自来水中应用紫外线消毒杀菌器技术浅谈及技术要求

自1910年Cernovedeow和Henvi第一次将紫外线消毒技术用于饮用水消毒,紫外线技术在水处理领域得到了快速发展。在欧美许多国家的水处理厂中,紫外线消毒被广泛采用。如在芬兰的赫尔辛基处理能力达万3的紫外线消毒装置已在一家企业投入使用。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。而随着紫外线消毒技术的不断成熟，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。

    自来水中隐孢子虫存在的危害：

在自来水消毒中，紫外线比化学消毒剂更大的优势来源于紫外线可以杀灭自来水中的隐孢子虫。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。寄生于人体内部的微小隐孢子虫，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。

1987年在美国的佐治亚州，大约有1.3万居民同时发生了肠炎症状，在自来水中找到了隐孢子虫的囊卵，这是历史上第一次隐孢子虫病通过市政供水系统大规模爆发。

1993年，美国威斯康星州的市政供水系统又一次被隐孢子虫污染，40万人同时腹泻。

1987年在国内也发现了人体隐孢子虫病的病例，随后其他一些省市也相继报到了一些病例，在腹泻患者中，隐孢子虫的检出率达13.3%。在发生疫情的引用水处理系统中，消毒工艺均采用氯化消毒法（包括氯气、次氯酸钠、二氧化氯和氯胺），经检验氯化消毒系统运行正常，并且保障足够的余氯量和接触时间。大量事实和研究表明，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。

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，从1993年对隐孢子虫90%除率，达到1999年99.99%的去除率。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它易受感染水源。这也美国将紫外消毒工艺作为自来水消毒的最佳手段写入供水法规中的原因。

紫外线消毒技术自20世纪以来，已被广泛应用于水处理工艺之中，有较长的历史。

　　紫外线消毒原理（Mechanism of UV disinfection）：

　　水处理紫外线消毒能有效和快速地对水进行杀菌消毒，不需要加热和使用含有害成份的化学品，处理后的水质无异味。

微生物的蛋白质 RNA（核糖核酸）和DNA（脱氧核糖核酸）能吸收紫外线，紫外线（波长为254nm）能使微生物DNA的碱基对发生聚合，阻止蛋白质合成而使微生物不能繁殖，最终导致细胞死亡。紫外线消毒是依靠纯物理作用，与氯、二氧化氯和臭氧等化学消毒剂不同，在消毒过程中，紫外线不会产生任何副产物。

　　紫外线的优点：

　　（1）紫外线消毒技术有较高的杀菌效率

　　紫外线对细菌，病毒的杀菌作用一般在1-5秒以内。其它化学方式（氯气，二氧化氯和臭氧等）消毒达到相同的杀菌效果一般需要30分钟（min），甚至更长时间的接触时间，才能起到消毒效果。

　　（2）高杀菌效能

　　紫外线消毒相当广泛，它对大多数致病微生物体、细菌、病毒等都能起到高效杀灭作用。

　　（3）无二次污染存在

　　由于紫外线不使用任何化学药剂，因此它不会对水体和周围环境产生二次污染。

　　（4）运行成本低，维护简单，操作简易，费用低

　　（5）设备所占空间小

紫外线杀菌器体积小，轻便易安装的特点使它能就近安装在任何有水源和电源的地方，只需连接设备进出水口和接通电源，就能运行。通常设备的维护包括每三个月清洗一次石英玻璃套管和每年更换一支紫外线杀菌灯管。（紫外线灯管更换周期推荐为每使用8000小时后更换，约连续使用12个月），电子镇流器至少每三年更换一次。

　　紫外线应用

　　由于紫外线消毒在水处理方面的突出优点（安全经济，消毒快捷，不污染水质，操作方便等，目前已被全世界上公认为最佳消毒净化方式之一），全球各地，尤其在欧盟及北美许多国家已将其列为用水终端（Pou）及小型给水系统中的首选消毒方式，给众多行业提供优质洁净用水

除了光合细菌能够在波长980nm以外存储太阳能，在近红外范围内很少发生光化学反应。可见光范围是绿色植物和藻类进行光合作用的活跃区域，许多染料能够发生光化学转化或感光反应。光化学的研究应用主要集中在紫外范围，根据人皮肤对紫外线的敏感度将紫外线范围分成三段：UVA段使皮肤变黑；UVB段造成皮肤晒伤，且会导致皮肤癌；UVC段非常危险，因为它能够被蛋白质、DNA、RNA吸收，导致细胞变化，癌症或细胞死亡。UVC段通常也称杀菌波段，因为它能使细菌和病毒失活。真空紫外线波段能被所有的物质吸收（包括水和空气），因此，它只能在真空中传播，真空紫外光子的吸收能造成键的断裂。

　　紫外线剂量

　　能够有效杀灭微生物，TOC或者臭氧的具体能量，称作紫外线剂量。

　　计量单位是μW-Sec/cm2 or mW-Sec/cm2 （1μW-Sec/cm2 = 0.001 mW-Sec/cm2 =0.000001W-Sec/cm2）

　　紫外线剂量=紫外线强度 x 照射时间

　　其中，紫外线剂量是指落在某一指定表面每单位面积上的紫外线光辐射能量。

　　照射时间是指被处理液体暴露在特定的紫外线能量的持续时间。

　　紫外线灯管寿命

　　一般来说，紫外线灯管不会象日常用的日光灯那样会烧毁。 反而，特殊的石英套管材料会出现一种光化学老化过程叫老化作用。这个变化会减少辐射到水中的紫外线能量。一个典型的紫外线强度下降和点亮时间的相对关系。

　　紫外线传导

　　紫外线在穿透物体的时候，能量会被吸收。 超过95%的紫外线能量会穿过质量好的石英套管。紫外线在水中的穿透率会因水中未溶解物和悬浮固体的类型和数量的不同而变化。通过取样和测试，液体对254纳米紫外线能量的吸收能力参数-称作有效吸收值（C of A）可以被测定。  

    紫外线消毒技术是一种物理消毒方式，具有广谱杀菌能力，也是唯一不会产生消毒副产物的消毒方法。目前，紫外线消毒技术已经发展成为安全可靠、高效环保的消毒技术，在国外各个领域得到了广泛的运用。在我国，紫外线消毒技术因其节能环保的特性而日益受到注重与推广，正逐步取代传统化学消毒方法，成为主流的水处理净化技术。

    结束语：

    紫外线消毒技术是一种物理消毒方式，具有广谱杀菌能力，也是唯一不会产生消毒副产物的消毒方法。目前，紫外线消毒技术已经发展成为安全可靠、高效环保的消毒技术，在国外各个领域得到了广泛的运用。在我国，紫外线消毒技术因其节能环保的特性而日益受到注重与推广，正逐步取代传统化学消毒方法，成为主流的水处理净化技术。

如需了解更多紫外线消毒资讯请点击：http://www.hblzhb.com