北京市吳家村再生水紫外線消毒器的應用案例

摘要 　 在國內，紫外線消毒應用于污水處理排放項目的污水紫外線消毒器較多，但在再生水回用領域再生水紫外線消毒器的應用相對較少。結合北京市吳家村再生水廠項目的設計、安裝、運行，對再生水紫外線消毒器系統做了詳細介紹，其中的設計思路和一些建議供廣大設計人員和相關用戶參考。

關鍵詞 　 紫外線消毒 　 穿透率 　 有效紫外計量

１　 項目概況 北京市吳家村再生水廠，位于北京市豐臺區。再生水水源來自相鄰的吳家村污水處理廠，再生水一期工程始建于２００６年，設計規模為４萬m3／ｄ。主要建設內容包括提升泵房、生物濾池、消毒間及配套設施等；其中消毒工藝采用了再生水紫外線消毒器消毒系統。吳家村再生水廠出水主要為滿足城市綠化、道路噴灑等用水需求，再生水出水指標，按《城市污水再生利用城市雜用水水質》（ ＧＢ／Ｔ１８９２０—２００２） 執行，其中細菌指標中總大腸菌群≤３個／Ｌ。

２　 工程設計參數 表１　 工程設計參數 項目 設計參數 峰值流量／ ｍ ３ ／ ｄ　 ４０　０００ ＵＶＴ ／ ％ ６５ ＳＳ ／ ｍｇ ／ Ｌ ≤１０ 濁度／ ＮＴＵ ≤５ 污水溫度變化范圍／ ℃ ４～３０ 總大腸菌群數／個／ Ｌ ≤３ 　注：參考標準：《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（ ＧＢ１８９１８—２００２）、《城市給排水紫外線消毒設備》（ＧＢ／Ｔ１９８３７—２００５）以及其他國內及的相關通用標準。

３　 再生水紫外線消毒器消毒系統介紹

３．１　 再生水紫外線消毒器設備選型 紫外線消毒技術如今已被廣泛應用于城市污水處理、再生水回用及市政自來水的消毒處理中，形成了城市污水紫外線消毒器、再生水紫外線消毒器、回用水紫外線消毒器、自來水紫外線消毒器等系列產品。紫外線消毒無需投加化學藥劑、不增加水的臭和味、不產生有毒有害的副產物、消毒速度快、效率高、設備操做較傳統消毒工藝安全簡單和可實現自動化等優點。紫外線消毒設備的選型主要根據進出水水質進行設計，在再生水消毒中，濁度、色度、懸浮物（ＳＳ）濃度及顆粒大小的分布是影響紫外消毒效果的關鍵因素。消毒效果取決于水中微生物吸收到的有效紫外線劑量的大小，因為足夠的紫外照射量才可以達到細菌滅活的效果。按《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（ＧＢ１８９１８—２００２）和《城市給排水紫外線消毒設備》（ＧＢ／Ｔ１９８３７—２００５），達到一級Ａ標的指標，紫外線有效照射劑量不應低于２０ｍＪ／ｃｍ２。 針對該項目，為達到《城市雜用水水質》（ＧＢ／Ｔ１８９２０—２００２）標準要求，參照國外實際運行經驗，有效紫外線照射劑量要求達到８０ｍＪ ／ ｃｍ ２ 。

３．２　 消毒工藝設計 根據本項目的水量、水質情況和對出水消毒指標的要求，按系統能達到的有效紫外線照射劑量不少于８０ｍＪ ／ ｃｍ ２ 進行設計，參數見表２ 。 表２　 消毒工藝參數 設備選型 ＵＶ３　０００Ｐｌｕｓ ＴＭ 說明 燈管型號／根 ３３６ 低壓高強燈 模塊數量／個 ４２　 １４個模塊組成一個模塊組 總裝機容量 １００ｋＶＡ 配電中心３０ｋＶＡ ／個×３ 水渠結構 １條水渠 串聯安裝３個模塊組 水渠尺寸／ ｍｍ 渠長 ＞１５　０００ 渠寬＝１　４２７ 渠深＝１　５７５ 　 三個模塊組串聯安裝在一個消毒渠道中。

