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紫外线消毒与传统消毒工艺的对比

发布者:海宁万华 发布时间: 阅读:608

        随着紫外线杀菌灯新国标的颁布执行,紫外线杀菌技术将会在相关的行业里得到广泛的应用而大功率紫外线杀菌灯在水处理中的应用将会在未来几年里完全取代传统的氯气和臭氧消毒工艺。

        根据国内目前的水处理工程现状,大部分市政工程都是由各地的市政工程设计研究院设计,相当多的设计院在方案设计的时候还是采用传统的氯气和臭氧以及二氧化氯消毒,对紫外线的了解也仅仅停留在认识上,从各个方面让设计单位对紫外线消毒技术认可是推广紫外线消毒技术和设备的关键。

从前期投资成本,运行成本以及紫外线消毒和传统氯气臭氧和二氧化氯消毒的对比结果上来看,紫外线消毒技术克服了现有传统消毒技术的缺点,在消毒过程中,不添加任何化学物质,也不产生或在水体中留下任何有害物质,运行安全、可靠,安装、维修简单,特别是投资及运行维修费用低以及具有极好的消毒效果。

目前最常采用的污水消毒方法是液氯和臭氧以及二氧化氯简述如下:
臭氧消毒法是利用组成臭氧的三个氧原子极其不稳定的特性,分解时放出新生态氧O3= O2+ O通过[O]的强氧化能力,对细菌和病毒产生强大的杀伤力,致使细菌和病毒死亡。虽然臭氧具有消毒效率高,并能有效地降解污水中残留的有机物、色、味等,污水pH值、温度对消毒效果影响很小,不产生难处理的或生物积累残余物等优点,但也存在投资大、运行成本高,设备管理复杂,当水量和水质发生变化时,调节臭氧投加量比较困难的问题。
臭氧消毒主要适用于对出水水质较好,排入水体卫生条件要求高的污水处理设施。
液氯消毒法是利用氯溶解于水生成次氯酸和次氯酸根:Cl2+H2O+— HOCl+HC1   HOCl — H +OC1一

氯消毒主要是通过次氯酸HOC1扩散到带负电的细菌表面,并通过细菌的细胞穿透到细胞内部。当HOC1分子到达细菌内时,能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。氯作为一种强氧化剂,由于其杀菌能力强,是目前应用最为广泛的消毒剂。但是近二十年来,人们对液氯进行大量的研究,发现使用氯化消毒存在以下一些缺点和不足:氯与污水中某些有机和无机成分反应,生成一系列稳定的含氯化合物,其大部分对人体健康有害,有些含氯化合物有致癌性。特别是高浓度的氯与污水较高浓度的有机污染物直接反应时,生成的氯化副产物浓度会更高。此外,氯与污水中的氨反应生成氯氨,从面降低消毒效力,而且氯氨排入水体后会对鱼类产生毒害。氯溶解于水中生成次氯酸和次氯酸根,次氯酸根OC1一虽然亦是具有杀菌能力的有效氯,但是由于次氯酸根带负电,难于接近带负电的细菌表面,杀菌能力比次氯酸HOC1差得多。根据次氯酸离解平衡常数计算可知,次氯酸HOC1与次氯酸根OC1一的相对比例取决于温度和pH值。pH值高时,次氯酸根ocx一较多:pH值低时,次氯酸HOC1较多。由此可见在污水pH值较高时消毒效力大幅度下降。氯气是一种具有强烈刺激性的有毒气体,在运输和使用过程中易发生泄漏和爆炸,因此氯的运输、使用和贮藏必须严格遵守有关规定。氯气意外泄漏将会给环境和人员带来重大威胁,甚至是灾难,近年来氯气的泄漏事故经常发生,给人民的生命和财产造成重大损失。

