紫外线消毒项目培训资料.docx

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紫外线消毒项目培训资料

水处理紫外线消毒装置培训资料

1紫外线原理介绍

1.1紫外线杀毒的技术原理和装置简介

紫外线是介于可见光和X射线间的电磁波，其波长介于185到400纳米之间；紫外线中的一部分（UV-C的部分）具有强劲的杀菌能力，254纳米时消毒效率达到峰值。

紫外线杀菌消毒是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。

研究表明，紫外线主要是通过对微生物（细菌、病毒、芽孢等病原体）的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的。

紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等，从而改变了DNA的生物活性，使微生物自身不能复制，这种紫外线损伤也是致死性损伤。

   紫外线消毒技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死，达到消毒的目的。

目前UV技术主要分两种，其区别在于UV照灯的类型：

低压（LP）和中压（MP）。

低压紫外灯是单色UV光谱输出（限于254纳米单一波长），而中压照灯具有多色UV输出（输出波长介于185至400纳米之间）。

   生产用水或液体配料的典型紫外线消毒系统包括安装在圆柱形不锈钢腔内、带石英保护罩的UV照灯。

腔的一端注入待处理的液体，使其流经整个腔体。

实际上任何液体流经处理装置都能得到有效U消毒，包括未净化的自来水、经过滤的生产用水、高粘度的糖浆、饮料及排放的污水。

紫外线消毒是一种物理方法，它不向水中增加任何物质，没有副作用，这是它优于氯化消毒的地方，它通常与其它物质联合使用，消毒效果会更好。

1.2紫外线杀菌的作用

（1）杀菌

　　紫外线杀菌主要是利用254纳米波长的紫外线光阻止细胞再生，丧失再生能力使细菌变得无害，从而达到灭菌的效果。

象所有其它紫外线应用技术一样，这种系统的规模取决于紫外线的强度（照射器的强度和功率）和接触时间（水、液体、或空气暴露在紫外线下的时间长短）。

（2）消除臭氧

　　在工业生产中，臭氧常被用于消毒和净化水体。

但是，由于臭氧有极强的氧化能力，水中剩余的臭氧如果不被去除会有可能对下一流程有所影响，因此，通常臭氧处理过的水在进入主要的工艺流程之前必须将水中剩余臭氧去除掉。

254纳米波长的紫外线对于破坏剩余臭氧非常有效，它可以把臭氧分解成氧气。

尽管不同的系统所需要的规模不同，但通常来讲，一个典型的臭氧消除系统所需的紫外线放射量是一个传统的灭菌消毒系统的三倍左右。

　　（3）降低总有机碳量

　　在很多高技术和实验室装置中，有机物会妨碍高纯度水的生产。

有很多方法可以把有机物从水中清除掉，较常用的方法包括使用活性炭和反渗透。

波长较短的紫外线（185纳米）也可以有效地降低总有机碳量。

波长较短的紫外线具有更多的能量，因此能够分解有机物。

将有机物氧化成水和二氧化碳。

和臭氧清除系统一样，这种降解有机碳的紫外线系统的紫外线放射量是传统消毒系统的三到四倍。

　　（4）降解余氯

  在市政水处理和供水系统，加氯消毒是非常必要的。

但在工业生产过程中，为了避免对产品产生不良影响，去除水中的余氯却经常是必要的前处理。

消除余氯的基本方法有活性炭床和化学处理。

活性碳水处理的缺点在于它需要不断再生，而且经常遇到细菌滋生的问题。

185纳米和254纳米波长的紫外线都被证实可以有效地破坏余氯和氯氨的化学键。

虽然需要巨大的紫外线能量才能发挥作用，但紫外线水处理技术的优点在于此方法不需向水中添加任何药物，不需要储存化学物质，容易维修，而且同时还有杀菌和去除有机物的作用。