３．３　 紫外線消毒器系統組成說明 該項目消毒系統采用低壓高強紫外燈，配備全自動在線清洗系統。具體組成及說明。系統組成說明：低壓高強紫外燈管，單根燈管功率２５０Ｗ，紫外輸出功率１２５Ｗ。８支燈管組成一個模塊，１４個模塊組成一個模塊組，本系統共３個模塊組系統控制中心、紫外監控系統通過顯示屏和信息鍵盤提供完整的操作界面。操作界面為菜單操作并在報警時自動顯示錯誤信息窗口。 通過ＲＳ４８５協議與中控室連接，上傳運行數據，實現中控室遠程監視配電中心與三個模塊組分別組成三個消毒主體。機械加藥化學清洗系統分別安裝在３套消毒模塊組上，在線全自動機械加藥化學清洗系統，達到的清洗效果。自動水位控制堰門維持一個恒定水位，保持燈管全部被淹沒。紫外線照射強度監視系統安裝在模塊組中間，連續監測模塊組中心紫外線強度低水位傳感器確保水量少、水位過低時，紫外燈管斷電，保護燈管液壓中心為自動清洗系統提供平穩動力。

４　 安裝運行維護 ４．１　 安裝 在幾種常用消毒工藝中，紫外線消毒系統安裝zui為簡單。模塊化的設備，一般不需要地埋件，直接現場安裝固定。吳家村再生水項目，在設計圖紙過程中注重了預埋穿線管設計為后續的現場整潔美觀、方便現場操作起了很大的作用。

４．２　 調試運行 紫外線消毒器消毒系統的調試運行，都是在渠道中有水的情況下進行。在沒有水的情況下，燈管不可長時間點亮，以免損壞。自動清洗系統的調試，也離不開水的潤滑作用。在整個安裝、調試過程中，必要的防護措施、保護眼鏡，按操作規范要求認真執行。

４．３　 消毒達標 經過了認真的安裝調試，穩定運行后，對消毒后出水水中的細菌指標做了多次檢測。初始時檢測數據有時不理想，經過現場綜合分析，由于工藝不穩定，造成出水懸浮物超標，隱藏在大顆粒內部的細菌很難得到足夠劑量的紫外線照射，所以存活下來。當整個再生水水廠穩定運行后，經過長期監測，總大腸菌群檢測結果多為檢測不出，達到設計要求。

４．４　 運行費用 紫外線消毒系統，zui大的優點就是安裝操作運行簡單，維護相對方便，安全可靠。紫外消毒系統的運行費用，主要就是耗電。吳家村再生水項目，處理規模為４萬 ｍ ３ ／ ｄ ，日耗電量按１００ｋＶＡ×２４ｈ計， 每日電費在１２００元／ｄ左右，則噸水耗電為０.０３ 元。相對于目前的再生水市場價格，紫外消毒費用可以接受。 當然，后續的燈管和備品備件更換，還會在此基礎上有所增加。不過，人工和日常維護費用，可以大大節省下來。

５　 注意事項與建議

（ １ ）再生水消毒，多受上游深度處理工藝的限制，無法做到連續穩定出水。在吳家村再生水項目中，消毒水量呈周期性變化，并有瞬間停水的過程。由于紫外燈的頻繁開啟和熄滅大大影響使用壽命。 安裝調試過程中，我們增加了循環泵系統。當低于某一安全水位時，循環泵自動啟動，以保證紫外燈管長期安全運行。

（ ２ ）注意水中余氯的影響。吳家村再生水項目，紫外消毒系統安裝在消毒間內，水中的余氯揮發造成室內氯濃度較高。原本設計的不銹鋼紫外消毒系統，受揮發氯的腐蝕比較嚴重。因此，同樣的消毒環境，建議設計單位和用戶，在設備選型采購時，注意設備外殼噴漆處理。當然，在室外安裝時，情況會好很多。

６　 結語 再生水紫外線消毒器消毒系統，設計、安裝、維護簡單，運行費用相對較低；在水質較好的再生水項目中，可以作為主消毒工藝，在不增加任何化學物質的前提下，達到一定的消毒要求。為增加安全保障，同時為保證長途管網輸送中余氯的要求，輔助配備二氧化氯投加裝置等措施，是再生水項目消毒工藝綜合解決方案之一。