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紫外线消毒器水质要求、工作条件及消毒能力
发布时间:2015-09-07   点击次数:1293次

紫外线消毒器的主要技术特性
1 紫外线消毒器进水和出水水质
GB 3838-88地面水环境质量要求,适用于集中生活饮用水水源地保护区的水体,总大肠菌群值应小于10000/L。对于地面水源,在进行消毒做为饮用水之前,一般均经过混凝、沉淀、过滤等处理。GB5749-85《生活饮用水卫生标准》中规定,要求经过净化处理即供生活饮用水的水源,总大肠菌群值不应大于1 000/L。饮用水紫外线消毒器的进水是以经过净化处理的地面水、城市建筑物水池或水箱的二次供水、可做为直接供给生活饮用水水源的井水,其水质应符合生活饮用水卫生标准的有关规定。饮用水紫外线杀菌器进水的细菌学指标,可以取总大肠菌群值小于1 000/L,细菌总数小于2 000/mL,色度小于15度,总铁含量小于0.3mg/L,浊度小于5度。
  经过饮用水紫外线消毒器消毒后的出水,总大肠菌群值应不大于3/L,细菌总数不大于100/mL,其他水质指标应符合GB 5749-85有关规定,与进水相比也无明显变化。
2 紫外线消毒器的工作条件
  环境温度影响紫外线灯的辐射强度,从而影响饮用水紫外线杀菌器的消毒效果。温度在5℃40℃的范围内对消毒效果的影响变化是随温度的降低,紫外线灯的输出会减少,低于5℃时甚至会造成灯管启动困难。饮用水紫外线消毒器中,灯管套装在石英管内,其作用除了防止灯管破裂污染水质外,也有减少由于水温过低影响紫外线灯效率的功能。因此,紫外线消毒设备的进水温度和环境温度就在5℃以上。
  饮用水紫外线杀菌器工作环境的相对湿度宜小于65%,zui高不大于90%。过高的相对湿度,严重恶化了电气元件的工作条件,且空气中的中、小水滴增加,阻挡紫外线,使辐射强度减少。
  我国电网的工频为50Hz。当电源电压变化时,紫外线灯的辐射强度随电压的升高而增强,紫外线消毒器的能力加大。紫外线消毒器的供电电压宜稳定在220V±10%的范围内,在此电源电压的波动范围内,饮用水紫外线杀菌器的消毒能力将在15%20%之间变化。
3 紫外线消毒器的消毒能力
  饮用水紫外线消毒器的消毒能力是指在额定进水量情况下对水中微生物的杀灭功能。其物理表达式表示在该状态下的辐照剂量:
W=IXV/Q×3.6        (1)
式中 W——辐照剂量,µW/(cm2·s)
I——辐射强度,µW/cm2
V——消毒器的有效水容积,L
Q——紫外线消毒设备的额定进水量,m3/h
  确定紫外线消毒设备消毒能力的核心问题是如何决定辐照剂量。杀灭不同微生物需要不同的辐照剂量,而存在于水中的微生物是各种各样的。选定的辐照剂量过高会浪费不必要的能量,过低又达不到消毒的目的。水的消毒应该侧重于杀灭通过水污染疾病的肠道细菌,一般认为饮用水紫外线消毒器所能提供的辐照剂量zui小不小于9 000µW/(cm2·s),产品出厂时应大于12 000µW/(cm2·s)
  在饮用水紫外线消毒器中,各点的紫外线辐射强度是不同的。灯管发出的紫外线穿过石英套管造成一定的衰减,在穿过水层的强度随水层深度增加而减少,即存在下述关系:
I=I0e-kd         (2)
式中 I——不同水深的辐射强度,µW/(cm2·s)
I0——超始辐射强度,µW/(cm2·s)
k——水层深度,cm
d——水的吸取系数,cm-1
  上式中,水的吸取系数依次与浊度、色度、含铁量有关。
  饮用水紫外线消毒器中有多只灯管的情况下,饮用水紫外线杀菌器筒体断面内的紫外线辐射强度的分布计算比较复杂,保证各点强度大体一致是结构设计中的首要问题。
  在紫外线消毒器的有效使用过程中,辐照剂量随时间的增加而减少,这主要是因为灯管的辐射强度的变化,饮用水紫外线杀菌器筒体内表面和石英套管表面结垢造成紫外线的反射率和透紫降低也是一个重要的原因。灯管的有效使用时间是指其辐射强度从出厂的标准值下降30%的累积时间,国产灯管的有效寿命应不低于10000h,一般在12000h以上,进口品质良好的灯管可达13000h
  表3列出了合格与失效灯管的紫外线辐射强度。
            表3 合格灯管与失效灯管的辐射强度/µW/cm2

灯管功率/W

8

15

20

30

40

新  管
旧  管

≥10
<7

≥30
<21

≥60
<42

≥90
<63

≥100
<70

  紫外线消毒器消毒器在接近紫外线消毒器厂家规定的有效使用期前,应加强出水水质的监测,及时更换失效的灯管。在实际运行中,在必要情况下,使用按上述标准值失效的灯管,适当地减少消毒器的进水量,保证必需的辐照剂量,仍然可以获得满意的水质,一般30W的灯管辐射强度不宜小于50µW/cm2
4 微生物受紫外线照射后的光复活
  在饮用水紫外线消毒器中,各种不同的微生物均由于紫外线的照射受到损伤以致死亡。但任何生物均对损伤有一定的修复能力,微生物也不例外。微生物的紫外线损伤能被可见光所逆转称为光复活,有效的波长范围包括330nm480nm的可见光和近紫外光。修复情况因微生物的种类和受紫外线的打击的程度而异。一些缺乏光复活酶的微生物无光复活能力。紫外线的注量增加,光复活率降低,当照射剂量达到60 000µW/cm2时,大肠杆菌的光复活消失。光复活的机制是:在光复活酶的作用下,连接在一起的可以逆转的光产物胸腺嘧二聚体解聚而形成单体,使DNA恢复正常功能和结构以及在DNA复制时将损伤部位忽略和绕过,实现切割修复和重组修复。
  为了避免光复活现象,饮用水紫外线消毒器应保证一定的紫外线辐照剂量,消毒器应安装在水箱的出水管上,经消毒后的水随取随用,避免与光长时间接触。
 

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