2紫外线消毒装置系统介绍

　2.1产品分类

（1）低压灯系统

　　单根紫外灯的紫外能输出为30W-40W，紫外灯运行温度在40℃左右。

低压灯系统适用于小型水处理厂或低流量水处理系统的应用。

（2）低压高强灯系统

　　单根紫外灯的紫外能输出为100W左右，紫外灯运行温度在100℃左右。

低压高强灯系统的紫外能输出可根据水流和水质的变化进行调节，从而优化电耗和延长紫外灯寿命，低压高强灯系统适用于中型污水处理厂的应用。

　　（3）中压灯系统

　　单根紫外灯的紫外能输出在420W以上，紫外灯运行温度在700℃左右。

中压灯系统的紫外能输出是所有紫外灯中最强的，对水体的穿透力强，消毒能力高。

中压灯系统适用于大型污水处理厂和高悬浮物，紫外线穿透率（WT）低的水处理系统。

2.2紫外线消毒水处理装置的主要设备

以明渠式紫外线消毒设备为例：

其构成一般有：

导流板、紫外线消毒模块、中央控制柜、单水渠控制柜、水位传感器、自动清洗控制柜、水位控制堰门等，通过各部分的链子和控制来达到对废水消毒的目的。

（1）导流板

导流板是一张用不锈钢做成的网状部件，在不同的水渠中要根据水压和水的流速等因素设计成不同的形状。

导流板一般被安装在整个设备的最上游，所以，水渠中的水流经紫外线消毒模块时，必须先经过导流板，在这里导流板一方面会缓解水的冲击力，还会把水流分成许多小股，从而使水流更好地与紫外线消毒模块接触，达到更好的消毒效果。

（2）紫外线消毒模块

紫外线消毒模块是消毒系统中的重要部件，整个消毒系统就是靠紫外线消毒模块在水中发出紫外光来杀菌的。

紫外线消毒模块包括模块支架、紫外灯、镇流器、清洗系统等。

●模块支架

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模块支架是紫外线消毒模块的骨架，紫外灯、镇流器和清洗系统等都安装在模块支架上。

模块支架的金属材料部分一般采用不锈钢（水面以上为304不锈钢、水面以下为316不锈钢）。

非金属材料（如密封圈，清洗环等）采用耐紫外、防水的高性能高分子材料。

●紫外灯

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紫外线消毒模块是靠紫外灯发出的紫外光来杀毒的，可见紫外灯的重要性。

紫外灯安装在模块上的石英套管中，与水流方向垂直或平行，市场上质量比较好的灯管的质保寿命一般在12000小时。

●镇流器

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紫外灯通过镇流器的作用才能亮起来，还要通过镇流器来反映紫外灯的亮度、是否达到正常标准等许多问题。

●清洗系统

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在紫外线消毒模块上的清洗系统主要功能是清洗紫外灯套管上的污垢，只有套管保持干净，才能保证良好的杀菌效果。

比较成熟的清洗系统的清洗方式为在线自动机械加化学组合清洗方式（配置化学清洗槽或清洗车）。

针对石英套管的不同污染物能进行有针对性的清洗。

无需适时投药，运行成本低，对水体不产生二次污染。

（3）中央控制柜

中央控制柜由不锈钢制成，做为消毒系统的中央控制中心，是消毒系统中最重要的部分，只有确保中央控制柜中的所有电路正常而安全地运行，才能保证消毒系统的正常运行。

中央控制柜的输入/输出设备为安装在柜体内部的一个触摸屏，当各单水渠控制柜选择按钮选择“自动”选项时，通过中央控制柜的触摸屏就可控制各单水渠控制柜的运行，控制紫外灯的通断，接受UV探头反馈回来的信息并作出处理。

