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凌卓技术:污水紫外线消毒器系统的应用设计
发布时间:2015-03-17   点击次数:859次

随着紫外线消毒器的应用越来越广泛,紫外线消毒技术越来越被人们所重视和推崇。该技术在国外大规模地应用已有30多年历史,目前正在使饮用水紫外线消毒器消毒设备的市政水处理厂的数量已经超过了9000家,同时,在国外的供水领域,紫外技术的应用也越来越广泛,目前zui大的紫外线消毒项目的日处理量已经达到了832万吨。国外污水紫外线消毒器消毒技术在市政水消毒上的应用已经非常成熟。可以说,紫外线消毒技术是一种环境友好型的消毒技术,在污水消毒过程中无须投加化学药剂即可达到理想的消毒效果,避免了化学消毒方法对环境和人类的危害。同时紫外线消毒器价格低廉的特点又是其他化学消毒方式不具备的。

污水紫外线消毒器消毒系统的应用设计

污水紫外线消毒器消毒系统的设计可分三个步骤进行:确定设计参数、确定紫外线消毒剂量和紫外线消毒器消毒设备的选取。

1、设计参数的确定影响紫外线消毒效果、规模和运行费用的水质参数主要有:

(1) 峰值处理流量是指设计的污水紫外线消毒器消毒系统,在其他各项设计参数都已确定后,所能处理的zui大水量。这是确定污水紫外线消毒器消毒设备规模的重要参数之一。

(2) 平均处理流量是指污水处理厂每日平均的处理水量,这一参数是核算紫外运行费用的重要参数之一。

(3) 处理水所含工业废水的比例和成分工业废水中的有些成分对 紫外线在水中的传播有很大的影响,这也是影响紫外设备规模的重要参数之一。

(4) 污水中的悬浮物(TSS)污水中悬浮物的多少和颗粒直径的大小,直接决定了处理水所能达到的消毒指标极限。这是因为污水中的悬浮物会对微生物起到保护和屏蔽的作用,使紫外光无法有效地照射到微生物上,从而影响消毒效果。这也是一个影响紫外线杀菌器消毒设备规模的参数。

(5) 污水紫外透光率(UVT)紫外透光率是指波长为 253.7nm的紫外线在通过1cm比色皿水样后,未被吸收的紫外线与输出总紫外线之比,用百分数表示。紫外穿透率的高低直接决定了紫外能在污水中传播的效率。这也是一个影响紫外线消毒器杀菌设备规模的重要参数。

(6) 出水消毒指标是为控制水污染物的排放,防治水质污染,保护水资源的合理利用,由国家或各地方政府根据国家和地方相关标准而制定的污水排放的生物学限值,一般以 粪大肠菌群数或总大肠菌群数表示。

(7) 允许水头损失是指整个紫外线杀菌器消毒系统正常运行所需要消耗的水头损失。

2、紫外线消毒剂量的确定

(1) 消毒目标剂量的确定 紫外线剂量是指单位面积上所接收到的紫外线的能量,它是紫外光强和接触时间的乘积,常用单位为mJ/cm 2 ,公式为:紫外剂量(mJ/cm 2 )=紫外光强 (mw/cm 2 )×停留时间(sec) 要想达到理想的消毒效果,就必须根据要达到的消毒标准,确定所需要的紫外剂量,我们又称之为目标剂量。在中华人民共和国国家标准《城市给排水紫外线消毒设备》(GB/ T-19837-2005)中已明确规定了污水处理厂的各消毒标准所对应的有效紫外线消毒剂量需求,具体如下:为保证达到GB18918-2002中所要求的卫生学指标的二级标准和一级标准的B标准,紫外线的有效剂量—即目标剂量应不低于 15mJ/cm 2 ;为保证达到GB18918-2002中所要求的卫生学指标的一级标准的A标准,紫外线的有效剂量— 即目标剂量应不低于20mJ/cm 2

(2) 紫外线消毒修正剂量— 设备生物验定剂量确定了紫外线消毒所需要的目标剂量后,在选择紫外线消毒器设备进行工程化应用时,还要考虑两个影响因素:灯管老化和套管结垢对设备紫外输出剂量的影响。这是因为这两个因素直接影响了紫外光的输出和传播,从而引入了两个修正系数:灯管的老化系数和套管的结垢系数。所谓灯管老化系数,是指紫外灯运行到寿命终点时的紫外线输出功率与新紫外灯的紫外线 输出功率之比。根据国家标准规定,如厂家无独立第三方机构的认证,该系数应采用0.5作为 默认修正值,如有独立第三方机构的认证,则使用认证值。所谓套管结垢系数,是指使用中的紫外灯套管的紫外穿透率与洁净套管的紫外穿透率之比。根据国家标准规定,如厂家无独立第三方机构的认证,该系数应采用0.8作为默认修正值,如有独立第三方机构的认证,则使用认证值。剂量修正公式如下:紫外线消毒器紫外线杀菌器系统需要输出的有效紫外剂量=消毒目标剂量÷灯管老化系数÷灯管结垢系数从以上灯管老化系数和套管结垢系数的定义可知,灯管老化系数和结垢系数肯定是小于1 的。所以要选择的紫外线消毒器系统输出的紫外剂量肯定比目标剂量要高,才能保证持续、稳定的消毒效果。

3、紫外线消毒器消毒设备的选取在各项水质参数确定后,可根据出水消毒指标要求确定目标 消毒剂量,然后再用老化系数和结垢系数进行修正,修正后的剂量就是要选择的紫外设备需要输出的有效剂量—生物验定剂量。生物验定剂量,是指该型号的紫外线消毒系统在各种实际运行条件下,通过实验的方法,获得实验数据,依据这些数据绘制出该设备的性能曲线,来指导该型紫外线杀菌器消毒设备的设计。因整个测试过程和设备性能曲线都是由紫外行业的认证机构执行和出具的,所以又称之为独立第三方认证。根据这一认证,可以非常方便地从系统性能曲线上查出需要选用的紫外线消毒器消毒系统在相应参数下所能输出的紫外剂量,简化了设计过程,确保了消毒性能,保障了公众安全。生物验定剂量验证法已经成为美国环保署、NWRIDVGW 等机构的紫外线消毒器设备认证方法。

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