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紫外线消毒工艺与应用
发布日期:2009/7/15 9:33:40

 

  20世纪70年代以后,人们发现传统的氯消毒会产生致畸、致癌、致突变的卤代烷等副产物,而UV消毒法则具有不投加化学药剂、不增加水的嗅和味、不产生有毒有害的副产物、消毒速度快、效率高、设备操作简单、便于运行管理和实现自动化等优点,近20年来逐渐得到广泛应用。


  1 消毒原理


  根据生物效应的不同,将紫外线按照波长划分为四个部分:A波段(UV—A),又称为黑斑效应紫外线(400~320nm);B波段(UV—B),又称为红斑效应紫外线(320~275nm);C波段(UV—C),又称为灭菌紫外线(275~200nm);D波段(UV—D),又称为真空紫外线(200~10nm)。水消毒主要采用的是C波段紫外线。


  研究表明,紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体) 的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死,从而达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等,从而改变了DNA的生物活性,使微生物自身不能复制,这种紫外线损伤也是致死性损伤。


  2 UV消毒器的结构形式


  UV消毒器按水流边界的不同分为敞开式和封闭式。?


  2.1 敞开式系统


  在敞开式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流经UV消毒器并灭活水中的微生物。敞开式系统又可分为浸没式和水面式两种。


  浸没式又称为水中照射法,其典型构造如图1所示。将外加同心圆石英套管的紫外灯置入水中,水从石英套管的周围流过,当灯管(组)需要更换时,使用提升设备将其抬高至工作面进行操作。该方式构造比较复杂,但紫外辐射能的利用率高、灭菌效果好且易于维修。


  系统运行的关键在于维持恒定的水位,若水位太高则灯管顶部的部分进水得不到足够的辐射,可能造成出水中的微生物指标过高;若水位太低则上排灯管暴露于大气之中,会引起灯管过热并在石英套管上生成污垢膜而抑制紫外线的辐射。图1中采用自动水位控制器(滑动闸门)来控制水位。在自动化程度要求不高的系统中,也可以采用固定的溢流堰来控制水位。


  水面式又称为水面照射法,即将紫外灯置于水面之上,由平行电子管产生的平行紫外光对水体进行消毒。该方式较浸没式简单,但能量浪费较大、灭菌效果差,实际生产中很少应用。


  2.2 封闭式系统


  封闭式UV消毒器属承压型,用金属筒体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来,结构形式如图2所示。

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