紫外线消毒器水消毒方面应用

紫外线消毒器消毒其他消毒方法的对比分析

　　消毒方法大体上可以分为物理方法和化学方法两类。物理方法主要有机械过滤、加热、冷冻、辐射、微电解、紫外线消毒器和微波消毒等方法;化学方法主要有氯、二氧化氯、臭氧、氯胺、卤素、金属离子、阴离子表面活性剂及其它杀生剂等。化学消毒方法中有关氯、臭氧、二氧化氯以及氯胺的研究及应用多,近年来由于有关化学消毒副产物的报道的增多和人们对水质标准要求的不断提高,物理消毒方法特别是紫外线消毒器消毒引起了人士的高度重视。

　　1.氯消毒

　　氯与水反应时，一般产生“歧化反应”，生成次氯酸(HOCL)和盐酸(HCL)，其反应方程式为：

　　氯的灭菌作用主要是次氯酸，因为它是体积很小的中性分子，能扩散到带有负电荷的细菌表面，具有较强的渗透力，能穿透细胞壁进入细菌内部。氯对细菌的作用是破坏其酶系统，导致细菌死亡。而氯对病毒的作用，主要是对核酸破坏的致死性作用。

　　自从二十世纪初，氯化法就广泛地应用于水消毒工艺。目前，氯化法消毒仍是应用广的化学消毒方法，其主要特点是：(1) 处理水量较大时，单位水体的处理费用较低;(2) 水体氯消毒后能长时间地保持一定数量的余氯，从而具有持续消毒能力;(3) 氯消毒历史较长，经验较多，是一种比较成熟的消毒方法。

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　　2. 臭氧消毒

　　臭氧是强氧化剂，臭氧化和氯化一样，既起消毒的作用，也起氧化作用，但是臭氧的消毒能力和氧化性都比氯强，能氧化水中的有机物，并能杀死病毒、芽孢及细菌。臭氧都是在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器制取，产率分别为1%-3%和2%-6%。

　　臭氧作为消毒剂的历史几乎和氯一样长，1906年法国尼斯的水厂首次使用臭氧对饮用水进行消毒，美国的工程师于20世纪70年代初开始用臭氧代替氯消毒污水。根据目前的研究可以发现：(1) 臭氧消毒反应迅速，杀菌效率高，同时能有效地去除水中残留有机物、色、嗅、味等，受PH值、温度的影响很小。(2) 臭氧能够减少水中THMs等卤代烷类消毒副产物的生成量。(3) 臭氧消毒可以降低水中总有机卤化物的浓度。

　　3. 二氧化氯消毒

　　二氧化氯也是一种强氧化剂，其氧化能力是氯的25倍，消毒能力仅次于臭氧，高于氯。1944年，美国的尼亚加拉大瀑布水厂为消除藻类繁殖所产生的气味，率先采用二氧化氯消毒饮用水获得成功。二十世纪七十年代逐渐作为常用消毒剂，欧美许多国家将二氧化氯用于各种水处理。试验表明，二氧化氯在控制THMs的形成和减少总有机卤方面，与氯相比具有优越性，二氧化氯与水中的腐殖酸和富里酸等腐殖质都不会生成THMs，即使在饮水消毒过程中，投加少量的二氧化氯，也能有效地抑制THMs的生成。二氧化氯是广谱型消毒剂，对水中的病原微生物包括病毒、芽孢、真菌、致病菌及肉毒杆菌均有很高的灭活效果，有剩余消毒能力，二氧化氯对孢子和病毒的灭活作用均比氯有效，并且在高PH值与含氨的水中灭菌效果不受影响。另外，二氧化氯去除水中的色度、嗅、味的能力也较强。

　　4. 氯胺消毒

　　氯胺消毒比氯消毒有以下三个优点[4]：(1) 减少了消毒过程中THMs的产量;(2) 可以维持较长时间，能有效地控制水中残余细菌繁殖;(3) 避免游离性余氯过高时产生的臭味。氯胺消毒一般是先加氨，充分混合后再加氯。若先加氯后加氨，则难以控制产生THMs的浓度。另外，如果加氯很久后才加氨，就会变成以自由性余氯为主要消毒剂，氯胺为辅助消毒剂的情况。氯胺消毒的缺点是：需要较长的接触时间;由于需加氨从而使操作复杂。氯胺的杀菌效果差，不宜单独作为饮用水的消毒剂使用。但若将其与氯结合使用，既可以保证消毒效果，又可以减少三卤甲烷的产生，且可以在延长配水管网中的作用时间。

　　5. 紫外线消毒器消毒

　　虽然传统的化学消毒方法在给水和污水处理中被普遍采用，但是由于向水中投加化学消毒剂或多或少会产生有害的消毒副产物，广大水处理界的人士把目光集中到紫外线消毒器消毒法上。

　　根据生物效应的不同，将紫外线消毒器按照波长划分为四个部分[5]：A波段(UV—A)，又称为黑斑效应紫外线消毒器，波长范围为400nm~320nm;B波段(UV—B)，又称为红斑效应紫外线消毒器，波长范围为320nm~275nm;C波段(UV—C)，又称为灭菌紫外线消毒器，波长范围为275nm~200nm;D波段(UV—D)，又称为真空紫外线消毒器，波长范围为200nm~10nm。水消毒主要采用的是C波段紫外线消毒器，即C波段紫外线消毒器会使细菌、病毒、芽孢以及其它病原菌的DNA丧失活性，从而破坏它们的复制和传播疾病的能力。

　　紫外线消毒器消毒的优点

　　大多数紫外线消毒器装置利用传统的低压紫外灯技术，也有一些大型水厂采用低压高强度紫外灯系统和中压高强度紫外灯系统，由于产生高强度的紫外线消毒器可能使灯管数量减少90%以上，从而缩小了占地面积，节约了安装和维修费用，并且使紫外线消毒器消毒法对水质较差的出水也适用。?

　　紫外线消毒器消毒的研究使用现状

　　目前国内研究、生产和应用污水紫外线消毒器消毒器还很少。天津大学的顾平等人以天津纪庄子污水处理厂的深度处理出水为研究对象，进行了静态和动态试验，确定了紫外线消毒器剂量与细菌存活率之间的关系，并设计出能产生紊流的紫外线消毒器消毒器，多元水环保技术产业(中国)有限公司研制生产的封闭式消毒器可处理100～500m3/h水量，并且在onclick="g('游泳池');">游泳池的循环水消毒中已有应用，模块化敞开式消毒器可根据用户需求具体设计安装。烟台市套子湾污水厂的深度处理采用了敞开式紫外线消毒器消毒工艺，可向城市提供4×104m3/d的工业回用水，目前运行状况良好。