干貨|水處理紫外線消毒原理與分類
發(fā)布時間：2022-04-29 11:02
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紫外線是指波長范圍在100-400nm之間的不可見光線，紫外線的波長不同，作用也不同。
紫外線按照波長劃分為四個部分：
A波段，稱為黑斑效應(yīng)紫外線(400-320nm)，有附著色素及光化學(xué)作用，也稱為化學(xué)線；
B波段，稱為紅斑效應(yīng)紫外線(320-275nm)，有促進維生素D生成作用，稱為健康線；
C波段，稱為滅菌紫外線(275-200nm)，具有殺菌作用；
D波段，稱為真空紫外線(200-100nm),能有效產(chǎn)生臭氧。
紫外線消毒是一種物理消毒方法，并不是殺死微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體)，而是使其喪失繁殖能力進行滅活。
紫外線消毒的原理通常認為主要是用紫外光C波段(UV-C)改變和破壞微生物的遺傳物質(zhì)核酸(DNA或RNA)，使生物體喪失蛋白質(zhì)的合成和復(fù)制繁殖能力。
紫外線消毒主要采用的是C波段，如下圖所示，DNA的吸收光譜為240-280nm，吸收峰在260nm左右。
DNA對紫外線的吸收
紫外線消毒系統(tǒng)大致可以分兩種方式：敞開重力式和封閉壓力式。
（1）敞開式紫外線消毒器
水在重力作用下流經(jīng)紫外線消毒器，敞開式系統(tǒng)又可分為浸沒式和水面式兩種。
浸沒式又稱為水中照射法，其典型構(gòu)造如下圖所示：
將外加同心圓石英套管的紫外燈置入水中，水從石英套管的周圍流過，當(dāng)燈管(組)需要更換時，使用提升設(shè)備將其抬高至工作面進行操作。該方式構(gòu)造比較復(fù)雜，但紫外輻射能的利用率高，滅菌效果好且易于維修。
系統(tǒng)運行的關(guān)鍵在于維持恒定的水位，若水位太高則上部進水得不到足夠的輻射;若水位太低則，上排燈管暴露于大氣之中，會引起燈管過熱并在石英套管上生成污垢膜而抑制紫外線的輻射，因此消毒器需采用自動水位控制器來控制水位。
水面式又稱水面照射法，即將紫外燈置于水面之上，由平行電子管產(chǎn)生的平行紫外光對水體進行消毒。該方式較浸沒式簡單，但能量浪費較大、滅菌效果差，實際生產(chǎn)中很少應(yīng)用。
（2）封閉式紫外線消毒器
屬承壓型，用金屬簡體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來，結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：
系統(tǒng)中外罩密封石英套管的紫外線燈管都可以與水流方向垂直或平行布置。平行系統(tǒng)水力損失小、水流形式均勻，而垂直系統(tǒng)則可以使水流紊動，提高消毒效率。
由于系統(tǒng)比較復(fù)雜，所以封閉式紫外線消毒器一般適用于中、小水量處理或有必要施加壓力且消毒器不能在明渠中使用的情況。(來源：水處理新視野)
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