中央控制柜能自动控制模块的清洗，控制堰门的开关，控制水位的高低。

还能根据温度控制中央控制柜和单水渠控制柜中风扇的转速。

中央控制器的核心部件为一块单片机，在专业部门被叫做紫外消毒控制器。

（4）单水渠控制柜

单水渠控制柜控制一条水渠的运行，采用不锈钢材质，当单水渠控制柜选择按钮选择“自动”选项时，其由中央控制器控制。

通过单水渠控制柜将紫外消毒模块内光强探头检测信号传输至中央控制柜。

通过航空插头与模块连接。

其内部装有漏水报警器，当模块在水下遭受某种原因的破坏（如水中有坚硬的物体砸坏套管）而进水时，漏水报警器便会报警，同时切断电源，使紫外线消毒模块停止工作。

（5）水位控制堰门

全自动无动力水位控制堰门利用水的浮力来改变闸门的大小，采用上部溢流方式控制水位，系统水头损失较小，可选用玻璃钢或不锈钢材质。

2.3产品有关国家标准

　　紫外线消毒设备在国内一般要符合以下几个标准：

《城市给排水紫外线消毒设备》GB/T19837-2005

　　《室外排水设计规范》GB50101－2005

　　《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB/T18918

　　《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920

《污水再生利用工程设计规范（附条文说明）》GB/T50335

3紫外线消毒的市场用途介绍

3.1紫外线消毒系统的应用领域

（1）公共水务消毒市场

●城镇污水或再生水消毒。

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●自来水厂或自来水管网水消毒。

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●湖泊、江河等消毒

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（2）其他行业特殊用水消毒市场

●食品、饮料、啤酒、实用油、各类罐头、冷饮制品等用水消毒。

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●电子工业超纯净水系统。

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●医院、实验室用水、高含量致病体废水消毒。

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●水产加工净化、贝类净化、鱼类加工净化消毒等。

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●游泳池、水上其它娱乐用水消毒。

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●火电、核电站冷却水、工业生产冷却水、中央空调系统冷却水消毒。

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●生物、化学制药、化妆品生产用水消毒。

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●海水、淡水育苗、养殖用水。

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●农业用水、温室用水、灌溉消毒等。

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●家庭用水消毒、军事营区、野外、海岛供水消毒。

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3.2应用前景较好的市场

（1）城镇给排水消毒市场。

目前给排水领域消毒方法主要有四种：

氯气消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒。

其中紫外线是唯一不产生消毒副产物的方法。

氯气消毒会产生三卤代物副产物；二氧化氯本身有毒性，而且会产生氯酸根离子和亚氯酸根离子等副产物；臭氧消毒会产生溴酸盐、醛酮和羧酸类副产物。

随着近几年紫外灯管寿命不断增长、紫外设备各部件设计的日趋合理化、紫外线消毒技术的投资成本不断下降，紫外线消毒技术在给排水领域的发展与应用是非常广阔的。

（2）医院消毒市场

氯对常见细菌、病毒的杀菌具有很大的选择性，特别是对各种病毒。

臭氧的杀菌选择性比氯好，但是化学消毒因受浓度控制而无法在水中提供可能的大剂量，故对孢子、藻类以及各种原生动物的杀灭效果较差。

现代的紫外线消毒装置可以很容易达到（3～30）×104μW/cm2的光强度（甚至更高），因此常见细菌、病毒、霉菌、藻类、孢子甚至原生动物都可以被有效杀灭。

目前，在上海、福建、广州等南方很多城市或地区的医院已经在使用紫外线消毒装备，北方城市也在推广应用中。

（3）生物、化学制药、化妆品生产用水消毒市场

生物、化学制药、化妆品生产企业用水一般采用氯气消毒的办法。

由于氯气的特性，可能损害精密的工艺设备，如反渗透（RO）膜和离子交换（DI）树脂，因此一旦氯气消毒功能实现后必须将其消除。

至目前为止，脱氯最常用的两个方法为颗粒活性炭过滤器或另加中和化学物质，如亚硫酸氢钠和焦亚硫酸钠。

GAC过滤器，因为多孔结构和丰富营养环境，很容易成为细菌的滋生场所。

脱氯化学品，如亚硫酸氢钠，通常仅仅在反渗透膜前加注，也会成为细菌的孵化器，造成膜的生物污染。

此外，处理这些化学品时存在的危险，并且由于人为错误所致过量或不足都会存在危险。

紫外线作为一种有效的脱氯替代方法越来越普及。

它没有GAC或中和化学物质的弊端，同时能有效地减少游离氯和氯化合物（氯胺），所形成的副产品也容易被驱除。

（4）城镇公共生活场所的消毒市场

居民住户大楼、小区、办公楼、旅馆、餐馆等生活场所，游泳池、水上其它娱乐场所都需要对用水进行消毒处理，而这类场所采用氯气消毒处理会有占地空间大、投资高，消毒腐蚀、残留等问题。

紫外线消毒设备可以小型化，投入低，使用方便，有效满足以上不同场所的用水消毒要求。

（5）海水淡化、水产养殖净化市场

紫外线用于海水淡化和水产养殖的消毒，效果好，有效杀灭海水中的原生细菌和有毒藻类，杀死其他消毒剂无法有效杀死的致病菌，从而保证海水淡化和海产养殖的健康性。

3.3紫外消毒水处理设备的市场价格