紫外线消毒在给水局部消毒中的应用.pdf
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1、第 1 O卷第 2期 2 0 1 2年 4月 矿 业 工 程 M i ni n g Eng i n e e r i ng 47 安全与环保 紫外线消毒在给水局部消毒 中的应用 魏娜 ( 中冶北 方工 程技术 有 限公 司 ,辽 宁 鞍 山 1 1 4 0 0 9 ) 摘要 :从紫外线 的本 质、特性人手 ,对紫外线消毒 的优 点进行 了分 析 ,并对其在 给水 中的具 体应用进 行了简要的介绍。 关键词 :紫外线消毒 ;杀 菌;应用 中图分类号 :X 5 2 文献标识码 :B 文章编号 :1 6 7 1 8 5 5 0( 2 0 1 2 )0 2 0 0 4 7 0 2 0 引言 在给水消毒不
2、够彻底或 由于存水 时间过 长产生 的二次 污染 以及对消毒要求更 为严格 的场合 ,应采 取进一 步 的消 毒措施 。常用 的消 毒方 法有 紫外 线 消毒 、二 氧化 氯 消毒 、 次氯酸钠消毒 、臭氧消毒 等 。其 中次 氯酸钠 消毒 是采用 次 氯酸钠消毒发生器或直接采用成品次氯酸钠溶液进行投加 。 有效氯 占 1 0 2 O ,消毒 效果 同液氯 ,由于 其浓 度低 , 安全性 比液氯好 。但 由于发生器 价格 高,并 需定 期加盐 和 定期清洗 电极 ,投加量 也不易 自动控 制 ,故该技 术 国内未 普遍使用 。臭氧消毒能力强而且可降解残余有机物 、色度 、 臭 味等,消毒水有没
3、 有氯气 消毒 的余 氯味 ,并 且消毒 时间 短 ,不需增加反 映容 积 。由于臭 氧发 生器设 备复 杂,维护 困难 、电耗 大,进 口设备 投资 高 ,使 用 中受 到制 约。二氧 化氯消毒使用方 便 、价格便 宜等优点 被广 泛使用 ,但 其一 旦与水中 的有 机 物结 合 ,将 产 生大 量 的 致癌 有 机 卤化 物 ( 如三 卤甲烷 ,THMS ) 。 1 技术特征 紫外线为波长介于 1 6 3 9 7 a m的电磁 波 ,其 光子能量 较低 ,不足以使原子或分 子 电离 ,故属非 电离辐 。根据 波 长可将紫外线分为 A波 、B波 、C波和真 空紫外 线 。在 波 长 1 6
4、0 2 0 0之间 ,真空 UV 对 于 TO C的去 除 十分 有效 , 波长在1 8 5 a m时 ,T O C去 除率最高 。消毒灭 菌用 的紫外 线 是 c波紫外线 ,其 波长范 围是 2 0 0 2 7 5 a m,杀 菌作用 最 强的波段是 2 5 0 2 7 0 n m,在 此波段 会产 生足 够剂 量 的强 紫外光照射到液体或 空气 中,瞬 间破坏 各种 细菌 、病毒 等 微生物细胞组织 中的 D NA、R NA,当病毒或细菌在此波段 照射下 ,吸收超过 6 0 0 0 1 0 0 0 0 U W s e c c m 。 的剂量 ,其 收稿 日期 :2 0 1 1 0 9 1
5、2 作者简介 :魏娜( 1 9 8 O 一) ,女 ( 汉族) ,吉林 白山人 ,中冶北方 工程技术有限公 司工程师 。 生命 中枢 DN A ( 去氧核糖核酸) 即遭破坏 ,使其立 即死之 或丧失繁殖能力 。 1 1 杀菌效果 紫外线杀菌 主要是利用 2 5 4 n m波 长的紫外 线光 。此波 长 的紫外线光 ,即使 是在微量 的紫 外线投 射剂量 下 ,也可 以破 坏一 个 细 胞 的生 命 核 心 D NA,因此 阻 止 细胞 再 生 ,丧失再生能力使 细菌变得无 害 ,从 而达 到灭 菌的效果 。 像 所有 其他 紫外 线应用技 术一样 ,这种系统 的规模 取决 于 紫外线 的强度
6、( 照射器 的强 度 和功 率)和 接触 时 间 ( 水 、 液体或空气暴露在紫外线下的 时间长短) 。当紫外强度 为 3 1 0 “ W c m 时 ,紫外线杀灭病毒及细菌约需 0 1 1 秒 的 接触时间 、杀灭 霉菌 孢 子需 1 8秒 、杀 灭 藻类 需 5 4 O 秒 ,现代的紫外 线 消毒装 置 可 以很 容 易达 到 ( 3 3 0 ) 1 0 “ W c m 的光 强 度 ( 甚 至 更 高) ,因此 ,常 见 细 菌、病 毒 、菌类 、孢子甚至原生动物都可被有效杀灭 。 1 2降低 总 有 机碳 量 在很多高技术和实验 室装 置 中,有机 物会妨 碍高 纯度 水 的生产 。有
7、很多方法 可 以把 有机物从 水 中清除掉 ,较常 用 的方法 包 括使 用 活性 炭 和 反 渗透 。波 长较 短 的 紫外 线 ( 1 8 5 n m)也可以有 效地降低 总有机碳 量 ( 这些放射 器也产 生 2 5 4 n m 波长的紫 外线 ,因此可 以 同时进 行消 毒) 。波长 较 短的紫外线具 有更多 的能量 ,因此 能够 分解有 机物 。紫 外线 氧化有 机的反应 过程 虽然非 常复杂 ,其 主要原 理是通 过 产生氧化 能力很 强 的 自由氢氧 ,将有 机物氧 化成 水和二 氧化碳 。与臭 氧清除系统一样 ,这种 降解有机 碳 的紫外线 系统的紫外 线放射量 是传 统消毒系
8、统的 3 4倍 。 1 3降 解 余 氯 在市政水处理和供水 系统加氯 消毒非 常必 要。但在工 业生产过程 中,为了避免 对产品产 生不 良影响 ,去 除水 中 的余氯却经常是必要 的前 处理 。消 除余氯 的基 本方 法有活 性炭床和化学处理。活性碳处 理 的缺 点在于 它需要 不断再 生 ,而且经常遇到细菌滋生 的问题 。1 8 5 a m和2 5 4 n m波长 的紫外线均被证 实可 以有 效地 破坏余 氯 和氯 氨的化 学 键 。 4 8 矿 业 工 程 第1 O 卷 第2 期 虽然需要巨大的紫外线能 量才能发 挥作用 ,但 它的优 点在 于此方法不需向水中添加任何药 物 ,不需要储
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