学文网摘要:指出了紫外线消毒在水和污水处理领域得到日益广泛的应用，分析了紫外线消毒的原理、优点及不足之处，以及水和污水处理中的应用情况，探讨了紫外线消毒后的细菌复活研究、流体力学模拟软件的应用和紫外线消毒高效低能耗光源的开发等紫外线消毒技术的研发与应用的主要方向。
关键词：紫外线；水消毒；低能耗。
中***分类号：S884.8+2文献标识码： A
Abstract: This paper point out the ultraviolet disinfection has been widely used in water and wastewater treatment field, and analyses the principle, advantages and disadvantages of ultraviolet disinfection, as well as the application of water and wastewater treatment, discusses the main direction of research and application development of ultraviolet disinfection ultraviolet disinfection after the resurrection of bacteria, fluid dynamics simulation application of UV disinfection light source with high efficiency and low energy consumption.
Keywords: ultraviolet; water disinfection; low energy consumption.
1引言
水中存在的伤寒杆菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌、寄生虫、贾第抱子虫与隐抱子虫以及病毒等病原微生物对人体健康带来重大的威胁[1]。污水中的细菌及致病微生物更多，其排放或回用时对环境以及人们的健康带来的影响更大。因此，水的消毒是水和污水净化处理中重要的一个单元环节。
常用的水的消毒方法有氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒等。氯消毒成本低廉、应用方便广泛，但是存在液氯的储存和运输、投配等风险[2]，更主要的是氯消毒过程中余氯会与水中有机物反应并生成有致癌、致畸、致突变的THMs等有害消毒副产物，从而影响饮用水水质安全性，同时人们对二氧化氯、臭氧消毒技术的安全性也还存在争论。
2 紫外线消毒原理
紫外线，简称UV，是由德国科学家里特发现的，紫外线是电磁波谱中波长从100-400nm纳米辐射的总称。紫外线是一种肉眼看不见的光波，存在于光谱紫外线端的外侧，故称之为紫外线，依据不同的波长范围，被割分为A, B, C三种波段，其中的C波段紫外线波长在240-260nm之间，为最有效的杀菌波段，其中杀菌能力最强是253.7nm波长。C段紫外光是最易被DNA核糖核酸吸收，当水中的细菌、病毒、藻类生物等受到一定剂量的紫外C光照射后，其细胞的DNA, RNA结构被破坏，细胞复制、转录封锁受到阻碍，从而引起其内部蛋白质和酶的合成障碍，细胞再生无法进行，从而达到水的消毒和净化的目的[3]。
3紫外线消毒水处理技术的现状
紫外线消毒虽然具有很多化学消毒无法比拟的优点，但也存在着一些制约其发展的因素，其中最突出的是紫外线无持续杀菌能力，另外紫外线消毒对水体要求高，技术本身存在的一些限制使紫外线技术在应用中面临着诸多问题，如何有效地解决这些问题，是紫外线技术在水处理领域的推广应用所面临的巨大挑战。
3.1病原微生物的光复活及紫外线无持续杀菌能力
微生物自身具有修复机制，这使得已经被紫外线杀灭的细菌在光照条件下发生复活现象，影响出水水质。此外，当处理水离开紫外线消毒反应器之后，消毒过程既已经结束。对于远距离传输的饮用水或再生水，在管网传输过程中一些被紫外线杀伤的微生物有可能会修复损伤的分子，使细菌再生，也可能在沿途滋生新的细菌和病毒，从而对水质安全有构成威胁。一般通过提高UV剂量和采用UV或UV-PAA(过氧乙酸)组合工艺来解决光复活问题及维持持续的消毒效果。紫外线与其它消毒技术联用，如UV-氯胺组合消毒工艺，即可以利用紫外线的广谱杀菌能力和高效杀灭贾第鞭毛虫和隐孢子虫的能力，又可以利用氯胺消毒持久性最长和消毒副产物链很小的优势，不失为一种值得推广的多屏障消毒工艺。
3.2紫外线穿透力低
紫外线的穿透力低，这就使得其消毒效果受水质的影响比较大，水的色度、浊度、有机物和氨氮等都会吸收紫外线而降低其透过强度，影响紫外线的消毒效果[4]。另外水体中的生物群、悬浮物、矿物质等容易积聚在灯套管的表面，形成结垢影响紫外光的透出，从而影响紫外线的消毒效果。因此，采用紫外线消毒时需要对原水进行预处理，尽量降低水的浊度、有机物等对紫外线消毒的影响。在设计紫外线消毒工艺时，应尽可能把此工艺放在处理末端，并通过改变流速、优化灯管布置等来提高水与紫外线的接触时间，以保证出水水质。要定期对灯套管进行清洗，以减少灯套管表面的结垢对紫外线的吸收。
4 紫外线水处理设备分类
紫外线消毒设备根据紫外灯类型可分为:低压灯系统，低压高强灯系统，中压灯系统其中低压灯系统是指紫外消毒设备中单根紫外灯输出功率为30W-40W，它主要用于小型水处理或低流量水处理系统的应用。低压高强灯系统指紫外线消毒设备中单根紫外灯输出为100 W左右，它主要适用于中型污水处理的应用。中压灯系统指紫外线消毒设备中单根紫外灯输出在420W以上，它主要用于大型污水处理和高悬浮物，紫外线穿透率低的水处理系统。
紫外线消毒设备按水流边界的不同分为敞开式和封闭式，其中敞开式主要有明渠式紫外线消毒设备，封闭式主要有压力式管道式消毒设备[5]，其中明渠式紫外线消毒设备主要应用于市***污水、中水回用、自来水深度净化和其它工业领域。压力管道式紫外线消毒设备主要应用于水产养殖用水、食品加工用水、医药用水等消毒。
5结论
紫外线水处理中的应用已经有四十多年的历史。但是由于其技术复杂，维护昂贵，使其应用受到限制。随着我国***府环保部门和民众对水消毒处理的日益重视，以及紫外线消毒逐步在部分污水运行中的推广，其必将成为水消毒主流技术.
参考文献:
[1]谭风训周峰武道吉，紫外线技术在水处理中的应用与发展，[J]，山东建筑人学学报2009, 24 (2): 175一179.
[2]刘艳萍邵林广，城市污水消毒技术的研究进展[J]，节能与环保，2005(8):1一2.
[3]张辰，张欣，吕东明等，紫外线消毒的理论研究[J]，给水排水，2004,30(1):21一24.
[4]马学明，紫外线消毒技术在水处理领域的应用[J]，宁夏机械，2007, (4 ): 32一34.
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