1. UV劑量
類似于氯消毒中采用CT值（余氯濃度乘以停留時(shí)間）來(lái)控制消毒效果的方法，污水紫外消毒技術(shù)采用UV劑量（參見(jiàn)“如何理解紫外光水消毒技術(shù)中的UV劑量”一文）控制污水的消毒效果。但氯消毒可以通過(guò)固定水力停留時(shí)間和余氯濃度而達(dá)到指定的CT值，從而簡(jiǎn)化和規(guī)范設(shè)計(jì)。紫外消毒是完全通過(guò)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，其最核心的紫外燈管隨設(shè)備型號(hào)而不同，而且隨著燈管技術(shù)的不斷進(jìn)步，強(qiáng)度會(huì)越來(lái)越高，這樣就造成在同樣的UV劑量情況下，不同消毒反應(yīng)器提供的UV強(qiáng)度不同，對(duì)應(yīng)的水力停留時(shí)間也就不相同，因此，無(wú)法像氯法一樣通過(guò)固定水力停留時(shí)間和UV強(qiáng)度來(lái)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和設(shè)備選型。
UV劑量的計(jì)算較為復(fù)雜，工程應(yīng)中的UV消毒反應(yīng)器常采用兩種計(jì)算方法：理論計(jì)算劑量和生物驗(yàn)證劑量，二者各有利弊。

2. 理論計(jì)算劑量
美國(guó)環(huán)保署在其1986年發(fā)布的《城市污水消毒設(shè)計(jì)手冊(cè)》（EPA/625/1-86/021）中較詳細(xì)地?cái)⑹隽宋鬯贤夤庀鞠到y(tǒng)的設(shè)計(jì)，并配套開(kāi)發(fā)了一個(gè)設(shè)計(jì)軟件UVDIS。目前使用較廣的是1992年發(fā)布的3.1版。利用該軟件可以非常方便的計(jì)算出明渠式低壓紫外消毒系統(tǒng)整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的平均紫外光強(qiáng)度，然后乘以污水接受的照射時(shí)間，即得到消毒反應(yīng)器的理論計(jì)算劑量。
UVDIS軟件在計(jì)算消毒反應(yīng)器的UV平均強(qiáng)度時(shí)，需輸入如下參數(shù)：（1）燈管的UVC輸出強(qiáng)度、（2）燈管電弧長(zhǎng)、（3）燈管排列方式、（4）燈管軸線間距、（5）石英套管外徑、（6）石英套管透光率、（7）石英套管結(jié)垢系數(shù)、（8）燈管老化系數(shù)和（9）污水透光率。任何一個(gè)參數(shù)的變化都會(huì)改變平均強(qiáng)度值。照射時(shí)間等于燈管內(nèi)兩個(gè)燈絲之間的距離（如果是兩個(gè)燈組串聯(lián)，則乘以2倍）除以水流速度。注意水流速度等于最大小時(shí)流量時(shí)的流量除以橫斷面凈空面積（橫斷面積減去所有石英套管所占面積）。最外層燈管至池壁和水面的距離應(yīng)略小于半個(gè)燈管間距。
建立好以上計(jì)算模型后，固定所有幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過(guò)改變燈管的UVC輸出強(qiáng)度、污水透光率和流量達(dá)到改變UV劑量的目的，同時(shí)監(jiān)測(cè)不同UV劑量下反應(yīng)器的消毒效率，得到“微生物滅活率——UV理論計(jì)算劑量”曲線。
設(shè)計(jì)時(shí)，按以下步驟確定燈管數(shù)量：（1）根據(jù)消毒系統(tǒng)進(jìn)口微生物濃度和排放標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)算微生物滅活率；（2）查“微生物滅活率——UV理論計(jì)算劑量”曲線確定所需要的最低UV理論劑量；（3）采用以上技術(shù)參數(shù)和計(jì)算過(guò)程，改變燈管數(shù)量，驗(yàn)算UV理論計(jì)算劑量，直至滿足最低UV理論計(jì)算劑量的要求。
理論計(jì)算劑量的主要優(yōu)點(diǎn)：
（1）反映的設(shè)備技術(shù)參數(shù)全面。包含了UV消毒反應(yīng)器有效空間內(nèi)的所有幾何結(jié)構(gòu)與物理參數(shù)以及污水的透光率。
（2）靈敏度高。任何一個(gè)參數(shù)的改變都會(huì)在理論計(jì)算劑量值上體現(xiàn)出來(lái)，常用于指導(dǎo)反應(yīng)器的改進(jìn)和不同反應(yīng)器之間UV劑量的相對(duì)高低比較。
（3）客觀性強(qiáng)，透明度高。UVDIS軟件由美國(guó)環(huán)保署開(kāi)發(fā)，不屬于任何營(yíng)利團(tuán)體和企業(yè)。UV理論劑量的計(jì)算過(guò)程清晰而合理，可以公正地反映出不同型號(hào)反應(yīng)器之間UV劑量的相對(duì)高低。
理論計(jì)算劑量的主要缺點(diǎn)：
（1）計(jì)算過(guò)程中沒(méi)有考慮污水流態(tài)對(duì)消毒效果造成的影響。不同型號(hào)的消毒反應(yīng)器，同樣的理論計(jì)算劑量實(shí)現(xiàn)的微生物滅活率不同，流態(tài)越好，消毒效率越高。因此，設(shè)計(jì)時(shí)不同型號(hào)的設(shè)備需采用不同的“微生物滅活率——UV理論計(jì)算劑量”曲線。
（2）雖然理論計(jì)算劑量可以客觀地反映出不同反應(yīng)器之間UV劑量的相對(duì)高低，但因“微生物滅活率——UV理論計(jì)算劑量”曲線隨設(shè)備型號(hào)不同而不同，針對(duì)相同的生物滅活率要求，無(wú)法準(zhǔn)確給出統(tǒng)一的最低UV劑量。

