1 前言
        在水處理領(lǐng)域中，通常采用氯消毒法。傳統(tǒng)的氯消毒會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷等三致物質(zhì)（致畸、致癌、致突變）。20世紀(jì)初，人們發(fā)現(xiàn)紫外線消毒法是一種更加安全和有效的方法，其具有不投加化學(xué)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(shè)備操作簡(jiǎn)單、便于運(yùn)行管理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。1970年美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）完成了第一個(gè)污水紫外線消毒的示范工程。此后，在美國(guó)、加拿大等北美國(guó)家應(yīng)用紫外線消毒法處理污水開始普及。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們自身健康意識(shí)的增強(qiáng)，紫外線消毒法在水處理的各個(gè)領(lǐng)域都得到了較大的發(fā)展。

2 消毒原理
       紫外線根據(jù)生物效應(yīng)的不同，按照波長(zhǎng)劃分為A、B、C、D四個(gè)波段，水處理領(lǐng)域的消毒主要采用的是C波段紫外線。
水的紫外線消毒，是一種光化學(xué)效應(yīng)。研究表明，紫外線主要是通過(guò)對(duì)微生物(細(xì)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(dá)到消毒的目的。微生物的核酸分子吸收光譜的范圍是240nm～280nm,對(duì)波長(zhǎng)260nm的紫外線有最大吸收，而低壓紫外線消毒燈所產(chǎn)生的光波波長(zhǎng)其中心輻射波長(zhǎng)是253.7nm，正好與之相符合。故此傳統(tǒng)的紫外線消毒系統(tǒng)大多采用低壓高輸出系統(tǒng)。
 

3 影響紫外線滅菌效率的主要因素
3.1 處理水的性質(zhì)：處理水的懸浮物（SS）、濁度、色度、PH、溫度以及水中微生物的類型和數(shù)量等。
      ⑴SS          SS為紫外線消毒效率的重要影響因素。當(dāng)進(jìn)流水SS＞30 mg/l時(shí)，隨紫外線反應(yīng)時(shí)間增加或紫外線劑量增加,其大腸桿菌數(shù)未明顯驟降;而進(jìn)流水SS＜30 mg/l，出流水大腸桿菌數(shù)大為降低，一般建議進(jìn)入紫外線消毒工藝的SS小于20mg/l。
      ⑵濁度和色度   濁度和色度較高會(huì)影響紫外線的穿透率，從而降低消毒效率。一般建議進(jìn)入紫外線消毒系統(tǒng)的水的濁度應(yīng)小于5度，色度小于15度。
      ⑶PH           PH=5～9時(shí)，PH愈高殘菌數(shù)愈少。
      ⑷溫度          隨溫度增加，紫外線消毒效率呈遞減現(xiàn)象。

3.2 紫外光劑量和消毒時(shí)間
      消毒時(shí)間和消毒劑量是紫外線消毒系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。隨紫外線劑量增加除菌率遞增。系統(tǒng)中微生物失活的程度取決于該微生物吸收到的紫外光劑量，滅活微生物所需劑量與微生物的種類和要求的殺滅率有關(guān)，而微生物吸收的劑量與紫外光強(qiáng)度和微生物在紫外線中的曝露時(shí)間有關(guān)：
紫外光劑量 [J/m2]= 紫外光強(qiáng)度 [W/m2]×曝光時(shí)間[s]
紫外光的強(qiáng)度主要取決于以下三點(diǎn)：
    (1) 紫外光輸出功率；
    (2) 石英套管的潔凈程度；
   (3) 污水水質(zhì)的透光率；
由殺菌所需的紫外光劑量和紫外光燈管的強(qiáng)度可以得出其曝光時(shí)間。

