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环保设备/水处理设备 |
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中压紫外线在给水处理中的应用 |
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作者：英国海诺威公司 徐莹 |
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早在1910年，法国巴黎就已开始使用紫外线消毒器对饮用水进行消毒了，50年代以后紫外线消毒技术得到了空前的发展。从70年代末期开始，紫外线消毒技术被广泛的应用于饮用水和市政污水的消毒工艺。常规的化学消毒剂会在消毒的同时在一定程度上产生有害的消毒副产物，而成熟的紫外线消毒技术的特点在于可以有效的灭活水中的有害微生物和病毒，并且不伴生消毒副产物，紫外线消毒产品在不断进步的同时也逐渐得到国内设计师和终端用户的青睐。
紫外线光谱是介于可视光和X射线之间的波段，波长范围为100~400nm。根据波长的不同，紫外线被人们定义为紫外线A、B、C和真空紫外线。紫外线C又被称为短波紫外线，其波长范围为200~280（315）nm，是对液体消毒最为有效的光波。紫外线主要是通过破坏微生物的遗传物质，使之不能继续分裂和复制，以达到消毒的目的。同时，紫外线还可以对微生物的细胞质和细胞壁的产生一定的破坏作用。失去分裂和复制能力的微生物不会对人体都成威胁，得当的紫外线消毒技术和有效的紫外线剂量可以确保饮用水安全。每天，全世界范围内有超过3亿t的饮用水是经过紫外线消毒处理的。
海诺威“U”型紫外线消毒反应器
中压紫外消毒系统的优势
中压紫外消毒系统能绝对保证杀菌效果和出水水质，是一种持久的，绝对有效的杀菌技术，没有复活反应，没有菌群反弹现象，确保完全的消毒效果和水质的安全。我公司一直长期致力此项技术的研究，并且能及时为客户提供的最新的技术革新。
海诺威中压紫外线设备的特点：
紫外线强度监测器：海诺威所使用的强度监测器仅对有灭菌效果的特定紫外线波长有响应。它可以与电脑和PLC相连，为系统的运行节约了电耗。
石英套管：为了更好的保护紫外线灯管，每一根紫外线灯管外面都会有一支石英套管。因此石英套管的品质在很大程度上决定了紫外线的杀菌效果，高品质的石英套管可以确保紫外线的穿透率达到90%以上。
日常清洗：由于水质和紫外线光的照射，使用一段时间以后石英套管表面会结晶，结晶的厚度达到一定程度就会影响紫外线的穿透比例，因此石英套管需要定时清洗。海诺威系统配有自动清洗系统，可根据紫外线强度检测器的读数，对石英套管定时进行自动清洗。清洗过程中系统正常运行，无需停水，也无需人工参与，大大降低了现场人员的工作负荷。
紫外线灯管：由于海诺威采用最新的中压紫外线技术，从根本上杀灭细菌的同时，降低了紫外线灯管的数量，每1~1.5年（根据控制柜上LCD提示）更换一支紫外线灯管即可，这样大大节约了日常的运行费用。紫外灯管更换只需5min。
传统消毒工艺
首先，在供水系统中，需要严格控制一些参数指标，特别是针对微生物，那些细菌是必须要加以重视的，以确保供水安全。2007年7月1日卫生部和国家标准化管理委员会对原有的饮用水标准（《生活饮用水卫生标准》（GB5749－85））进行了修订，联合发布新的强制性国家《生活饮用水卫生标准》。新标准加强了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求。其中微生物学指标由2项增至6项，增加了对蓝氏贾第虫、隐孢子虫等易引起腹痛等肠道疾病、一般消毒方法很难全部杀死的微生物的检测，特别对“两虫”有了明确的描述。可见消毒环节的重要性和确保饮水安全的重要性。另外，《生活饮用水卫生标准》中明确规定饮用水中不能检出的微生物指标有总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌。菌群总数需严格控制在100个/ml,而对于隐孢子虫和贾第鞭毛虫（“两虫”）需要严格控制在每10L水小于1个。
图1 AF3系列
