紫外線消毒技術(shù)－污水消毒標(biāo)準(zhǔn)及紫外線技術(shù)應(yīng)用

【摘要】城市污水消毒的必要性

2002年11月，某些國(guó)家及地區(qū)爆發(fā)了非典型性肺炎，這一疫情的元兇--冠狀病毒的廣泛傳播和頑強(qiáng)存活的能力，使人們意識(shí)到消毒的重要性，尤其是污水處理廠的尾水消毒，成為防止疫情擴(kuò)散的重要防線。

2003年5月4日，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局要求城鎮(zhèn)污水處理廠出水應(yīng)結(jié)合實(shí)際采取加氯或紫外線、臭氧等消毒滅菌處理，出水水質(zhì)糞大腸菌群數(shù)小于10000個(gè)／L。由此可見(jiàn)污水處理廠尾水消毒的必要性和緊迫性。

【關(guān)鍵詞】紫外線，消毒技術(shù)，污水消毒，技術(shù)應(yīng)用；

紫外線消毒介紹

    紫外線消毒zui早應(yīng)用于美國(guó)，由于其接觸時(shí)間短、占用空間少、又不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人畜有害的副產(chǎn)品，因此被認(rèn)為是傳統(tǒng)液氯消毒*的替代品。1986年，美國(guó)環(huán)保署（EPA）將紫外線消毒列入污水消毒設(shè)計(jì)手冊(cè)，進(jìn)一步推動(dòng)了紫外線消毒替代化學(xué)消毒的進(jìn)程。

一、紫外線消毒技術(shù)

    紫外線一般被分為三個(gè)不同波段：紫外A（315nm～400nm）、紫外B（280nm～315nm）和紫外C（100nm～280nm）。紫外燈的殺菌能力取決其發(fā)射光譜中紫外C的含量，紫外C是殺菌效果的紫外波長(zhǎng)范圍。該波長(zhǎng)輸出在目前世界頂極紫外燈中已占到紫外能量的90%，總能量的30%，由于高強(qiáng)度、率的紫外C存在，紫外技術(shù)已成為水消毒領(lǐng)域一個(gè)具有相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。                           紫外消毒的殺菌原理：是利用紫外線光子的能量破壞水體中各種病毒、細(xì)菌以及其它致病的DNA結(jié)構(gòu)，使各種病毒、細(xì)菌以及其它致病體喪失復(fù)制繁殖能力，達(dá)到滅菌的效果。

二、紫外線殺菌優(yōu)勢(shì)

（1）率殺菌

具有較高的殺菌效率，紫外C對(duì)細(xì)菌、病毒的殺滅作用一般在1秒以內(nèi)，傳統(tǒng)的氯氣以及臭氧方法，達(dá)到紫外C的殺菌效果一般需要20 分鐘至1小時(shí)。

（2）殺菌廣譜性

紫外C技術(shù)在目前的消毒技術(shù)中，殺菌的廣譜性相當(dāng)高，它對(duì)幾乎所有的細(xì)菌和病毒都能率殺滅，并且對(duì)一些危害較大，而氯氣和臭氧在水消毒可能的濃度內(nèi)很難有效殺滅的原生動(dòng)物都能有效殺滅。

（3）無(wú)二次污染

由于紫外C技術(shù)不加入任何化學(xué)藥劑，因此它不會(huì)對(duì)水體和周?chē)h(huán)境產(chǎn)生二次污染，不改變水中任何成分。而對(duì)氯消毒來(lái)說(shuō)，如果水中含有大量的有機(jī)物，其產(chǎn)生的有機(jī)氯對(duì)人體有致癌作用，并且水中含有的氯化合物在某些場(chǎng)合下，對(duì)水中生物、植物以及水環(huán)境產(chǎn)生危害。

（4）運(yùn)行安全可靠

傳統(tǒng)的消毒技術(shù)如采用氯化合物或臭氧，其消毒劑屬于劇毒、易燃、易爆腐蝕性物質(zhì)，這些物質(zhì)的使用必須特別小心，現(xiàn)代紫外水消毒系統(tǒng)是一種對(duì)周?chē)h(huán)境以及操作人員相對(duì)安全可靠的技術(shù)。