3.3 紫外線的消毒能力還與紫外燈照射方式有著直接的聯(lián)系，照射方式分水下照射式和水面照射式，目前多采用水下照射式。

4 紫外線消毒法與其它消毒方法比較
       目前常見的有五種消毒方法：加氯消毒法，氯胺消毒法，二氧化氯消毒法，臭氧消毒法和紫外線（紫外線）消毒法。前面四種消毒方法均屬于化學(xué)消毒法，紫外線消毒法是瞬間物理消毒法。表1對(duì)常用五種消毒法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較。

表1  紫外線消毒與其余消毒方法的比較

       由表1可見紫外線消毒在經(jīng)濟(jì)性，運(yùn)行的安全性、可靠性都有明顯的優(yōu)勢(shì)。

5 應(yīng)用
      紫外線消毒法有著傳統(tǒng)的消毒法所不具有的許多優(yōu)點(diǎn)，自1910年法國(guó)馬賽的一家自來(lái)水廠首次運(yùn)用紫外線消毒工藝以來(lái)，紫外線消毒法在飲用水，再生水，生活污水以及工業(yè)用水和廢水的消毒處理中被廣泛應(yīng)用。
5.1 飲用水消毒
      飲用水微生物安全性是與人民健康休戚相關(guān)的問(wèn)題。如何有效殺滅細(xì)菌和病毒，同時(shí)又不產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物一直是飲用水消毒的關(guān)鍵。紫外線滅菌安全有效，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，不改變水的物理化學(xué)性質(zhì)，完全符合飲用水消毒的各項(xiàng)要求。此外飲用水的低濁度使消毒效果較好，故此加拿大和北美的許多飲用水處理廠采用了紫外線消毒系統(tǒng)。一般用封閉型的紫外線消毒系統(tǒng)對(duì)飲用水進(jìn)行終端處理。
5.2 再生水消毒
     再生水的消毒，是紫外線污水消毒的另一個(gè)重要應(yīng)用范圍。再生水的特性是低濁度和高紫外線穿透率。出于對(duì)氯消毒三致性物質(zhì)的擔(dān)憂和化學(xué)藥劑對(duì)農(nóng)作物的危害，美國(guó)加州于90 年代初委托美國(guó)國(guó)家水研究所(NWRl)、美國(guó)供水協(xié)會(huì)(AWWA)和加州戴維斯大學(xué)對(duì)紫外線消毒技術(shù)在廢水再生處理中的應(yīng)用做了大量研究工作，并最早將紫外線污水消毒技術(shù)應(yīng)用于再生水的消毒處理中。根據(jù)美國(guó)1998年的一項(xiàng)不完全統(tǒng)計(jì)，表明其12個(gè)州80家城市污水處理廠采用了紫外線污水消毒技術(shù)處理再生水，總處理量約為260萬(wàn)m3／d。目前世界上最大的使用紫外線消毒技術(shù)的再生水處理廠是加州Santa Rosa污水處理廠，處理規(guī)模25萬(wàn)m3／d，該系統(tǒng)為明渠式中壓燈消毒系統(tǒng)。
5.3 生活污水消毒
    小型的污水處理站可用封閉型的紫外線消毒系統(tǒng)，對(duì)于大型的污水處理而言，多采用明渠式，易于監(jiān)測(cè)和維護(hù)。常規(guī)二級(jí)生化處理后的污水消毒，是紫外線污水消毒應(yīng)用最為普遍的領(lǐng)域。這類污水TSS一般在10～30 mg／l 紫外穿透率在40％～70％。美國(guó) Valley Creek污水處理廠可消毒227萬(wàn)m3／d 污水，該紫外線消毒系統(tǒng)是目前世界上最大的紫外線污水消毒系統(tǒng)，采用了明渠式中壓燈消毒技術(shù)。對(duì)于水質(zhì)在短時(shí)間有變化幅度較大的合流管道溢流污水用紫外線消毒，不僅消毒效果好，而且比加氯消毒在劑量控制上更為可靠和容易。2001年上海閔行水質(zhì)凈化廠運(yùn)用紫外線消毒工藝，出水微生物完全達(dá)標(biāo)。
5.4 工業(yè)用水和工業(yè)廢水的滅菌及消毒
     紫外線消毒可用于食品加工用水，水產(chǎn)養(yǎng)殖用水，工業(yè)循環(huán)冷卻水的消毒、滅菌，還可用于制藥廢水以及醫(yī)院廢水等含致病細(xì)菌廢水的滅菌處理。福建省水產(chǎn)技術(shù)推廣總站使用新大陸環(huán)保公司的NLC系列水消毒設(shè)備（封閉式系列水消毒設(shè)備）在水產(chǎn)苗種培育上的應(yīng)用，獲得巨大成功，海水魚苗成活率平均提高20-30%，直接經(jīng)濟(jì)凈效益47萬(wàn)元/年。
 

