紫外線消毒應(yīng)用于污水消毒技術(shù)

2000年6月由建設(shè)部、國家環(huán)?？偩?、科技部聯(lián)合發(fā)布的“關(guān)于印發(fā)《城市污水處理及污染防止技術(shù)政策》的通知（建城[2000]124號）”中規(guī)定“為保證公共衛(wèi)生安全，防止傳染性疾病傳播，城市污水處理應(yīng)設(shè)置消毒設(shè)施”。

   《城鎮(zhèn)污水處理廠污染的排放標(biāo) 準(zhǔn)》（GB18918—2002）的規(guī)定，污水處理廠出水必須進行消毒處理，并要求執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)和一級B標(biāo)準(zhǔn)的污水處理廠大腸菌群數(shù)的zui高允許排放濃度不得超過10000個／L。

因此，污水處理廠必須考慮和設(shè)置消毒設(shè)施。由于污水中含有大量細(xì)菌及病毒，污水處理廠應(yīng)把好出水的zui后一道關(guān)，特別是具有中水回用的污水處理廠，盡可能殺滅致病菌，防止和避免引發(fā)公共衛(wèi)生安全事件。由此可見，污水處理廠出水采用消毒工藝意義重大。

現(xiàn)代紫外C消毒技術(shù)克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)消毒技術(shù)的缺點，在消毒過程中，不添加任何化學(xué)物質(zhì)，也不產(chǎn)生或在水體中留下任何有害物質(zhì)，運行安全、可靠，安裝、維修簡單，特別是投資及運行維修費用低以及具有*的消毒效果。

歐洲許多國家和北美的加拿大、美國已在9O年代分別修改了環(huán)境立法，在廢水處理后的消毒，以及飲用水的消毒上，推薦采用紫外C消毒技術(shù)。

1.目前污水處理常用的消毒方法介紹

1.1臭氧消毒

現(xiàn)就目前zui常采用的污水消毒方法是液氯和臭氧簡述如下：臭氧消毒法是利用組成臭氧的三個氧原子極其不穩(wěn)定的特性，分解時放出新生態(tài)氧O3=O2+O通過[O]的強氧化能力，對細(xì)菌和病毒產(chǎn)生強大的殺傷力，致使細(xì)菌和病毒死亡。

雖然臭氧消滅具有消毒效率高，并能有效地降解污水中殘留的有機物、色、味等，污水pH值、溫度對消毒效果影響很小，不產(chǎn)生難處理的或生物積累殘余物等優(yōu)點，但也存在投資大、運行成本高，設(shè)備管理復(fù)雜，當(dāng)水量和水質(zhì)發(fā)生變化時，調(diào)節(jié)臭氧投加量比較困難的問題。臭氧消毒主要適用于對出水水質(zhì)較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的污水處理設(shè)施。     

1.2液氯消毒法

是利用氯溶解于水生成次氯酸和次氯酸根：Cl2+H2O+—HOCl+HC1HOCl—H+OC1氯消毒主要是通過次氯酸HOC1擴散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，并通過細(xì)菌的細(xì)胞穿透到細(xì)胞內(nèi)部。當(dāng)HOC1分子到達(dá)細(xì)菌內(nèi)時，能起氧化作用破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。氯作為一種強氧化劑，由于其殺菌能力強，價格低廉，使用簡單，消毒可靠又有成熟的經(jīng)驗，是目前應(yīng)用的消毒劑。

但是近二十年來，人們對液氯進行大量的研究，發(fā)現(xiàn)使用氯化消毒存在以下一些缺點和不足。氯與污水中某些有機和無機成分反應(yīng)，生成一系列穩(wěn)定的含氯化合物，其大部分對人體健康有害，有些含氯化合物有致癌性。特別是高濃度的氯與污水較高濃度的有機污染物直接反應(yīng)時，生成的氯化副產(chǎn)物濃度會更高。

此外，氯與污水中的氨反應(yīng)生成氯氨，從面降低消毒效力，而且氯氨排入水體后會對魚類產(chǎn)生毒害。氯溶解于水中生成次氯酸和次氯酸根，次氯酸根OC1一雖然亦是具有殺菌能力的有效氯，但是由于次氯酸根帶負(fù)電，難于接近帶負(fù)電的細(xì)菌表面，殺菌能力比次氯酸HOC1差得多。

根據(jù)次氯酸離解平衡常數(shù)計算可知，次氯酸HOC1與次氯酸根OC1一的相對比例取決于溫度和pH值。pH值高時，次氯酸根ocx一較多：pH值低時，次氯酸HOC1較多。由此可見在污水pH值較高時消毒效力大幅度下降。氯氣是一種具有強烈刺激性的有毒氣體，在運輸和使用過程中易發(fā)生泄漏和爆炸，因此氯的運輸、使用和貯藏必須嚴(yán)格遵守有關(guān)規(guī)定。氯氣意外泄漏將會給環(huán)境和人員帶來重大威脅，甚至是災(zāi)難，近年來氯氣的泄漏事故經(jīng)常發(fā)生，給人民的生命和財產(chǎn)造成重大損失。 

因此，尋找液氯消毒劑的替代品，減少二次污染，已成為目前污水消毒的必然趨勢。

2.紫外線（UV）消毒簡介

20世紀(jì)7O年代以后，人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的氯消毒會產(chǎn)生致畸、致癌、致基因突變的鹵代烷等副產(chǎn)品，而紫外線消毒法則具有不投加化學(xué)藥劑、不增加水的 嗅和味、不產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物、不受水溫和pH 值影響、占地極小、消毒速度快、效率高、設(shè)備操作簡單、便于運行管理和實現(xiàn)自動化等特點；

