20世紀(jì)70年代以后，人們發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的氯消毒會(huì)產(chǎn)生致畸、致癌、致突變的鹵代烷等副產(chǎn)物，而UV消毒法則具有不投加化學(xué)藥劑、不增加水的嗅和味、不產(chǎn)生有毒有害的副產(chǎn)物、消毒速度快、效率高、設(shè)備操作簡(jiǎn)單、便于運(yùn)行管理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，近20年來(lái)逐漸得到廣泛應(yīng)用。
1 消毒原理
根據(jù)生物效應(yīng)的不同，將紫外線按照波長(zhǎng)劃分為四個(gè)部分：A波段(UV—A)，又稱為黑斑效應(yīng)紫外線(400～320nm)；B波段(UV—B)，又稱為紅斑效應(yīng)紫外線(320～275nm)；C波段(UV—C)，又稱為滅菌紫外線(275～200nm)；D波段(UV—D)，又稱為真空紫外線(200～10nm)。水消毒主要采用的是C波段紫外線。
研究表明，紫外線主要是通過(guò)對(duì)微生物(細(xì)菌、病毒、芽孢等病原體) 的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死，從而達(dá)到消毒的目的。紫外線對(duì)核酸的作用可導(dǎo)致鍵和鏈的斷裂、股間交聯(lián)和形成光化產(chǎn)物等，從而改變了DNA的生物活性，使微生物自身不能復(fù)制，這種紫外線損傷也是致死性損傷。
2 UV消毒器的結(jié)構(gòu)形式
UV消毒器按水流邊界的不同分為敞開(kāi)式和封閉式。?
2.1 敞開(kāi)式系統(tǒng)
在敞開(kāi)式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流經(jīng)UV消毒器并滅活水中的微生物。敞開(kāi)式系統(tǒng)又可分為浸沒(méi)式和水面式兩種。
浸沒(méi)式又稱為水中照射法，其典型構(gòu)造如圖1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(guò)，當(dāng)燈管(組)需要更換時(shí)，使用提升設(shè)備將其抬高至工作面進(jìn)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(yùn)行的關(guān)鍵在于維持恒定的水位，若水位太高則燈管頂部的部分進(jìn)水得不到足夠的輻射，可能造成出水中的微生物指標(biāo)過(guò)高；若水位太低則上排燈管暴露于大氣之中，會(huì)引起燈管過(guò)熱并在石英套管上生成污垢膜而抑制紫外線的輻射。圖1中采用自動(dòng)水位控制器(滑動(dòng)閘門(mén))來(lái)控制水位。在自動(dòng)化程度要求不高的系統(tǒng)中，也可以采用固定的溢流堰來(lái)控制水位。
水面式又稱為水面照射法，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(duì)水體進(jìn)行消毒。該方式較浸沒(méi)式簡(jiǎn)單，但能量浪費(fèi)較大、滅菌效果差，實(shí)際生產(chǎn)中很少應(yīng)用。
2.2 封閉式系統(tǒng)
封閉式UV消毒器屬承壓型，用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來(lái)，結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。
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