二氧化氯是美国八十年代开发的最新强力消毒剂,它不与水发生化学反应,溶解度是氯气底倍,在水中是纯粹的溶解状态,水中也不会和有机物作用生成有机氯化物,它也不和氨、酚反应。二氧化氯对细菌的细胞壁有较强的吸附和穿透能力,从而有效地破坏细菌内含巯基的酶,它可以快速控制微生物蛋白质的合成,故它对病毒、细菌有很强的灭活能力。采用二氧化氯消毒,水中会存在亚氯酸根,对人体健康可能有害。还有资料称,clo2投亮过高也会产生某些致突变物。由于生成二氧化氯需要特殊的反应系统设备,大量的氯酸钠和盐酸(2NaCLO3+4HCL=2NaCL+CL2+H2O,5NaCLO2+4HCL=4CLO2+5NACL+2H2O)从生成过程不难看出,二氧化氯单从原料消耗上来看,是氯气的10倍多,所以,从成本上考虑,二氧化氯并不是最好的选择。
      紫外线消毒法则具有不投加化学药剂、不增加水的异味、不产生有毒有害的副产物、不受水温和pH值影响、占地极小、消毒速度快、效率高、设备操作简单、便于运行管理和实现自动化等特点,近2O年来逐渐得到广泛应用。

紫外线水消毒技术特征及与几种传统消毒技术的比较:
现代紫外线水消毒技术就是采用发生C波段紫外线的紫外光灯做为消毒光源,由于在效能和强度两个方面取得了最佳的平衡,已成为目前市场上最有效、经济和安全的消毒方法,紫外线水消毒技术对细菌、病毒及其它致病体的消毒效果已得到全世界的公认。

紫外线水消毒技术具有下列明显的优点:
(1)高效性和广谱性
紫外线消毒技术具有其它技术无可比拟的杀菌效率。当紫外强度为30000uW/cm 时,紫外线对细菌、病毒的杀菌作用一般在一秒以内。而对传统紫外、氯气及臭氧方法来说,一般需要20—6O分钟的时间才能达到紫外线的效果。此外,紫外线技术在目前所有的消毒技术中,杀菌的广谱性是最高的。它对几乎所有的细菌、病毒都能高效率杀灭。并且对一些对人类危害极大的,而氯气以至臭氧无法或不能有效杀灭的寄生虫类(例如:隐性包囊虫cryptosporidium,贾第鞭毛虫giardia等)都能有效杀灭。
(2)无二次污染
由于紫外线消毒技术不加入任何化学药剂,因此它不会对水体和周围环境产生二次污染,不会改变水中任何成分。不会产生任何对人类及水中生物毒害的副产物,对保护环境和保护工作人员的身体健康有着积极的意义。
(3)运行安全、可靠
传统的氯化物、臭氧消毒技术,其消毒剂本身就属于剧毒、易燃、易爆的物质。这些物质的使用对操作人员以及周围环境和居民的安全产生潜在的威胁,需要特别小心。而现代紫外线消毒系统不存在这样的安全隐患,是一种对周边环境及操作人员相对安全可靠的消毒技术。
(4)运行维护费用低
由于上世纪9O年代对紫外线核心技术的完善,紫外线消毒技术不仅消毒效率是所有消毒手段中最高的,而且消毒运行维护最简单,运行成本最低,因此,其性价比是所有消毒技术中最高的。它既具有其它消毒技术无法比拟的高效率,又具有成本和运行费用低的优点。
(5)可连续、大水量消毒
紫外线消毒技术的另一个特点是可连续消毒,一年365天,一天24小时连续运行,除定期需一、二小时以内的例行保养外。此外,现代紫外消毒除了可以消毒小水量,也可以消毒大水量。

紫外外消毒系统构成及运行方式
目前大部分的紫外线污水消毒系统都是采用模块化明渠式工艺。它由明渠(消毒池)、紫外消毒模块系统、控制系统、自动清洗系统和供配电系统组成。明渠由配水渠、消毒渠和出水渠组成,出水渠设有出水堰门用于调节明渠水位;紫外消毒模块主要由紫外灯管、石英套管、紫外强度传感器、支架、自动清洗环及其传动机构组成;控制系统由水位、紫外强度传感器和PLC组成。紫外消毒系统可根据实时检测到的uV—C剂量,在50—100%范围内对紫外灯管的输出强度进行自动调整,以节约运行费用。同时,自动控制系统可根据污水流量的变化在最高水位与最低水位之间自动调节堰门,以保证消毒效果的稳定。自动清洗系统可根据设定的清洗频率进行自动清洗,在自动清洗过程中,系统正常运转,消毒效果可不受影响。此外,当污水处理厂在扩建或改造时,只需适当增加紫外灯模块,无需新添整套系统,可以节省设备投资,使用非常灵活。

通过以上的对比,不难发现紫外线水消毒作为一种经济可靠的技术,从各个方面都有着传统消毒技术无法比拟的优势.

 

 

 
 

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