污水消毒技術(shù)污水處理中的紫外線消毒技1、消毒技術(shù)及發(fā)展污水消毒技術(shù)通常消毒方法可分為物理法和化學(xué)法。物理法包括加熱、紫外線、γ或X射線照射、分子篩等；化學(xué)法主要采用強(qiáng)氧化劑如二氧化氯、臭氧、*、氯胺、次氯酸等化學(xué)藥劑。*以來(lái)，由于化學(xué)法具有容易實(shí)現(xiàn)、成本低的優(yōu)點(diǎn)，所以使用較多，而作為廉價(jià)的消毒劑有著廣泛的應(yīng)用。

從理論上分析，消毒劑消毒能力的大小取決于單位摩爾物質(zhì)得電子的能力。因此消毒能力依次為：O3 > ClO2 > ClO- > Cl2 > 氯胺 > KMnO4
從實(shí)際使用成本分析由高到低為：KMnO4 > ClO- > O3 > ClO2 > 氯胺 > Cl2。
在上述消毒劑中KMnO4消毒能力差、價(jià)格高，工程中很少單獨(dú)使用；O3，Cl2及ClO-都可以氧化有機(jī)物，但ClO2對(duì)氨氮無(wú)氧化作用。雖然使用多，但是一種具有強(qiáng)烈刺激性的有毒氣體，在運(yùn)輸和使用過(guò)程中易發(fā)生泄漏和爆炸。由于氯氧化性強(qiáng)，易與水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，對(duì)消毒產(chǎn)生干擾，另外其反應(yīng)產(chǎn)物鹵代烴、多氯聯(lián)苯等物質(zhì)對(duì)人畜有毒害，許多還是致癌、致畸、致突變的“三致”物質(zhì)?，F(xiàn)在上許多國(guó)家和地方政府已限制氯及其衍生物的使用。我國(guó)一些地方的環(huán)保部門和勞動(dòng)保護(hù)部門也對(duì)的使用進(jìn)行了控制，在目前尚無(wú)更經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法推出前，許多污水廠出水都沒(méi)有正常的消毒，為此國(guó)內(nèi)二氧化氯消毒技術(shù)迅速發(fā)展。二氧化氯使用時(shí)要現(xiàn)場(chǎng)制備，而且僅有20%二氧化氯在消毒過(guò)程中有效。另外，二氧化氯發(fā)生器規(guī)模較小，如何運(yùn)用于加氯量較大的污水處理廠成為一個(gè)問(wèn)題。基于上述原因，紫外線消毒技術(shù)在污水處理領(lǐng)域開始嶄露頭角。
紫外線技術(shù)早在1900年便已存在，但現(xiàn)在的紫外線技術(shù)與過(guò)去已是不*相同了。據(jù)統(tǒng)計(jì)，過(guò)去很少有紫外線消毒運(yùn)用于污水處理的實(shí)力，但到了1995年紫外線消毒技術(shù)在美國(guó)污水處理中的應(yīng)用已達(dá)5%，并呈逐年上升趨勢(shì)。近來(lái)，由于采用紫外線消毒具有不需投加任何化學(xué)藥劑，不改變水的成分和結(jié)構(gòu)，消毒時(shí)間段，殺菌范圍寬效果好的優(yōu)點(diǎn)，上一些對(duì)細(xì)菌排放有嚴(yán)格要求的地區(qū)，大多采用了紫外線消毒。
2、紫外線消毒技術(shù)的原理
紫外線是一種肉眼不可見的光線，通常我們將波長(zhǎng)在200nm以上的光都成為紫外線，根據(jù)不同的波長(zhǎng)還可細(xì)分為UVA（315-400nm），UVB（280-315nm），UVC（200-280nm）。過(guò)量的UVA會(huì)導(dǎo)致色素沉積，UVB是色斑和*綜合癥的致病原因，而UVC易被DNA（核糖核酸）吸收。紫外線消毒使用的就是UVC。
