紫外線消毒器
紫外線消毒器是指以紫外汞燈為光源 利用燈管內(nèi)汞蒸氣放電時(shí)輻射的253.7nm紫外線為主要光譜線,對(duì)生活飲用水進(jìn)行消毒的設(shè)備(簡(jiǎn)稱消毒器)。
簡(jiǎn)介
紫外線消毒器是指以紫外
汞燈為光源 利用燈管內(nèi)汞蒸氣放電時(shí)輻射的253.7nm紫外線為主要
光譜線,對(duì)生活飲用水進(jìn)行消毒的設(shè)備(簡(jiǎn)稱
消毒器)。
紫外線殺菌器具有無死角、光射條件好、能耗低、設(shè)備安裝拆卸靈活方便,無二次污染等特點(diǎn),紫外線殺菌器相對(duì)
氯氣殺菌,他具有不需要添加化學(xué)藥劑,無二次污染,無混合設(shè)備,大大減少設(shè)備運(yùn)行成本,如果是飲用水,紫外線殺菌器安全,不會(huì)因?yàn)樗巹┑倪^量而對(duì)人體產(chǎn)生不利的影響。紫外線殺菌器相對(duì)
臭氧殺菌器,他具有能量消耗小,無大的
混合器,無魚腥味等優(yōu)點(diǎn),不僅感觀好,而且減小運(yùn)行成本。
形式
紫外線消毒器的結(jié)構(gòu)形式:UV消毒器按水流邊界的不同分為封閉式和敞開式。
封閉式系統(tǒng)
封閉式UV消毒器屬承壓型,用金屬筒體和帶
石英套管的
紫外線燈把被消毒的水封閉起來。
筒體常用不銹鋼或鋁合金制造,內(nèi)壁多作拋光處理以提高對(duì)紫外線的反射能力和增強(qiáng)輻射強(qiáng)度,還可根據(jù)處理水量的大小調(diào)整
紫外燈的數(shù)量。有的消毒器在筒體內(nèi)壁加裝了螺旋形葉片以改變水流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而避免出現(xiàn)死水和管道堵塞,所產(chǎn)生的
紊流以及葉片鋒利的邊緣會(huì)打碎懸浮固體,使附著的微生物完全暴露于紫外線的輻射中,提高了消毒效率。
封閉式也劃分為敞開式和浸沒式。敞開式消毒器適用于中、大水量處理,多用于污水處理廠。封閉式消毒器一般適用于中、小水量處理或有必要施加壓力且消毒器不能在明渠中使用的情況。
各種系統(tǒng)中外罩密封
石英套管的
紫外線燈管都可以與水流方向垂直或平行布置。平行系統(tǒng)
水力損失小、水流形式均勻,而垂直系統(tǒng)則可以使水流紊動(dòng),提高消毒效率。
敞開式系統(tǒng)
在敞開式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流經(jīng)UV消毒器并滅活水中的微生物。敞開式系統(tǒng)又可分為浸沒式和水面式兩種。
浸沒式又稱為水中照射法。將外加同心圓石英套管的
紫外燈置入水中,水從石英套管的周圍流過,當(dāng)燈管(組)需要更換時(shí),使用提升設(shè)備將其抬高至工作面進(jìn)行操作。該方式構(gòu)造比較復(fù)雜,但紫外
輻射能的利用率高效果好且易于維修。
水面式又稱為水面照射法,即將紫外燈置于水面之上,由平行
電子管產(chǎn)生的平行紫外光對(duì)水體進(jìn)行消毒。該方式較浸沒式簡(jiǎn)單,但能量浪費(fèi)較大、滅菌效果差,實(shí)際生產(chǎn)中很少應(yīng)用。
優(yōu)點(diǎn)
1.高效率殺菌:紫外線對(duì)細(xì)菌、病毒的殺菌使用一般在一至二秒即可達(dá)到99%-99.9%的
殺菌率。
2.高效殺菌廣譜性:紫外線殺菌的廣譜性是最高的,它對(duì)幾乎所有的細(xì)菌、病毒都能高效率殺滅。
3.無二次污染: 紫外線殺菌不加入任何化學(xué)藥劑,因此它不會(huì)對(duì)水體和周圍環(huán)境產(chǎn)生
二次污染,不改變水中任何成分。
4.運(yùn)行安全、可靠: 傳統(tǒng)的
消毒技術(shù)如采用氯化物或臭氧,其消毒劑本身就是屬于劇毒、易燃的物質(zhì),而
紫外線消毒系統(tǒng)不存在這樣的安全隱患。
5.運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低:
紫外線殺菌設(shè)備占地小,構(gòu)筑物要求簡(jiǎn)單,因此總投資較少,在運(yùn)行方面成本也較低,在千噸水處理量水平,它的成本只是氯消毒的1/2。
應(yīng)用
紫外線消毒器應(yīng)用廣泛,在水處理中價(jià)值極高,它是通過紫外光線的照射,破壞及改變微生物的DNA結(jié)構(gòu),使細(xì)菌當(dāng)即死亡或不能繁殖后代,以達(dá)到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是ZXB紫外線,因?yàn)镃波段紫外線很易被生物體的DNA吸收,尤以253.7nm左右的紫外線最佳。紫外線消毒器屬于純物理消毒方法,具有簡(jiǎn)單便捷、廣譜高效、無二次污染、便于管理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn),隨著各種新型設(shè)計(jì)的紫外線燈管的推出,紫外線殺菌的應(yīng)用范圍也不斷在擴(kuò)大。
使用特點(diǎn)
各地區(qū)情況不同其應(yīng)用紫外線殺菌組合方式也不同,紫外線消毒工藝工藝在具有諸多優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也有缺點(diǎn),最主要的缺點(diǎn)是沒有維持管網(wǎng)持續(xù)消毒的能力。歐洲和北美使用紫外線消毒技術(shù)存在一定的差別。在歐洲的荷蘭、
奧地利和德國(guó)等地的一些水廠,飲用水經(jīng)紫外線消毒后直接進(jìn)入供水管網(wǎng),據(jù)統(tǒng)計(jì),荷蘭大部分水廠單獨(dú)使用紫外線消毒,且管網(wǎng)末梢沒有余氯。究其原因,歐洲的管網(wǎng)狀況較好,管網(wǎng)系統(tǒng)相對(duì)較小,水中可生物同化有機(jī)碳較低,為了避免余氯在管網(wǎng)中產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物,常單獨(dú)采用紫外線消毒。另外一個(gè)原因是這些歐洲國(guó)家通常在緯度較高地區(qū),水溫常年較低,管網(wǎng)中微生物再生長(zhǎng)能力弱。而北美的飲用水相關(guān)法規(guī)規(guī)定在自來水中必須存在一定量的
余氯,用來控制管網(wǎng)的
二次污染問題。我國(guó)的情況與美國(guó)更相似。在
生物可同化有機(jī)碳(AOC)低于20μg/L時(shí)紫外線后可以不加氯,AOC在50μg/L以上時(shí)需維持余氯在0.3mg/L以上。國(guó)內(nèi)采用地表水源的市政供水系統(tǒng)由于水中有機(jī)物含量比較高,因此紫外線需要與氯和氯胺組合使用以保證管網(wǎng)水質(zhì)的微生物安全性。但采用地下水的村鎮(zhèn)小規(guī)模供水系統(tǒng)則完全可能只采用
紫外線消毒,特別是北方水溫較低地區(qū),前提是設(shè)計(jì)和設(shè)備一定要合格。十一五科技支撐計(jì)劃的研究成果也完全證明了這一點(diǎn)。