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凌卓技术:紫外线消毒器中紫外线剂量的定义
发布时间:2015-03-06   点击次数:890次

紫外线消毒器根据处理原水不同,可分为饮用水紫外线消毒器和污水紫外线消毒器。紫外线消毒是一道使大量水生病原体灭活的有效屏障。在多屏障消毒工艺中,紫外线消毒可作为杀灭特殊病原体(如隐孢子虫和贾第鞭毛虫)的有效屏障,并有助于尽量降低消毒副产物。紫外线消毒器可应用于饮用水水源的消毒,包括过滤后的地表水、未经过滤的地表水和地下水。对于过滤后的地表水,紫外线消毒的前处理工艺包括颗粒或合成介质过滤、膜过滤(微滤、超滤、纳滤和反渗透)、硅藻土过滤或慢砂滤。污水紫外线消毒器可用于污水处理、中水回用、再生水处理等废水处理。紫外线杀菌消毒是通过紫外光照射完成,而紫外光照射强度决定了杀菌消毒效果。

从实用角度,紫外线剂量是紫外线强度,以毫瓦每平方厘米(mW/cm2)为单位,和要处理的流体或粒子在紫外线中的曝光时间,以秒(S)为单位的乘积。紫外线剂量的单位为毫焦耳每平方厘米(mJ/ cm2),相当于毫瓦·秒每平方厘米(mW·S/ cm2)。由于能够准确测定照射强度和照射时间,因此能够准确测量紫外线计量。连续流紫外线消毒器的反应器中的非理想的水流分布和不均匀的光强分布导致剂量分布不均匀。

对于连续流紫外线消毒器的反应器,此处和以后提到的有效剂量、设计剂量和运行剂量定义如下。

有效剂量   验证设备的有效剂量是基于该设备的验证测定结果。它是等同于平行光束仪对目标微生物达到相同灭活率而需要的剂量。

设计剂量   设计剂量是为达到目标微生物的特定灭活率所需的有效剂量。设计剂量用于设计紫外线杀菌器消毒系统的大小。

运行剂量   建立在紫外线消毒器设备的验证测定结果的基础上,紫外线运行剂量作为反应器的一个很有用的指标,可用于在维持设计剂量的情况下发挥消毒设备的zui大效率(包括减少能耗、减少运行的反应器的个数)。

紫外线设计剂量由目标微生物和紫外线消毒前的进水水源水质决定。目标微生物和所需灭活率必须由相关部门规定。

基本原理

以任一特定微生物的灭活情况为依据,紫外线杀菌器的反应器的性能主要取决于紫外线剂量分布和微生物固有的灭活动力学(剂量响应)。虽然剂量响应可以通过平行光束仪和合适的微生物检测结果来进行评估,但是对紫外线剂量分布的特征和数量化并没有很好的确定。虽然可用数值方法预测紫外线剂量的分布,但是这种方法既不规范也没有在实践中得到广泛的应用。因此,本指南采用生物剂量验证的方法来检测和评价反应器的性能。

确定紫外线剂量包括在受控条件下测量受试微生物的紫外线灭活率。在验证紫外线消毒器设备的性能时推荐使用MS-2噬菌体。选择MS-2噬菌体具有很多优点:
1)对紫外线的抵抗力高;
2)消毒所有剂量范围内灭活动力学接近一级反应;
3)培养和计数容易;
4)验证结果具有稳定性和可重复性;
5)对人体无害;
6)无光复活能力。
为统一标准,紫外线有效剂量应定义为,在一个连续进水的紫外线消毒器反应器中达到与一个采用低压、无臭氧产生的汞灯进行平行光验证的相同的MS-2噬菌体灭活率时平行光束仪的紫外线剂量。

对于过滤后地表水和地下水,颗粒物对紫外线消毒的影响非常小。对于这些水源,根据协议验证的紫外线消毒器设备,其紫外线有效剂量可用于紫外线杀菌系统的设计。

未过滤的地表水中的颗粒物和透光率的变化能够不同程度地屏蔽紫外线,减少其对微生物的伤害。对于这些水源,推荐进行现场紫外线消毒器设备验证来估计水质变化带来的影响。

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