3. 生物驗(yàn)證劑量
生物驗(yàn)證劑量的解釋見(jiàn)“如何理解紫外光水消毒技術(shù)中的UV劑量”一文。該方法回避了紫外消毒反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)消毒效果的影響，將其看作一個(gè)“黑箱”，改變流量，測(cè)定出不同污水透光率條件下的“消毒反應(yīng)器流量——UV劑量”曲線。
利用生物驗(yàn)證劑量確定燈管數(shù)量的步驟為：（1）根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)要求計(jì)算微生物滅活率；（2）查“微生物滅活率——UV劑量”曲線確定所需要的UV劑量；（3）查“消毒反應(yīng)器流量——UV劑量”曲線確定每支紫外燈管的處理水量；（4）UV消毒系統(tǒng)總處理能力除以每支紫外燈管的處理水量得到整個(gè)系統(tǒng)需要的最少的紫外燈管數(shù)量；（５）根據(jù)模塊化的要求，對(duì)燈管數(shù)量向上取整。
生物驗(yàn)證劑量的主要優(yōu)點(diǎn)：
可以在各種不同的設(shè)備之間統(tǒng)一最低UV劑量標(biāo)準(zhǔn)。由于微生物滅活率與UV劑量之間的關(guān)系曲線是由獨(dú)立于UV消毒反應(yīng)器的“平行紫外光束儀（Collimated Beam Apparatus）”測(cè)定的，不受消毒反應(yīng)器自身性能的影響。因此，可以在各種UV消毒反應(yīng)器之間統(tǒng)一最低UV劑量標(biāo)準(zhǔn)，以保證消毒效果。
生物驗(yàn)證劑量的主要缺點(diǎn)：
（１）按照嚴(yán)格的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)費(fèi)用非常昂貴。
（２）目前在我國(guó)出現(xiàn)的基于實(shí)際運(yùn)行的污水處理廠測(cè)試的糞（總）大腸菌曲線誤差較大，不能用于設(shè)計(jì)選型，如果要使用，應(yīng)有第二中方法進(jìn)行交叉驗(yàn)證。

4. 兩種UV劑量的運(yùn)用方式
UV劑量的運(yùn)用主要有兩個(gè)目的：一是為所有備選UV消毒反應(yīng)器設(shè)定最低UV劑量標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)指定的消毒效果；二是在備選設(shè)備之間比較消毒效率的相對(duì)優(yōu)劣。
如果采用符合測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的生物驗(yàn)證曲線，以上兩個(gè)目的均可很好地達(dá)到。如果采用糞（總）大腸菌測(cè)試的曲線，由于無(wú)代表性和誤差太大，則無(wú)法達(dá)到以上兩個(gè)目的，必須與理論計(jì)算劑量聯(lián)合使用，以減少誤差，這實(shí)際上也是國(guó)外一些工程招標(biāo)中采用的方式。
首先匯集各設(shè)備供應(yīng)廠家的設(shè)計(jì)方案，要求同時(shí)提供生物驗(yàn)證劑量和理論計(jì)算劑量，然后分析各廠家的方案，同時(shí)提出生物驗(yàn)證劑量和理論計(jì)算劑量的最低要求。投標(biāo)中要求所有UV消毒設(shè)備必須同時(shí)滿足兩種UV劑量的要求。
5、結(jié)論
（1）嚴(yán)格以上的生物驗(yàn)證劑量可在各種消毒反應(yīng)器之間進(jìn)行劑量比較，并確定統(tǒng)一的最低UV劑量標(biāo)準(zhǔn)。
（2）理論計(jì)算劑量適合在各種消毒反應(yīng)器之間比較UV劑量的相對(duì)高低。
（3）單獨(dú)采用理論計(jì)算劑量和糞（總）大腸菌生物驗(yàn)證曲線均無(wú)法在各廠家設(shè)備之間確定最低的劑量標(biāo)準(zhǔn)，二者必須聯(lián)合使用，所有設(shè)備必須同時(shí)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

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