护工作量
较小
 




 
不  利  影  响
运输过程中的安全
现场的安全
相当大
中等
中等
较小
对鱼类等的毒害
有毒
有毒
是否存在有毒副产品
可能存在少量
清洗产物的处置
是否增加溶解性固体的含量
有无腐蚀性
高能量消耗
紫外线消毒器消毒存在问题及石家庄凌卓环保设备有限公司解决方案
①、紫外线消毒器消毒不能提供剩余的消毒能力,当处理水离开紫外线消毒器反应器之后,一些被紫外线消毒器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。石家庄凌卓环保设备有限公司集合国内外紫外线消毒器技术并深入研究,突破了以上技术瓶颈。解决了使用紫外线消毒器后微生物DNA分子修复问题,经紫外线消毒器处理后水中的细菌不会再生。
②、紫外线消毒器石英套管外壁的清洁度是保证紫外线消毒器杀菌效果和运行的关键。当未经过过滤、除垢等预处理的水流经紫外线消毒器时,其中有许多无机杂质会沉淀、粘附在紫外线消毒器套管外壁上,直接影响紫外线消毒器杀菌效果。尤其当污水中有机物含量较高时更容易形成污垢膜,而且在紫外线消毒器内壁和套管上微生物容易生长形成生物膜,这些都会抑制紫外线消毒器紫外线的透射,影响紫外线消毒器消毒效果。石家庄凌卓环保设备有限公司根据不同的水质采用合理过滤技术和防结垢措施,开发研制出新一代领先国内外的紫外线消毒器系统。

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