當(dāng)病毒細(xì)胞經(jīng)紫外線照射后，波長(zhǎng)254nm的紫外線被DNA吸收。細(xì)胞在DNA鏈上的相鄰的胸腺嘧啶將相互糾纏，新的二聚物會(huì)阻礙RNA（核糖核酸）鏈上正確的DNA遺傳代碼復(fù)制，RNA是信息的傳遞者，其功能是傳遞DNA碼至細(xì)胞的不同部分。由于RNA傳遞功能喪失，終導(dǎo)致細(xì)胞功能衰退而死亡，從而達(dá)到消毒殺菌的目的。
紫外線消毒燈管類型可分成低壓、中壓、高壓3種，常用的是低壓和中壓系統(tǒng)。
低壓汞燈內(nèi)為負(fù)壓，汞呈蒸汽狀，中壓汞燈內(nèi)為常壓。低壓燈按輸出能量的不同分為高強(qiáng)度和低強(qiáng)度兩類。低強(qiáng)度燈類似于普通的熒光燈，在內(nèi)部鏡頭上沒(méi)有磷涂層。鏡頭由特殊玻璃制成，因此可以保持較高的紫外線傳輸率，防止鏡頭被紫外線曬黑。低壓高強(qiáng)度燈是進(jìn)來(lái)用于污水處理中較多的產(chǎn)品，其紫外線轉(zhuǎn)換率比低壓低強(qiáng)度燈高4倍。單根功率也達(dá)到100W以上。
中壓系統(tǒng)沒(méi)跟燈能耗可達(dá)5000W，而低壓系統(tǒng)每根燈管能耗為65-1500W。處理同樣的水量，中壓系統(tǒng)與低壓系統(tǒng)相比，則需要較少的燈管，水流通過(guò)時(shí)的水頭損失也較小，燈管自清潔系統(tǒng)的費(fèi)用也較小。但由于中、高壓系統(tǒng)發(fā)出的波長(zhǎng)范圍寬，而能被有效利用的只有一小部分，所以能量轉(zhuǎn)換率低（通常只是低壓系統(tǒng)的1/2-1/3）能耗大，因此一般只在大型水處理廠中使用。
紫外線消毒效果的好壞與紫外線燈源發(fā)出有效波長(zhǎng)的能量轉(zhuǎn)換率、紫外線弧長(zhǎng)有關(guān)，還與燈管和水的透射率以及照射時(shí)間有關(guān)?，F(xiàn)在的高效燈源可發(fā)出40%以上的有效光譜，石英燈管的透射率也在90%以上。因此，與傳統(tǒng)意義上的紫外線燈已不能相提并論。目前，世界上*技術(shù)生產(chǎn)的燈管壽命已達(dá)15000h以上，但價(jià)格卻降低了不少，從而大大降低了投資及運(yùn)行成本。
3、紫外線消毒與傳統(tǒng)加氯消毒的比較
    紫外線消毒在小型的水處理和滅菌要求較高的醫(yī)院污水處理中一直有較多的應(yīng)用。其滅菌范圍廣、效果好、無(wú)需投加化學(xué)藥劑、使用簡(jiǎn)便、無(wú)二次污染的優(yōu)點(diǎn)得到廣泛的認(rèn)同。然而昂貴的設(shè)備及成本限制了紫外線消毒技術(shù)的推廣。近年來(lái)，隨著紫外線消毒技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，尤其是僅有少數(shù)國(guó)家才能生產(chǎn)的高技術(shù)含量的紫外線燈管價(jià)格大幅度下降，紫外線消毒技術(shù)已在國(guó)外污水處理領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
3.1、投資
紫外線設(shè)施的一次投資主要有紫外線消毒渠、紫外線燈架、紫外線燈管、清洗裝置、配電裝置和控制設(shè)備。而消毒系統(tǒng)包括加氯間、加氯接觸池、氯庫(kù)，設(shè)備有自動(dòng)加氯機(jī)、氯瓶、電子磅秤、自動(dòng)切換裝置、真空調(diào)節(jié)器、漏氯檢測(cè)報(bào)警儀、蒸發(fā)器、中和裝置、通風(fēng)設(shè)備、配電裝置和控制設(shè)備等。消毒系統(tǒng)的土建和設(shè)備均多于紫外線消毒設(shè)施。
圖1是根據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得出的采用消毒和紫外線消毒的投資費(fèi)用比較。