为什么选择紫外线用于水处理消毒
为什么选择紫外线用于水处理消毒
紫外线消毒技术作为一种高效、环保的水处理消毒方法，近年来在城市污水处理中得到了广泛应用。本文将为您详细介绍紫外线消毒的原理、技术优势以及在污水处理中的具体应用。
紫外线消毒原理及技术优势
紫外线消毒就是利用紫外线的生物灭活机理来达到消灭微生物、净化水质的目的。紫外线是一种不可见光，是一种波长在100～400nm之间的电磁波。根据不同的紫外光波长，可以将紫外线分为不同的类型，其中波长在315～400nm的为紫外A，波长在280～315nm的为紫外B，波长在200～280 nm的为紫外C，波长在100～200nm的为紫外D。其中紫外C能够被微生物遗传物质DNA、RAN吸收，破坏生物体的DNA结构。微生物内的DNA、RNA在吸收了紫外能量后，内部的核酸链会被打断重新排列，可以阻断DNA、RNA的复制，微生物就会失去活性而不再复制、再生，最终达到杀菌消毒的作用。在整个过程中，不需要使用任何化学药剂，也不会对环境产生二次污染，这是一种高效、环境友好型的消毒方法。
随着人们环保意识的不断增强，人们越来越意识到大规模氯消毒的危害性，因此对于紫外线消毒技术的认可也越来越广泛。相比其他消毒方法，紫外线消毒的优势主要体现在以下几个方面：
物理消毒不会产生其他有毒有害化学物质：不会对环境、人类、生态等造成二次污染，而有些化学消毒方法会产生三卤甲烷、高分子诱变剂、其他致癌物质等，在某些国家的污水排放、饮用水标准中存在这些物质都 会被明确判定为不合格。
操作安全、维护管理简单方便：紫外线消毒技术在整个过程中都不会用到危险化学消毒剂，十分安全可靠，并且在自动运行过程中无需复杂的操作、维护，只需每年清洗或更换一次灯管即可，还有一些紫外线消毒系统为自带灯管的自动清洗设备，能让系统的管理与维护更简便化。
对微生物作用最具广谱性：能够有效地控制大肠杆菌、贾地虫、隐 孢子虫等，且紫外线消毒性能稳定，水体温度、酸碱度的变化不会对消毒效果产生影响。
占地面积小，消毒时间短：紫外线消毒技术无须构筑物，占地面积小，消毒时间只需要2～5秒，而加氯消毒需要半个小时，因此紫外线消毒可以在不接触水池的情况下实现消毒操作，且紫外线消毒技术对房屋建筑没有额外要求， 大大节省了征地、土建等设备安装成本，在人口密集的城市应用非常方便。
因此综合考虑环保因素、生态因素、经济因素、人类健康等各方面的要求，紫外线消毒是一种投资效益高、消毒效果好、适用性强的消毒技术。
城市污水处理中紫外线消毒技术的应用
紫外线消毒系统的组成
按照结构不同，紫外线消毒系统可以分为明渠式与封闭管道式两种，其中在污水处理厂应用最为广泛的就是明渠式紫外线消毒系统，其主要组成部分包括紫外线消毒模块组、配电系统、控制系统、紫外光强探头、低水位探头、水位控制装置、清洗装置及混凝土渠道等。
其中紫外线消毒模块组是整个系统的核心部分，包括紫外灯、灯管套管、遮光板、镇流器以及一台用于安装及维护紫外线模块的微型起吊设备；配电系统的主要作用是向紫外线消毒系统提供电源支持；控制系统则对整个系统的运行参数进行控制，根据实际情况对整个系统的运行状态进行调整；紫外光强探头的主要作用是对消毒模块的紫外光剂量进行实时监测，从而监测消毒效果是否满足要求；低水位探头及水位控制装置的主要作用是保证水位处于一个合理的状态，避免水位过低导致紫外灯管暴露在空气中干烧而损坏，保证系统水位的稳定性，从而更好地保证消毒效果；清洗装置的主要作用就是擦洗灯管表面的附着物。
紫外灯管类型的选择
污水处理紫外线消毒系统中消毒灯主要采用汞蒸汽灯，汞蒸汽与电子元件碰撞激发汞，汞原子返回基态时会发射紫外光，少量汞被加入含氢气载气的灯中，灯中电极产生等离子体向汞蒸汽灯提供电子，由于紫外线无法穿透普通玻璃，因此紫外灯多采用石英套管。目前应用于紫外线消毒系统中的紫外灯管包括低压灯、低压高强灯、中压灯等，不同类型灯管有着不同的特性：
中压灯可获得更高的单根输出功率，紫外光分散度大，光谱范围更高，可达到230～300 nm的波长，不过光电转换率较低，仅在15%左右，耗电高。灯管使用寿命相对较短，在5 000 h左右，更换周期短。
低压型系统可获得更高的光电转化率，且灯管使用寿命也远远大于中压灯，在8 000～12 000 h左右，灯管利用率更具优势，不过单根灯管输出功率低，所需灯管数量多，因此增加了更换灯管的成本。
三种灯管只要有效剂量相同，就可以获得相同的消毒效果，不过低压灯光强较弱，穿透力不高，所以多应用于低浊度污水；而中压紫外灯光强更强，具有更高的穿透力，因此高浊度污水的处理可以选择中压紫外灯。
紫外线水处理技术是一项对环境、生态和人类友好的技术，与化学消毒方法相比，它也更为低碳，对人类社会的可持续发展具有重要价值。这项技术在我国城镇污水处理中已得到了广泛的应用，未来在提升我国供水水质安全上也将会有一席之地。