紫外線消毒器的應(yīng)用中的影響因素和解決方法

紫外線消毒器，就是用紫外線殺滅包括細(xì)菌繁殖體、芽胞、分支桿菌、冠狀病毒、真菌、立克次體和衣原體等，凡被上述病毒污染的物體表面、飲用水、污水和空氣，均可采用紫外線消毒，根據(jù)上述需要消毒的原物質(zhì)命名分為空氣紫外線消毒器、飲用水紫外線消毒器和污水紫外線消毒器等。

紫外線消毒器采用的紫外線消毒燈，主要分為：高壓，中壓和低壓紫外線殺菌燈。紫外線消毒器根據(jù)紫外線殺菌燈命名分為高壓紫外線消毒器、中壓紫外線消毒器和低壓紫外線消毒器。在實際消毒應(yīng)用中，以低壓紫外線消毒器為主。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，低壓紫外線殺菌燈平均壽命為8000小時。某些產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到13000小時壽命。

國內(nèi)外科技工作者對紫外線的研究已有200多年歷史，紫外線殺菌技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用，尤其是在空氣殺菌，物體表面殺菌，以及水處理殺菌方面。紫外線消毒的科學(xué)原理：主要作用于微生物的DNA，破壞DNA結(jié)構(gòu)，使之失去繁殖和自我復(fù)制的功能從而達(dá)到殺菌消毒的目的。紫外線殺菌具有無色無味無化學(xué)物質(zhì)的優(yōu)點，已經(jīng)在水處理領(lǐng)域越來越多的代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑢，漂白蒶殺菌技術(shù)。自從1982年加拿大開始用實際的紫外線水處理工廠以后，美國，歐洲，印度已經(jīng)廣泛采用該技術(shù)。但是在紫外線消毒器的應(yīng)用中有很多因素影響紫外線消毒器的實際消毒效果。紫外線消毒器的應(yīng)用中的主要影響因素主要有：懸浮固體、紫外光的穿透率、紫外光的透過率、微生物的類型和數(shù)量、粒子尺寸分配率、無機化合物、反應(yīng)器的水力學(xué)條件等。

(1)懸浮固體(SS)  懸浮固體是由數(shù)目、大小、結(jié)構(gòu)、細(xì)菌密度和花車成分各異的離子組成，這些離子通過吸收和散射紫外光使廢水中的紫外光強度降低。由于懸浮固體濃度的增加同時伴隨這離子數(shù)目的增加，所以某些細(xì)菌還可以吸附在粒子上，而這種細(xì)菌zui難被消毒，懸浮固體可以干擾吸收紫外線，通過遮蔽紫外線隱藏細(xì)菌，使之具有保護(hù)細(xì)菌的作用，導(dǎo)致效果下降。有專家就美國和加拿大的紫外線消毒城市污水的二級處理系統(tǒng)，推薦SS應(yīng)該不高于20mg／L。所以用于紫外消毒的廢水的懸浮固體濃度嚴(yán)格控制，一般推薦不超過20mg/L。

(2)紫外光的穿透率紫外光的穿透率是以紫外光在液體中的浸透深度來測定，紫外線的穿透率隨著水層的厚度的增加而降低。在污水或者廢水中都含有能夠吸收紫外線的可溶性化學(xué)物質(zhì)，如果吸收紫外線量過高，殺滅細(xì)菌的紫外線劑量也必將隨之增大。

(3)紫外透光率 紫外透光率是廢水透過紫外光能力的量度。它是設(shè)計紫外線消毒器系統(tǒng)尺寸的重要依據(jù)。一般來說隨著紫外線消毒器深度的增加，紫外透光率降低。另外當(dāng)溶液中存在著能夠吸收或散射紫外光的化合物或粒子時，紫外透光率也會降低。這就使得用于消毒的紫外光能量降低，此可以通過延長接觸時間或增加外紫外線消毒器系統(tǒng)中紫外燈的數(shù)目來加以補償。

(4)微生物的類型和數(shù)量  污水紫外線消毒器消毒側(cè)重于殺滅通過水傳播疾病的細(xì)菌。紫外線對細(xì)菌、病毒、真菌、芽孢等均有殺滅作用，一般情況下，革蘭氏陰性桿菌zui容易被紫外線殺死，其次是葡萄球菌屬、鏈球菌屬和細(xì)菌芽孢，真菌孢子抵抗力zui強，病毒對紫外線的抵抗能力比細(xì)菌芽孢低。為達(dá)到相同的殺菌效果，對紫外線不敏感、耐受力強的微生物，必須采用較大的照射劑量。隨著污水中細(xì)菌數(shù)量的增加，為了達(dá)到污水紫外線消毒器預(yù)期的消毒目的，所需要的紫外線照射劑量也要隨之增加。

(5)粒子尺寸分配率 溶液中含有離子的大小不同則殺菌所需的紫外線的劑量也不同。這因為顆粒尺寸對紫外線的穿透能力有影響的結(jié)果尺寸小于10μm的離子容易被紫外光穿透，因而紫外線的需求量低。尺寸在10~40μm之間的粒子可以被紫外光穿透，紫外需求量增加。而尺寸大于40μm的粒子則很難被紫外光穿透，紫外需求量很高。所以，在實際過程中為了提高紫外光的利用率，應(yīng)對二級處理出水過濾，去除掉大粒子之后再進(jìn)行紫外線消毒器消毒處理。

(6)無機化合物 在廢水的處理過程中，為了提高處理效果，有時會在某些池子當(dāng)中投加金屬鹽以降低廢水中磷的含量并控制氣味。比較常用的鋁鹽或鐵鹽絮凝劑。一般來說，溶解性鋁鹽不影響紫外透光率，而且含有鋁的懸浮固體對于紫外殺菌也沒有阻礙作用。而水中的鐵可直接吸收紫外線，使污水紫外線消毒器套管發(fā)生結(jié)垢，影響消毒效果。

(7)反應(yīng)器的水力學(xué)條件  理想的紫外線消毒器的消毒反應(yīng)器的水流狀態(tài)為：在水流方向上為平推流，而在任意橫截面上能夠*混合，這樣才能保證處理的水流受到紫外線的充分輻射而不發(fā)生短流。理想反應(yīng)器可以達(dá)到這樣的條件，但實際消毒過程中的水流條件和理想狀態(tài)有著很大差異，導(dǎo)致水流的各個部分所受到的輻射強度不同。美國EPA在設(shè)計手冊中提出，反應(yīng)器接近理想的平推流的程度可以用它的長寬比來表示，當(dāng)反應(yīng)器的長寬比很高時，可以認(rèn)為是處于平推流狀態(tài)。在理想平推流反應(yīng)器中，水力停留時間是反應(yīng)器的有效體積與流量之比。停留時間越長，污水所受的紫外線照射劑量越大。在實際運行過程中，應(yīng)對進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)的分析，根據(jù)所需的消毒要求和流量大小，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理和確定污水紫外線消毒器的紫外線照射劑量，選配合適的紫外燈，合理設(shè)計紫外線消毒器反應(yīng)器，達(dá)到*化的消毒效果。