6 紫外線消毒的前景展望
6.1 系統(tǒng)自身的優(yōu)化：
      近年來(lái)人們對(duì)紫外線消毒機(jī)理進(jìn)行了深入研究，紫外線技術(shù)的不斷發(fā)展，消毒裝置在設(shè)計(jì)上克服了自身的一些缺點(diǎn)，嘗試使用更有效的參數(shù), 建立更接近于實(shí)際情況的動(dòng)力學(xué)模型，日趨完善。較為成功的優(yōu)化系統(tǒng)為中壓紫外消毒系統(tǒng)。按照功率紫外線燈管可分為低壓和中壓燈管。低壓燈管使用較普遍，但是輸出功率較低，對(duì)于大型水廠而言，燈泡的使用量極大，會(huì)導(dǎo)致電子系統(tǒng)增加和紫外單元數(shù)增加，從而投資和維修的費(fèi)用也會(huì)隨之增加。中壓燈管雖然在253.7nm的輸出功率比例低于低壓燈管，但是在254nm時(shí)有更高的多色紫外光譜輸出和較低的恢復(fù)，可減少反應(yīng)器和燈泡的數(shù)量，設(shè)備和投資則接近低壓系統(tǒng)的費(fèi)用，作為大型水廠的消毒設(shè)備有很大的優(yōu)越性。
6.2 外部環(huán)境的有力支持：
      隨著用于減少氯消毒副產(chǎn)物費(fèi)用的上升，氯化消毒的經(jīng)濟(jì)性下降�，F(xiàn)有的氯消毒構(gòu)筑物改為紫外線消毒構(gòu)筑物比較簡(jiǎn)單，無(wú)需額外的基建設(shè)施。同時(shí)我國(guó)的西部地區(qū)豐富的水電資源也為紫外線消毒技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了電力支持。目前國(guó)產(chǎn)的紫外線消毒設(shè)備的價(jià)格約為同類型進(jìn)口設(shè)備的一半。在這種外部條件下，紫外線消毒不失為一種低投資，低成本的消毒技術(shù)，有著廣闊的發(fā)展前景。
6.3 紫外線消毒聯(lián)用技術(shù)：
     紫外線與臭氧、二氧化氯、液氯等消毒劑聯(lián)用可增加消毒能力，有效滅菌，又可減少消毒劑的使用量和出水的消毒副產(chǎn)物，大大增加了出水安全性。比起單一的消毒法，聯(lián)用技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性和安全性上都有很大優(yōu)勢(shì)。
6.4 應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬：
     世界的水資源的緊張以及國(guó)際水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)的日益嚴(yán)格使紫外線消毒技術(shù)在污水處理和再生水消毒有著極大的發(fā)展?jié)摿�。�?jīng)過(guò)紫外線消毒的污水可以在很多領(lǐng)域再利用，以實(shí)現(xiàn)污水資源化。經(jīng)紫外線消毒處理的再生水中的有害物質(zhì)比常規(guī)消毒工藝少，增加了回用水的安全性。煙臺(tái)市套子灣污水廠的深度處理就采用了敞開式UV消毒工藝，可向城市提供40000m3/d的工業(yè)回用水，目前運(yùn)行狀況良好。
 
 

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”