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饮用水消毒为什么采用紫外线杀菌消毒器
发布时间:2013-08-07   点击次数:1362次

饮用水消毒为什么采用紫外线杀菌消毒器

 

【摘要】:对生活饮用水中常用的几种消毒方法进行了介绍,讨论了液氯、二氧化氯、氯胺和紫外线消毒工艺的原理、优点、缺点及影响因素,以指导相关人员合理选择消毒工艺,保障饮水安全。

 

常见的几种饮用水消毒技术:

    饮用水的消毒技术主要有物理方法和化学方法两大类。物理方法是采用热、紫外线照射、超声波高频辐射等方法使细菌内蛋白质在物理能的作用下发生凝聚或使遗传因子发生突变而改变细菌的遗传特征,从而达到消毒的目的;化学方法则是利用无机或有机化学药剂灭活微生物特殊的酶,或通过剧烈的氧化反应使细菌的细胞质发生破坏性的降解而达到杀菌的作用。具体的方法主要有以下几种。

 

一、氯气消毒法:

氯气消毒是zui常用的一种方法,但人们发现使用氯气对饮用水进行消毒处理存在如下一些缺点:

1、氯气消毒主要是氯气溶于水后生成次氯酸的作用,次氯酸不稳定,易分解生成新生态氧,这些新生态氧能使细胞中的磷酸丙糖去氢酶中的疏基被氧化而破坏,引起细菌死亡,但氯气的消毒仅适用于偏酸性条件;

2、氯气消毒时,常与水中的有机物作用,发生一系列取代反应,产生CHC13CHC12Br、氯酸等500多种有致癌、致畸作用的有机氯衍生物,严重影响人类的身体健康;

3、采用氯气消毒有味觉与嗅觉的不适感;

4、长期使用该种杀菌剂,细菌易产生抗药性,使氯气的用量逐年增加,副作用愈来愈大。

 

二、二氧化氯消毒法:

ClO2的氧化性极强,是氯气的27倍,其杀菌作用是通过在水中分解出的氯气穿透细胞壁,使蛋白质变性而实现的。采用ClO2消毒还有不与氨及大多数有机胺反应,其杀菌效果不受胺的影响;消毒后的副产物ClO2-具有抑制细菌繁殖的作用,消毒持续时间较长;能有效去除水中  Fe2+Mn2+S2-CN-等无机物和酚类、腐殖质等有机污染物;能与水中一些致癌物质反应生成无致癌作用的物质;对水体的霉烂味或腥臭味具有较大的去除效果。  

但由于ClO2很不稳定,与空气混合的体积比大于10%时,受到强光或强烈振动就可能发生爆炸,通常需要现用现制,这给它的使用带来许多不便;高浓度的ClO2及其消毒后在水中形成的产物对动物具有一定的潜在毒性;目前ClO2的分析检测方法不能满足快速、准确和可靠的要求,另外,成本比氯气高24倍。

 

三、臭氧消毒法:

    臭氧氧化或与其它方法联合使用可有效去除水体中的金属离子、氨氮等无机物质和腐殖酸、黄腐酸等天然有机物,而不会产生用氯气消毒的三卤甲烷等有害物质,且能提高混凝-絮凝效果,特别是采用臭氧强氧化技术和其它技术相联合可有效去除水体中的微污染有机物,同时臭氧本身具有极强的杀菌消毒作用,可迅速杀灭水体中的细菌和病毒而不引起二次污染。但该方法存在:

1、当水体中有溴离子存在时,经臭氧氧化会形成次溴酸、次溴酸根和溴酸根离子等有致癌作用。

2、臭氧在水中的分解速度较快,当PH76,温度为20℃时,lh内就会将剩余的  04mgL的  O3全部分解掉,从而造成排水管网中细菌的再生等,所以要想保证管网末梢有一定的剩余O3或持续的消毒效果,只有增加 O3的投加量或补充C12等,这无疑会增加消毒的成本。

3、现有水厂的处理流程大多是明渠系统,也不适于采用臭氧处理,因臭氧处理采用低压流程,这样可增大臭氧的溶解度减少其损失。

4、O3的发生困难且价格较贵,如采用O3对水进行消毒处理,其价格是氯气消毒的2-8倍,同时目前尚无实用方便的O3浓度测定与控制方法。

 

四、氯胺消毒法:

    氯胺消毒法是通过氯与胺反应生成氯胺来进行消毒的。实践证明它具有较好的杀毒效果,与水中有机物几乎不发生反应,可使三卤甲烷生成量与氯气消毒相比减少50%左右,氯胺在管网中持续时间长,能有效控制管网中残余的细菌繁殖,同时氯胺消毒不产生氯气消毒所引起的氯臭味等,但国外有实验室通过动物实验研究,怀疑氯胺可能对遗传基因有毒性反应,这在很大程度上限制了这种方法的推广应用。

 

五、漂百粉消毒法:

该方法消毒有一定范围的适用性,它要求被消毒的水中不含易于形成恶臭味道的化合物或化学污染物。次氯酸钠能使水中的Ca2+Mg2+等离子形成沉淀,导致管线和投药设备结垢。另外,该法具有产生的余氯消失快,维持的有效时间短等特点,不适合在管道输送的饮用水中作消毒剂。

 

六、紫外线消毒法:

    紫外线消毒法属于水体物理消毒处理方法,与化学法相比具有不产生有毒有害的副产物、不影响水体的口感、消毒效果高、速度快、设备操作简单、便于运行管理、消毒成本低等优点。

    影响紫外线杀菌效果的主要因素有灯管的功率、照射时间及水层厚度等。紫外线灯管的功率是随着使用时间的增加而降低的,其杀菌效果也随之下降,灯管使用时间到达2000h时,辐射强度将下降25%左右,而当使用时间为10000h,其辐射强度只有额定的55%左右。水体经辐射的时间越长越有利于杀菌,但这样势必要增大设备或增加过水水流的厚度。而水流厚度的增加则不利于杀菌,一般30W紫外灯对1cm的水层灭菌效率为90%,对4cm水层灭菌效率只有40%左右。目前在紫外线消毒中普遍存在的问题有:紫外光源的强度与寿命、灯管表面结垢影响消毒效果、无持续杀菌能力、缺少对这一领域的深入研究、设备投资较大等。

 

结论:饮用水消毒为什么采用紫外线杀菌消毒器

    紫外线消毒具有广谱性,对多种病源微生物都有较好的作用效果。欧洲许多国家以及北美的加拿大和美国已在九十年代分别修改了环境立法,在废水处理后的消毒以及饮用水的消毒上,都推荐采用紫外线消毒技术。目前紫外线在饮用水消毒、再生回用水消毒、生活污水、工业废水等的消毒处理中得到了一定的应用,尽管紫外线消毒技术存在无持久杀菌能力、细菌光修复问题及灯管的使用寿命等问题,但是相信随着人们对紫外线消毒技术研究的不断深入,杀菌效率更高的中压灯、脉冲灯的出现,灯管使用寿命的延长,以及对紫外线消毒系统设计研究的深入,紫外线消毒装置产品的商业化、国产化,绿色环保的紫外线消毒技术在我国饮用水消毒中将具有良好的应用前景。

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