三、影響紫外線殺菌效果的因素

1．紫外劑量

紫外劑量是影響消毒效果的直接因素。它等于紫外光強(qiáng)度與接觸時(shí)間的乘積。在相同的紫外光強(qiáng)度條件下,接觸時(shí)間決定紫外劑量。在大型污水處理廠中,由于水量大,接觸時(shí)間得不到保證,因此用紫外線消毒的效率比小型污水處理廠差。從理論上分析,紫外劑量越大,消毒越好,然而紫外消毒有一限值,超過(guò)此限值則不能經(jīng)濟(jì)有效地對(duì)額外的微生物進(jìn)行滅殺。

如果分別考慮紫外光強(qiáng)度與接觸時(shí)間對(duì)消毒效果的影響,可以發(fā)現(xiàn),對(duì)于不同種類(lèi)的微生物,兩者的影響是不同的。在紫外劑量相同的情況下,紫外光強(qiáng)度對(duì)于大腸埃希氏桿菌影響更大,這是因?yàn)榧?xì)胞中的修復(fù)酶對(duì)紫外光強(qiáng)度更敏感;而對(duì)于真核酵母菌細(xì)胞來(lái)說(shuō),增加接觸時(shí)間更有利于滅殺;當(dāng)然對(duì)于更多的微生物,如噬菌體、孢子,把兩者分開(kāi)討論是沒(méi)有多大意義的,原因可能在于其在紫外線消毒過(guò)程中處于一種不活動(dòng)狀態(tài)。因此沒(méi)有必要確定zui少的接觸時(shí)間和zui小的紫外光強(qiáng)度,兩者的乘積才是影響紫外線消毒效果的必要因素。

2．微生物的種類(lèi)和負(fù)荷

由于污水中細(xì)菌、病毒的種類(lèi)繁多,且對(duì)紫外線的抗性不同,因此對(duì)于不同類(lèi)型的污水,呈現(xiàn)出不同的消毒效果。有些微生物對(duì)于紫外線比較敏感,去除率較高,如糞大腸菌而有些微生物則不然,需用較高的紫外劑量進(jìn)行滅殺,如F-RNA大腸桿菌菌體、銅綠色極毛桿菌。微生物負(fù)荷是影響紫外線消毒效率的一大因素,較高的微生物量必然要求更高的紫外劑量。目前,在紫外線消毒器的設(shè)計(jì)中,主要是滅活TC（總大腸菌）、FC（糞大腸菌）、E.coli（大腸埃希氏菌）、糞鏈球菌和沙門(mén)氏菌數(shù)量來(lái)估計(jì)紫外線劑量需求。

五、紫外線未來(lái)發(fā)展

在國(guó)內(nèi),雖然工程上已經(jīng)逐漸開(kāi)始使用紫外線系統(tǒng),但是對(duì)于紫外線消毒技術(shù)的研究并沒(méi)有*開(kāi)展起來(lái),對(duì)于紫外線消毒在污水處理中的應(yīng)用還有許多的難題,如:

（1） 由于我國(guó)污水處理廠出水的水質(zhì)與國(guó)外存在很大的不同,影響紫外線消毒性能的因素又是如此之多,如何更好地發(fā)揮紫外線消毒系統(tǒng)的性能; 

（2） 目前在國(guó)內(nèi)使用紫外線消毒系統(tǒng)的都是小型污水處理廠,如何更好的應(yīng)用到大型污水處理廠;       （3） 傳統(tǒng)的加氯接觸池已被證實(shí)可以改造成紫外線消毒系統(tǒng),然而較長(zhǎng)的出水渠使得光復(fù)活作用比較明顯,如何降低這種影響; 

（4） 利用紫外線消毒與其他消毒方法的聯(lián)用,是否可以靈活應(yīng)用于其他工業(yè)廢水的處理等等。這些都需要進(jìn)一步的研究,并不斷推廣應(yīng)用。