凌卓技術：懸浮物對紫外線消毒器的應用影響

    紫外線滅菌與其他大多數化學消毒薬劑不同，并不通過電子得失發生氧化還原反應進行，它是通過紫外光光化學反應來破壞病毒、細菌和其它微生物的遺傳物質DNA，使其失去活性無法復制再生從而達到消毒的目的。污水紫外線消毒器早先廣泛的應用于污水處理系統，尤其是應用于灌溉的再生水。直到上個世紀90年代，UV紫外線消毒器消毒技術才被廣泛的應用于飲用水處理系統，這主要歸功于1998年新的研究證明用很低的紫外劑量(40to70mJ/cm)就可對賈第蟲和隱孢子蟲進行滅活。并且由于反應原理的不同，紫外線消毒不產生有害的衍生物，紫外線消毒器消毒后的水也不產生異味。美國環保署（USEPA）的有關技術經濟評估表明紫外線消毒比加氯消毒和臭氧消毒可以更為經濟有效地控制這些原生動物，且不會產生消毒副產物。
　　一般來說，飲用水處理系統中，溫度，pH，堿度，總無機碳等化學水質參數對紫外線消毒器的影響是可以忽略不計的。但是當水中含有高濃度的鐵，鈣，苯酚，懸浮物，和自然有機物時，紫外線的消毒效果將大受影響，因為這類化合物的存在降低了紫外線強度，從而使滅活效果降低。這樣的水質和污水處理中污水紫外線消毒器需要處理的水質基本相同。在此我們重點談談懸浮物對紫外線消毒器的應用影響。
    吸光率和散射率是降低紫外線穿透率的兩大重要因素，而水中的懸浮物可以吸收紫外線從而降低紫外線的穿透率，并且懸浮物與水中的其他微生物粘合后形成防護層阻礙了紫外線的傳遞，這兩種情況下紫外線被懸浮物吸收而滅活將不起作用。因此紫外線的吸光率被認為是計算紫外線有效劑量的重要參數。懸浮物的存在還造成了紫外線的散射，其中包括光源方向的反散射，這種散射也會降低紫外線的強度，不過散射不會使紫外線滅活失效。
　　在飲用水紫外線消毒器處理系統中，Christensen和Linden的研究證明當濁度低于3NTU時紫外線劑量的損失可以忽略不計，當濁度以1-10NTU遞加時，其紫外線平均劑量的損失將從5%到33%依次遞加。國內的紫外線殺菌器消毒系統的應用于沉淀池或濾池之后，其進水濁度低于3NTU，懸浮顆粒本身對紫外線殺菌器的效果的影響可忽略，因此更多的研究重點將放在懸浮顆粒和微生物結合體對紫外線消毒器的應用影響上。
　　1.懸浮物的大小對紫外線消毒器的應用影響
　　飲用水處理系統中現有的懸浮顆粒從0.03μm開始大小不等，小顆粒懸浮物只會吸收紫外光以降低紫外線有效劑量，而大顆粒懸浮物將包裹住微生物形成保護層阻礙紫外光的傳遞。大量關于微生物臨界顆粒體積（CPS）的研究證明當懸浮顆粒的大于其CPS時，將會嚴重影響該微生物滅活效果。而Bermanetal.研究也表明當微生物與體積大于7μm的懸浮顆粒粘合時，它的抗紫外線能力是它與小顆粒懸浮物粘合是的3-5倍，即使是體積小于2μm的懸浮顆粒，仍然能對微生物形成保護層。
　　2.懸浮物與微生物的相互作用對紫外線消毒器的應用影響
　　飲用水系統中，懸浮物的種類一般包括泥土，化學混凝劑和絮凝劑，活性碳顆粒，藻類等。混凝劑和絮凝劑的添加有利于水中濁度的下降，但同時病毒作為一種生物膠體，易受靜電吸引力影響，依附在表面帶正電荷的絮凝劑和混凝劑上，這類結合體通過沉淀和過濾系統后將會大大降低紫外線消毒器的消毒效果。而活性炭顆粒具有*的吸附能力，經檢驗證明85%的活性炭顆粒將吸附低于50種細菌，而8%的活性碳顆粒將吸附更多細菌，這類結合體都具有很高的抗紫外線能力。目前為止還沒有一種很有效的方式可以數值化測定這種結合體對紫外線劑量的具體影響。
　　在飲用水紫外線消毒器和污水紫外線消毒器處理系統中，懸浮顆粒和微生物的結合體被認為是主要的影響因素。懸浮顆粒的大小和它與微生物的相互作用都一定程度上影響了紫外線的穿透率。
    懸浮顆粒和微生物結合體不僅體現在對紫外線消毒器的應用影響上，還增加了紫外線消毒器的功率和紫外線消毒器價格。而要降低紫外線消毒器功率和紫外線消毒器價格成本的措施是增加沉淀、絮凝和過濾等預處理工藝，及其他提高紫外線消毒器消毒效果的處理措施。
    總之，認真研究懸浮顆粒和微生物結合體對紫外線消毒器的應用影響，從而為用戶提供有針對性的預防措施和處理技術，保證紫外線消毒器的處理效果。