近2O年來 逐漸得到廣泛應(yīng)用。自從zui早紫外線法消毒應(yīng)用于美國，現(xiàn)已在美國和加拿大普遍應(yīng)用，已在西方發(fā)達(dá)國家成為一種主流消毒手段。國內(nèi)近年來也逐漸開始普及。

2.1紫外線波段劃分

紫外線一般根據(jù)生物效應(yīng)的不同，可將紫外線分為四個不同波段：

紫外A（UV—A），又稱為黑斑效應(yīng)紫外線（315—400nm）；

紫外B（UV—B），又稱為紅斑效應(yīng)紫外線（275—315nm）；

紫外C（UV—C），又稱為滅菌紫外線（200—275nm）；

紫外D（UV—D），又稱為真空紫外線（10—200nm）。

2.2紫外線消毒原理

現(xiàn)代紫外線消毒技術(shù)主要采用的是紫外C（UV—C）消毒?，F(xiàn)代紫外線消毒技術(shù)是基于現(xiàn)

代防疫學(xué)、光學(xué)、 生物學(xué)、化學(xué)、機械學(xué)、電子學(xué)、流體力學(xué)及空氣動力學(xué)的基礎(chǔ)上，利用特殊設(shè)計的率、高強度和長壽命的C波段（275—200nm）紫外光發(fā)生裝置產(chǎn)生的強紫外C光照射流水，當(dāng)水中的各種細(xì)菌、病毒、寄生 蟲、水藻以及其它病原體受到一定劑量的紫外C光輻射后，其細(xì)胞中的核酸（DNA或RNA）結(jié)構(gòu)遭到破壞，從而在不使用任何化學(xué)藥物的情況下殺滅水中的細(xì)菌、病毒以及其它致病體，達(dá)到消毒和凈化的目的。

    它具有不產(chǎn)生任何二次污染，以其率、廣譜性、低成本、長壽命、適用大小水量等其它消毒手段無 法比擬的優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于污水處理、凈水等領(lǐng)域。

消毒技術(shù)就是采用發(fā)生C波段紫外線的紫外光燈做為消毒光源，由于在效能和強度兩個方面取得了*的平衡，已成為目前市場上zui有效、經(jīng)濟和安全的消毒方法，紫外C水消毒技術(shù)對細(xì)菌、病毒及其它致病體的消毒效果已得到*的*。

3.紫外C水消毒技術(shù)優(yōu)點

     3.1性和廣譜性

     紫外c消毒技術(shù)具有其它技術(shù)*的殺菌效率。當(dāng)紫外強度為3 X 10 ~W／cm 時，紫外C對細(xì)菌、病毒的殺菌作用一般在一秒以內(nèi)。而對傳統(tǒng)紫外、氯氣及臭氧方法來說，一般需要20—6O分鐘的時間才能達(dá)到紫外C的效果。

此外，紫外C技術(shù)在目前所有的消毒技術(shù)中，殺菌的廣譜性是zui高的。它對幾乎所有的細(xì)菌、病毒都能率殺滅。并且對一些對人類危害極大的，而氯氣以至臭氧無法或不能有效殺滅的寄生蟲類（例如：隱性包囊蟲cryptosporidium， 賈第鞭毛蟲giardia等）都能有效殺滅。

（1）無二次污染

由于紫外C消毒技術(shù)不加入任何化學(xué)藥劑，因此它不會對水體和周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染，不會改變水中任何成分。不會產(chǎn)生任何對人類及水中生物毒害的副產(chǎn)物，對保護環(huán)境和保護工作人員的身體健康有著積極的意義。

（2）運行安全、可靠

傳統(tǒng)的氯化物、臭氧消毒技術(shù)，其消毒劑本身就屬于劇毒、易燃、易爆的物質(zhì)。這些物質(zhì)的使用對操作人員以及周圍環(huán)境和居民的安全產(chǎn)生潛在的威脅，需要特別小心。而現(xiàn)代紫外線消毒系統(tǒng)不存在 這樣的安全隱患，是一種對周邊環(huán)境及操作人員相對安全可靠的消毒技術(shù)。

（3）運行維護費用低

由于上世紀(jì)9O年代對紫外C核心技術(shù)的完善， 紫外C消毒技術(shù)不僅消毒效率是所有消毒手段中zui高的，而且消毒運行維護zui簡單，運行成本zui低，因此，其性價比是所有消毒技術(shù)中zui高的。它既具有其它消毒技術(shù)*的率，又具有成本和運行費用低的優(yōu)點。  

（4）可連續(xù)、大水量消毒

紫外C消毒技術(shù)的另一個特點是可連續(xù)消毒，一年365天，一天24小時連續(xù)運行，除定期需一、二小時以內(nèi)的例行保養(yǎng)外。此外，現(xiàn)代紫外消毒除了可以消毒小水量，也可以消毒大水量。目前紫外技術(shù)在實際應(yīng)用中zui大已達(dá)到每小時處理6萬噸水量。

4.結(jié)語

    紫外消毒技術(shù)具有的消毒能力和可靠的操作安全性，以及投資運營成本低廉、操作管理簡便、不會對水體造成污染等優(yōu)點。隨著目前紫外線消毒技術(shù)日趨完善，在西方發(fā)達(dá)國家，廣泛應(yīng)用在水處理方面，近年來 紫外消毒技術(shù)在我國也逐步應(yīng)用在污水處理方面，它將會成為替代目前的氯化消毒技術(shù)的主流技術(shù)。