紫外線消毒是通過(guò)利用紫外線對(duì)微生物進(jìn)行滅活來(lái)凈化水質(zhì)。紫外線是一種波長(zhǎng)在100納米到400納米之間的電磁波,屬于不可見(jiàn)光。根據(jù)波長(zhǎng)的不同,紫外線可以分為紫外A(315—400nm)、紫外B(280—315nm)、紫外C(200—280nm)和紫外D(100—200nm)。其中,紫外C具有高效殺菌消毒的能力。這是因?yàn)樽贤釩波段的能量可以被微生物的遺傳物質(zhì)DNA和RNA吸收,當(dāng)微生物內(nèi)的DNA和RNA吸收足夠的紫外能量后,核酸鏈(嘧啶)會(huì)被打斷并重新排列形成胸腺嘧啶二聚體,從而阻止DNA和RNA的復(fù)制,使微生物失去活性,無(wú)法進(jìn)行自我復(fù)制再生,從而達(dá)到消毒的效果。
以下是影響紫外水消毒效率的主要水質(zhì)因素:
紫外透光率:紫外透光率是指紫外光在單位厚度水層中傳播的強(qiáng)度與入射紫外光強(qiáng)度之比,通常以百分?jǐn)?shù)表示。它反映了水體透過(guò)紫外光的能力。紫外透光率是影響紫外線消毒系統(tǒng)裝機(jī)容量的重要指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō),紫外透光率越高,所需的紫外設(shè)備裝機(jī)容量和電耗就越低。水中的離子種類(lèi)、有機(jī)物、膠體、懸浮物等及其濃度都會(huì)影響水的紫外透光率。
懸浮物濃度:懸浮物是指懸浮在水中的固體物質(zhì),包括不溶于水的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物和微生物等。這些固體物質(zhì)的數(shù)量、大小、結(jié)構(gòu)、密度和化學(xué)成分各不相同,它們可以吸收和散射紫外光。大顆粒物中通常還包裹著微生物,這會(huì)降低微生物接受到的紫外光強(qiáng)度,從而影響消毒效果。因此,為了達(dá)到相同的消毒效果,水中的懸浮物濃度越高,所需的紫外光強(qiáng)度或照射時(shí)間就越大。在設(shè)計(jì)水處理工藝時(shí),需要確保各個(gè)處理單元的效果符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,并使水中的懸浮物濃度與消毒標(biāo)準(zhǔn)相匹配,這樣紫外線消毒才能經(jīng)濟(jì)高效地工作。
顆粒物尺寸:水中顆粒物的大小也是影響紫外線消毒效果的因素。小尺寸的顆粒物容易被紫外光穿透,因此它們對(duì)紫外光的阻擋、散射和對(duì)微生物的保護(hù)作用較弱,使紫外光能夠更容易地滅活微生物,對(duì)紫外線消毒的影響較小。而大尺寸的顆粒物對(duì)微生物具有保護(hù)作用,需要更高的紫外光強(qiáng)度和照射時(shí)間。為了提高紫外光的利用率,在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可以通過(guò)沉淀或過(guò)濾處理去除大顆粒物后再進(jìn)行消毒處理。
金屬離子:在污水處理過(guò)程中,為了提高處理效果,有時(shí)會(huì)向某些池塘中投加金屬鹽類(lèi),其中一些金屬離子(如鐵離子)會(huì)對(duì)紫外線消毒產(chǎn)生較大影響。在水處理廠中,常用的混凝劑是鋁鹽或鐵鹽。一般來(lái)說(shuō),溶解性鋁鹽不會(huì)影響紫外線消毒,但水中的鐵離子可以直接吸收紫外光,減弱紫外光在水中的傳播,并可能導(dǎo)致紫外燈管套管結(jié)垢,影響紫外光的照射。此外,鐵離子還可以吸附在懸浮物或細(xì)菌凝塊上,形成保護(hù)膜,阻礙紫外光的穿透,從而不利于紫外光對(duì)有害微生物的滅活。因此,在水處理工藝設(shè)計(jì)時(shí),建議投加鋁鹽。
工業(yè)廢水:工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水和廢液中含有工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物、副產(chǎn)品以及產(chǎn)生的污染物。工業(yè)廢水種類(lèi)繁多,成分復(fù)雜,其中一些成分會(huì)吸收紫外光或影響紫外光在水中的傳播。在相同的處理水量和消毒標(biāo)準(zhǔn)條件下,含有較高比例工業(yè)廢水的情況下,所需的紫外設(shè)備裝機(jī)功率會(huì)更高。
在進(jìn)行水消毒設(shè)計(jì)時(shí),了解以上水質(zhì)因素對(duì)紫外線消毒的影響是非常重要的,這樣才能更好地進(jìn)行紫外線消毒系統(tǒng)的設(shè)計(jì),并實(shí)現(xiàn)高效率的使用,幫助用戶實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的微生物處理。
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