凌卓技術：紫外線消毒器中紫外線劑量的定義

紫外線消毒器根據處理原水不同，可分為飲用水紫外線消毒器和污水紫外線消毒器。紫外線消毒是一道使大量水生病原體滅活的有效屏障。在多屏障消毒工藝中，紫外線消毒可作為殺滅特殊病原體（如隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲）的有效屏障，并有助于盡量降低消毒副產物。紫外線消毒器可應用于飲用水水源的消毒，包括過濾后的地表水、未經過濾的地表水和地下水。對于過濾后的地表水，紫外線消毒的前處理工藝包括顆粒或合成介質過濾、膜過濾（微濾、超濾、納濾和反滲透）、硅藻土過濾或慢砂濾。污水紫外線消毒器可用于污水處理、中水回用、再生水處理等廢水處理。紫外線殺菌消毒是通過紫外光照射完成，而紫外光照射強度決定了殺菌消毒效果。

從實用角度，紫外線劑量是紫外線強度，以毫瓦每平方厘米（mW/cm2）為單位，和要處理的流體或粒子在紫外線中的曝光時間，以秒（S）為單位的乘積。紫外線劑量的單位為毫焦耳每平方厘米（mJ/ cm2），相當于毫瓦·秒每平方厘米（mW·S/ cm2）。由于能夠準確測定照射強度和照射時間，因此能夠準確測量紫外線計量。連續流紫外線消毒器的反應器中的非理想的水流分布和不均勻的光強分布導致劑量分布不均勻。

對于連續流紫外線消毒器的反應器，此處和以后提到的有效劑量、設計劑量和運行劑量定義如下。

●有效劑量   驗證設備的有效劑量是基于該設備的驗證測定結果。它是等同于平行光束儀對目標微生物達到相同滅活率而需要的劑量。

●設計劑量   設計劑量是為達到目標微生物的特定滅活率所需的有效劑量。設計劑量用于設計紫外線殺菌器消毒系統的大小。

●運行劑量   建立在紫外線消毒器設備的驗證測定結果的基礎上，紫外線運行劑量作為反應器的一個很有用的指標，可用于在維持設計劑量的情況下發揮消毒設備的zui大效率（包括減少能耗、減少運行的反應器的個數）。

紫外線設計劑量由目標微生物和紫外線消毒前的進水水源水質決定。目標微生物和所需滅活率必須由相關部門規定。

基本原理

以任一特定微生物的滅活情況為依據，紫外線殺菌器的反應器的性能主要取決于紫外線劑量分布和微生物固有的滅活動力學（劑量響應）。雖然劑量響應可以通過平行光束儀和合適的微生物檢測結果來進行評估，但是對紫外線劑量分布的特征和數量化并沒有很好的確定。雖然可用數值方法預測紫外線劑量的分布，但是這種方法既不規范也沒有在實踐中得到廣泛的應用。因此，本指南采用生物劑量驗證的方法來檢測和評價反應器的性能。

確定紫外線劑量包括在受控條件下測量受試微生物的紫外線滅活率。在驗證紫外線消毒器設備的性能時推薦使用MS-2噬菌體。選擇MS-2噬菌體具有很多優點：
（1）對紫外線的抵抗力高；
（2）消毒所有劑量范圍內滅活動力學接近一級反應；
（3）培養和計數容易；
（4）驗證結果具有穩定性和可重復性；
（5）對人體無害；
（6）無光復活能力。
為統一標準，紫外線有效劑量應定義為，在一個連續進水的紫外線消毒器反應器中達到與一個采用低壓、無臭氧產生的汞燈進行平行光驗證的相同的MS-2噬菌體滅活率時平行光束儀的紫外線劑量。

對于過濾后地表水和地下水，顆粒物對紫外線消毒的影響非常小。對于這些水源，根據協議驗證的紫外線消毒器設備，其紫外線有效劑量可用于紫外線殺菌系統的設計。

未過濾的地表水中的顆粒物和透光率的變化能夠不同程度地屏蔽紫外線，減少其對微生物的傷害。對于這些水源，推薦進行現場紫外線消毒器設備驗證來估計水質變化帶來的影響。