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凌卓技术:悬浮物对紫外线消毒器的应用影响
发布时间:2015-03-29   点击次数:926次

    紫外线灭菌与其他大多数化学消毒薬剂不同,并不通过电子得失发生氧化还原反应进行,它是通过紫外光光化学反应来破坏病毒、细菌和其它微生物的遗传物质DNA,使其失去活性无法复制再生从而达到消毒的目的。污水紫外线消毒器早先广泛的应用于污水处理系统,尤其是应用于灌溉的再生水。直到上个世纪90年代,UV紫外线消毒器消毒技术才被广泛的应用于饮用水处理系统,这主要归功于1998年新的研究证明用很低的紫外剂量(40to70mJ/cm)就可对贾第虫和隐孢子虫进行灭活。并且由于反应原理的不同,紫外线消毒不产生有害的衍生物,紫外线消毒器消毒后的水也不产生异味。美国环保署(USEPA)的有关技术经济评估表明紫外线消毒比加氯消毒和臭氧消毒可以更为经济有效地控制这些原生动物,且不会产生消毒副产物。
  一般来说,饮用水处理系统中,温度,pH,碱度,总无机碳等化学水质参数对紫外线消毒器的影响是可以忽略不计的。但是当水中含有高浓度的铁,钙,苯酚,悬浮物,和自然有机物时,紫外线的消毒效果将大受影响,因为这类化合物的存在降低了紫外线强度,从而使灭活效果降低。这样的水质和污水处理中污水紫外线消毒器需要处理的水质基本相同。在此我们重点谈谈悬浮物对紫外线消毒器的应用影响。
    吸光率和散射率是降低紫外线穿透率的两大重要因素,而水中的悬浮物可以吸收紫外线从而降低紫外线的穿透率,并且悬浮物与水中的其他微生物粘合后形成防护层阻碍了紫外线的传递,这两种情况下紫外线被悬浮物吸收而灭活将不起作用。因此紫外线的吸光率被认为是计算紫外线有效剂量的重要参数。悬浮物的存在还造成了紫外线的散射,其中包括光源方向的反散射,这种散射也会降低紫外线的强度,不过散射不会使紫外线灭活失效。
  在饮用水紫外线消毒器处理系统中,ChristensenLinden的研究证明当浊度低于3NTU时紫外线剂量的损失可以忽略不计,当浊度以1-10NTU递加时,其紫外线平均剂量的损失将从5%33%依次递加。国内的紫外线杀菌器消毒系统的应用于沉淀池或滤池之后,其进水浊度低于3NTU,悬浮颗粒本身对紫外线杀菌器的效果的影响可忽略,因此更多的研究重点将放在悬浮颗粒和微生物结合体对紫外线消毒器的应用影响上。
  1.悬浮物的大小对紫外线消毒器的应用影响
  饮用水处理系统中现有的悬浮颗粒从0.03μm开始大小不等,小颗粒悬浮物只会吸收紫外光以降低紫外线有效剂量,而大颗粒悬浮物将包裹住微生物形成保护层阻碍紫外光的传递。大量关于微生物临界颗粒体积(CPS)的研究证明当悬浮颗粒的大于其CPS时,将会严重影响该微生物灭活效果。而Bermanetal.研究也表明当微生物与体积大于7μm的悬浮颗粒粘合时,它的抗紫外线能力是它与小颗粒悬浮物粘合是的3-5倍,即使是体积小于2μm的悬浮颗粒,仍然能对微生物形成保护层。
  2.悬浮物与微生物的相互作用对紫外线消毒器的应用影响
  饮用水系统中,悬浮物的种类一般包括泥土,化学混凝剂和絮凝剂,活性碳颗粒,藻类等。混凝剂和絮凝剂的添加有利于水中浊度的下降,但同时病毒作为一种生物胶体,易受静电吸引力影响,依附在表面带正电荷的絮凝剂和混凝剂上,这类结合体通过沉淀和过滤系统后将会大大降低紫外线消毒器的消毒效果。而活性炭颗粒具有极好的吸附能力,经检验证明85%的活性炭颗粒将吸附低于50种细菌,而8%的活性碳颗粒将吸附更多细菌,这类结合体都具有很高的抗紫外线能力。目前为止还没有一种很有效的方式可以数值化测定这种结合体对紫外线剂量的具体影响。
  在饮用水紫外线消毒器和污水紫外线消毒器处理系统中,悬浮颗粒和微生物的结合体被认为是主要的影响因素。悬浮颗粒的大小和它与微生物的相互作用都一定程度上影响了紫外线的穿透率。
    悬浮颗粒和微生物结合体不仅体现在对紫外线消毒器的应用影响上,还增加了紫外线消毒器的功率和紫外线消毒器价格。而要降低紫外线消毒器功率和紫外线消毒器价格成本的措施是增加沉淀、絮凝和过滤等预处理工艺,及其他提高紫外线消毒器消毒效果的处理措施。
    总之,认真研究悬浮颗粒和微生物结合体对紫外线消毒器的应用影响,从而为用户提供有针对性的预防措施和处理技术,保证紫外线消毒器的处理效果。

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