污水紫外線消毒器在城市污水處理中的研究進展

摘要　污水紫外線消毒器廠家石家莊凌卓環保設備有限公司為您介紹城市污水消毒的必要性,對常用污水消毒技術進行現狀分析及技術經濟比較,污水紫外線消毒器有望成為替代傳統液鑢消毒的較佳選擇。闡述紫外線消毒器原理及工程上的應用。zui后對紫外消毒技術進行總結。 　　

關鍵詞　污水處理　消毒技術　紫外線消毒器 污水紫外線消毒器

歷*不斷爆發的疫情,給人類帶來了嚴重的災害,使人們意識到對疫情傳染源消毒的重要性。2002 年12 月24 日國家環境保護總局和國家質量監督檢驗檢疫總局聯合頒布的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》 ( GBl8918 - 2002) 中將微生物指標列為基本控制指標, 求城市污水必須進行消毒處理,從而使污水處理標準的病理指標與接軌。污水處理出水的消毒已勢在必行。

1 　城市污水常用消毒技術

1. 1 　常用污水消毒技術現狀 常用的污水處理消毒工藝有鹵素消毒(如鑢氣、二氧化 鑢) 、氧化劑消毒(如臭氧、過氧乙酸) 、輻射消毒(如紫外線、γ 射線) 。在上述常用污水消毒技術中,液鑢作為廉價的消毒劑在污水處理中有著廣泛的應用,但由于鑢易與水中有機物 發生反應,對消毒產生干擾,另外其反應副產物鹵代烴、鑢仿、三鑢甲烷、多鑢聯苯等物質對人畜有毒害, 許多還是致癌、致畸、致突變的“三致"物質。現在上許多國家和地方政府已限制鑢及其衍生物的使用。我國一些地方的環保部門和勞動保護部門也對液鑢的使用進行了控制。目前,國內二氧化鑢消毒技術正在被接受和認可,但二氧化鑢使用時要現場制備,而且僅有20 %二氧化鑢在消毒過程中有效,另外,二氧化鑢發生器規模較小,如何運用于加鑢量較大的污水處理廠成為一個問題。

1. 2 　常用污水消毒技術比較 污水處理中常用的消毒技術性能比較見表1 。

2 　紫外消毒技術

2. 1 　紫外消毒原理 紫外線消毒是一種物理消毒方法,紫外線消毒并不是殺死微生物,而是去掉其繁殖能力進行滅活。紫外線消毒的原理主要是用紫外光摧毀微生物的遺傳物質核酸(DNA 或 RNA) ,使其不能分裂復制。除此之外,紫外線還可引起微生物其他結構的破壞。紫外線是波長在200～400nm 的電磁波,分為4個波段。其中能殺菌消毒的紫外波段為 200～ 300 nm,即紫外C(200～280 nm) 和紫外B(280～315 nm) 中的 部分。通常人們較關注微生物對紫外線的吸收頻譜, 認為 253.7 nm是紫外線消毒的*波段,并把紫外線消毒技術稱為紫外C消毒。

2. 2 　紫外線消毒器消毒影響因素 影響紫外線殺菌效果的因素主要有: 紫外線燈管的功率、性能、使用時間和照射方式等;處理水的物理化學性質, 如懸浮物( SS)、濁度、色度、水中微生物的類型和數量、其他雜質含量等;系統設計的方式以及反應器的形態,水力條件等等。數據表明，進口低壓 UV 燈管的有效使用時間可達 8 ～ 12 kh，國產低壓高強UV 燈管的有效使用時間也可達到進口產品一樣的使用壽命，紫外線消毒器廠家石家莊凌卓環保設備有限公司采用進口飛利浦或萊索斯紫外線殺菌燈管和國產出口品牌的紫外線殺菌燈管。UV燈管的結垢也會影響紫外線的穿透力,降低消毒效果。燈管的表面溫度與紫外線的有效輻射量也有一 定的關系,當燈管表面溫度為40 ℃時,紫外線的有效輻射量 zui高,為100 %。水中的懸浮物可干擾、吸收紫外線,使其 射線量減少,并通過遮蔽紫外線隱藏細菌,使之具有保護細 菌的作用。一般建議進入污水紫外線消毒器系統的水的濁度應小于5 NTU ,色度小于15 NTU。

2. 3 　污水紫外線消毒器價格與加鑢消毒比較 近年來,隨著紫外線消毒技術的不斷進步,紫外線燈管壽命已達15kh 以上,污水紫外線消毒器價格大幅度下降,紫外線消毒技術已在國內外污水處理領域中得到應用,成為替代傳統液鑢消毒的*選擇。紫外線消毒與傳統加鑢消毒的比較見表2。

 2. 4 　紫外線消毒技術的應用 加拿大安大略省水資源委員會于1965 年和1969 年對污水紫外線消毒器消毒技術應用于城市污水處理以及對受納水體的影響進行了研究和評估。其他加拿大研究人員對紫外線消毒的效果、技術可行性、影響效果的水質因素、對受納水體中魚類的影響、消毒副產物以及與加鑢消毒技術經濟比較進行了大量性的研究工作。這些研究結果表明,紫外線污水消毒技術可行,可達到和加鑢相同甚至更好的消毒效果, 對受納水體中生物無毒副作用, 不產生消毒副產物。 1970 年美國環保局完成了第1 例污水紫外消毒器的示范工程。隨后污水的紫外消毒法在美國和加拿大得到了廣泛的應用。 表3 為污水紫外線消毒器系統在污水處理中的應用實例。

到目前為止,西方發達國家已在污水處理廠安裝了近幾萬套大型紫外線消毒系統,應用該技術的廠家約占污水處理廠總數的40 %。同時,大量的紫外線消毒技術改造工程正在進行之中。圖1 為具有代表性的污水廠鑢消毒改造 成UV 消毒的示意圖。

3 　總結 (1) 紫外線消毒城市污水不投加化學藥劑,不產生有害 物質,安全可靠;紫外線消毒運行成本低,操作運行簡便,易 于維護管理;隨著對UV 消毒機理的深入研究,紫外線技術 的不斷發展以及消毒裝置在設計上的日臻完善,UV 消毒法有望成為代替傳統鑢化消毒的主要方法之一。 (2) 常規紫外劑量對一些需要大劑量殺滅的病毒、孢子以及包囊蟲的消毒效果較差。對這些微生物的殺滅,需要特殊設計的紫外消毒系統;在紫外劑量足夠的條件下,失活的 病毒細菌不會復活,但在紫外劑量不足的條件下,許多被紫 外照射失活的病毒細菌可通過光的協助修復自身被破壞的 組織,達到復活目的(光修復) 。甚至可以無需光協助修復自 身(暗修身) 。 (3) 濁度及水中懸浮物( SS) 對紫外殺菌有較大影響。過高的 SS 影響紫外光在水中的穿透能力。因此采用紫外殺菌 要求對水有較為嚴格的前處理過程以降低 SS 的影響, 提高殺菌效率;由于水質的影響(生物、礦物質、懸浮物等) , 燈套管表面常常會結垢, 將影響紫外光的透出和殺菌效果。這需要一個附加的機械設計和定期的維修計劃, 按時清洗燈套 管。 (4) 無持久殺菌能力。化學消毒(鑢、臭氧等) 由于水體中有消毒劑的存在,雖對水體可能會產生二次污染,但水體 可長時間保持消毒狀態。紫外消毒是純物理消毒技術,與加 熱消毒類似,消毒后如果污染源存在，將會再次被污染，此類問題的解決紫外與化學消毒的組合技術。