绝大多数企业、写字楼、酒店、宾馆采用市政供水做为建筑供水原水，而目前为止我国绝大多数自来水厂均采用单一的氯法消毒。氯法消毒具有一定的局限性和不稳定性，如很难对所有微生物进行控制，特别是在杀灭“两虫”方面，没有明显的去除作用；自来水厂需要确保出厂水中含有≥0.3mg/L余氯，管网末端保证≥0.05mg/L，以确保持续的杀菌效果和供水不受到管网或系统部件的二次污染，但调查表明二次供水综合合格率不足85%，余氯合格率不足82%（其中一些系统末端甚至无法检出余氯含量），这些二次供水系统经过储存和再输送，会受到进一步的污染，使水质进一步恶化（余氯的余量不足和挥发，又为微生物的生长和二次污染创造了条件）；由于二次供水的设计和余氯的下降，消毒效果难以保障；二次供水的管理不完善，有70%的二次供水系统设施没有能做到定期清洗和消毒。
与传统技术的有效结合
隐孢子虫属于原生动物，寄生于动物体中和人体中，可引起隐孢子虫病。寄生于人体内的微小隐孢子虫，是机会治病原虫，可以导致严重腹泻的一种腹泻病原，且具有感染性。由于隐孢子虫而引起的大面积腹泻症状和致死的报道和对其的研究，是隐孢子虫越来越受到全世界的关注。1984年隐孢子虫病被证实可经水质传播，然而，传统的氯化消毒方法不能提供足够的剂量，在隐孢子虫侵入时不足以确保饮用水的供水安全。
随着紫外线消毒技术的不断进步和紫外线消毒反应器的不断完善，1993年紫外线消毒技术对隐孢子虫去除率达到90%，1999年达到99.99%。紫外线技术已被认可为适合杀灭隐孢子虫 (Cryptosporidium) 和贾第鞭毛虫 (Giardia) 消毒的技术，特别适用于地表水和其他易受感染水源。紫外线杀菌与化学消毒剂杀菌不同，属于物理反应，紫外光子辐射导致的光化学反应来完成消毒任务，不向水体内投加任何化学药剂。如果水体能不受到外来污染物影响，经中压紫外线技术消毒后的水体可以一直确保消毒效果，有效避免复活反应发生。但是无论是饮用水或是污水，在消毒之后都会有不同程度的再次被污染，比如管线内壁的污染物或是管线可能存在的渗漏点等。因此建议将紫外线消毒工艺与其他一种化学方法相结合（组合工艺），将紫外线消毒系统置于过滤池和清水池之间，保证组合消毒工艺更加合理的同时，确保化学消毒剂与水有充分的接触和反应时间。
传统氯消毒方法会伴生有害的消毒副产物如卤代甲烷、THMs等，2007年，英国伯明翰大学教授Jouni Jaakkola带领团队发现，在饮用水或供水系统中THMs含量超过20mg/L时，当地新生儿的一些特殊疾病比例会非常高，无脑畸形的发生比率会从常规的0.1%升至0.17%，先天性心膜缺损发病率会从0.015%升至0.024%，而新生儿腭裂的比列会从0.029%增至0.045%。Jaakkola教授解释说，“我们的研究成果不仅为证明氯处理方式可能引起生育缺陷，更是想提出氯化消毒的副产物应该是引起一些常见和特殊先天疾病的原因。”因此确保饮用水安全不仅是为了满足现代社会人们的需要，更是为了确保我们新生儿的健康。
欧洲一些国家如荷兰、德国、法国和北欧（芬兰、丹麦、瑞典和挪威）等国家采用紫外线单一消毒工艺，可以确保供水安全性。主要由于供水管网相对较短，水源水质比较好，并采用高压供水方式可以有效的避免管网的二次污染。而对于管网长，且相对老旧的供水管网，如自来水厂则采用紫外线再加氯的组合消毒工艺，以保证自来水在市政管网内不受二次污染（美国、西班牙和意大利）。为了有效避免光复活现象和确保有效的紫外线剂量，紫外线消毒系统也可以安装在二次供水的水泵出口、贮水池、居住区高位水箱出水口或其他靠近用水点的管道上。
小结
为了更好的确保供水安全，我们需要对不完善的净水设施进行改造，采用更先进的净水工艺，加强卫生管理与监督，保证二次供水的水质安全。特别是要加强二次供水的二次消毒环节，不但有对二次供水设施进行定期消毒，应采用联合消毒方式，除氯法消毒外，还应使用中压紫外线，这样消毒效果好、造价低、系统简单便于维护、且不含氯的消毒方法。(end)
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(10/22/2010) |
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