凌卓技術(shù)：污水紫外線消毒器系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

隨著紫外線消毒器的應(yīng)用越來越廣泛，紫外線消毒技術(shù)越來越被人們所重視和推崇。該技術(shù)在國外大規(guī)模地應(yīng)用已有30多年歷史，目前正在使飲用水紫外線消毒器消毒設(shè)備的市政水處理廠的數(shù)量已經(jīng)超過了9000家，同時(shí)，在國外的供水領(lǐng)域，紫外技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，目前zui大的紫外線消毒項(xiàng)目的日處理量已經(jīng)達(dá)到了832萬噸。國外污水紫外線消毒器消毒技術(shù)在市政水消毒上的應(yīng)用已經(jīng)非常成熟。可以說，紫外線消毒技術(shù)是一種環(huán)境友好型的消毒技術(shù)，在污水消毒過程中無須投加化學(xué)藥劑即可達(dá)到理想的消毒效果，避免了化學(xué)消毒方法對(duì)環(huán)境和人類的危害。同時(shí)紫外線消毒器價(jià)格低廉的特點(diǎn)又是其他化學(xué)消毒方式不具備的。

污水紫外線消毒器消毒系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

污水紫外線消毒器消毒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可分三個(gè)步驟進(jìn)行：確定設(shè)計(jì)參數(shù)、確定紫外線消毒劑量和紫外線消毒器消毒設(shè)備的選取。

1、設(shè)計(jì)參數(shù)的確定影響紫外線消毒效果、規(guī)模和運(yùn)行費(fèi)用的水質(zhì)參數(shù)主要有：

(1) 峰值處理流量是指設(shè)計(jì)的污水紫外線消毒器消毒系統(tǒng)，在其他各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都已確定后，所能處理的zui大水量。這是確定污水紫外線消毒器消毒設(shè)備規(guī)模的重要參數(shù)之一。

(2) 平均處理流量是指污水處理廠每日平均的處理水量，這一參數(shù)是核算紫外運(yùn)行費(fèi)用的重要參數(shù)之一。

(3) 處理水所含工業(yè)廢水的比例和成分工業(yè)廢水中的有些成分對(duì) 紫外線在水中的傳播有很大的影響，這也是影響紫外設(shè)備規(guī)模的重要參數(shù)之一。

(4) 污水中的懸浮物（TSS）污水中懸浮物的多少和顆粒直徑的大小，直接決定了處理水所能達(dá)到的消毒指標(biāo)極限。這是因?yàn)槲鬯械膽腋∥飼?huì)對(duì)微生物起到保護(hù)和屏蔽的作用，使紫外光無法有效地照射到微生物上，從而影響消毒效果。這也是一個(gè)影響紫外線殺菌器消毒設(shè)備規(guī)模的參數(shù)。

(5) 污水紫外透光率（UVT）紫外透光率是指波長為 253.7nm的紫外線在通過1cm比色皿水樣后，未被吸收的紫外線與輸出總紫外線之比，用百分?jǐn)?shù)表示。紫外穿透率的高低直接決定了紫外能在污水中傳播的效率。這也是一個(gè)影響紫外線消毒器殺菌設(shè)備規(guī)模的重要參數(shù)。

(6) 出水消毒指標(biāo)是為控制水污染物的排放，防治水質(zhì)污染，保護(hù)水資源的合理利用，由國家或各地方政府根據(jù)國家和地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)而制定的污水排放的生物學(xué)限值，一般以 糞大腸菌群數(shù)或總大腸菌群數(shù)表示。

(7) 允許水頭損失是指整個(gè)紫外線殺菌器消毒系統(tǒng)正常運(yùn)行所需要消耗的水頭損失。

2、紫外線消毒劑量的確定

(1) 消毒目標(biāo)劑量的確定 紫外線劑量是指單位面積上所接收到的紫外線的能量，它是紫外光強(qiáng)和接觸時(shí)間的乘積，常用單位為mJ/cm 2 ，公式為：紫外劑量(mJ/cm 2 )=紫外光強(qiáng) (mw/cm 2 )×停留時(shí)間(sec) 要想達(dá)到理想的消毒效果，就必須根據(jù)要達(dá)到的消毒標(biāo)準(zhǔn)，確定所需要的紫外劑量，我們又稱之為目標(biāo)劑量。在中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《城市給排水紫外線消毒設(shè)備》（GB/ T-19837-2005）中已明確規(guī)定了污水處理廠的各消毒標(biāo)準(zhǔn)所對(duì)應(yīng)的有效紫外線消毒劑量需求，具體如下：為保證達(dá)到GB18918-2002中所要求的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的B標(biāo)準(zhǔn)，紫外線的有效劑量—即目標(biāo)劑量應(yīng)不低于 15mJ/cm 2 ；為保證達(dá)到GB18918-2002中所要求的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)，紫外線的有效劑量— 即目標(biāo)劑量應(yīng)不低于20mJ/cm 2 。

(2) 紫外線消毒修正劑量— 設(shè)備生物驗(yàn)定劑量確定了紫外線消毒所需要的目標(biāo)劑量后，在選擇紫外線消毒器設(shè)備進(jìn)行工程化應(yīng)用時(shí)，還要考慮兩個(gè)影響因素：燈管老化和套管結(jié)垢對(duì)設(shè)備紫外輸出劑量的影響。這是因?yàn)檫@兩個(gè)因素直接影響了紫外光的輸出和傳播，從而引入了兩個(gè)修正系數(shù)：燈管的老化系數(shù)和套管的結(jié)垢系數(shù)。所謂燈管老化系數(shù)，是指紫外燈運(yùn)行到壽命終點(diǎn)時(shí)的紫外線輸出功率與新紫外燈的紫外線 輸出功率之比。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如廠家無獨(dú)立第三方機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，該系數(shù)應(yīng)采用0.5作為 默認(rèn)修正值，如有獨(dú)立第三方機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，則使用認(rèn)證值。所謂套管結(jié)垢系數(shù)，是指使用中的紫外燈套管的紫外穿透率與潔凈套管的紫外穿透率之比。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如廠家無獨(dú)立第三方機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，該系數(shù)應(yīng)采用0.8作為默認(rèn)修正值，如有獨(dú)立第三方機(jī)構(gòu)的認(rèn)證，則使用認(rèn)證值。劑量修正公式如下：紫外線消毒器紫外線殺菌器系統(tǒng)需要輸出的有效紫外劑量=消毒目標(biāo)劑量÷燈管老化系數(shù)÷燈管結(jié)垢系數(shù)從以上燈管老化系數(shù)和套管結(jié)垢系數(shù)的定義可知，燈管老化系數(shù)和結(jié)垢系數(shù)肯定是小于1 的。所以要選擇的紫外線消毒器系統(tǒng)輸出的紫外劑量肯定比目標(biāo)劑量要高，才能保證持續(xù)、穩(wěn)定的消毒效果。

3、紫外線消毒器消毒設(shè)備的選取在各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)確定后，可根據(jù)出水消毒指標(biāo)要求確定目標(biāo) 消毒劑量，然后再用老化系數(shù)和結(jié)垢系數(shù)進(jìn)行修正，修正后的劑量就是要選擇的紫外設(shè)備需要輸出的有效劑量—生物驗(yàn)定劑量。生物驗(yàn)定劑量，是指該型號(hào)的紫外線消毒系統(tǒng)在各種實(shí)際運(yùn)行條件下，通過實(shí)驗(yàn)的方法，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，依據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制出該設(shè)備的性能曲線，來指導(dǎo)該型紫外線殺菌器消毒設(shè)備的設(shè)計(jì)。因整個(gè)測試過程和設(shè)備性能曲線都是由紫外行業(yè)的認(rèn)證機(jī)構(gòu)執(zhí)行和出具的，所以又稱之為獨(dú)立第三方認(rèn)證。根據(jù)這一認(rèn)證，可以非常方便地從系統(tǒng)性能曲線上查出需要選用的紫外線消毒器消毒系統(tǒng)在相應(yīng)參數(shù)下所能輸出的紫外劑量，簡化了設(shè)計(jì)過程，確保了消毒性能，保障了公眾安全。生物驗(yàn)定劑量驗(yàn)證法已經(jīng)成為美國環(huán)保署、NWRI及DVGW 等機(jī)構(gòu)的紫外線消毒器設(shè)備認(rèn)證方法。