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紫外线(UV)**(一)
紫外线(UV)**(一)
1 概述
目前,给排水**方法可分为两大类,即化学**法和物理**法。化学**法有加氯**和臭氧**等;物理**法有紫外线**等。化学**法一般都会产生**副产物,而紫外线**是**早在1878年人类就发现了太阳光中的紫外线具有****作用。人类对紫外线**技术在城市污水处理中的应用则始于20世纪60年代中叶,并于70年代到80年代初对紫外线**在城市污水处理中的应用进行了大量早期的研究,这主要是由于当时人们已认识到被广泛使用的加氯**工艺中的余氯对水体中的鱼类等生物���毒,而且发现并确认了氯**等化学**方**产生如三卤甲烷(THMs)等致癌、致基因,致畸变的副产物。这些发现促使人类寻求一种更好的**方法,不会产生**副产物的方法,也不会造成二次污染问题。于是,人们开始关注紫外线在**方面的应用。
紫外线**法*早应用于美国(1970年美国环保局完成了**个污水紫外线**的示范工程),现已在美国和加拿大普遍应用。紫外线**技术为物理**方式的一种,具有广谱**能力,无二次污染,经过30多年的发展,已经成为成熟可靠高效环保的**技术,在国外各个领域得到了广泛的运用。在我国由于对其技术的了解有一定的局限性,在污水处理中的应用不多。进入21世纪后,随着对污水尾水**的日益重视和运行经验的积累,紫外线**技术将得到推广,预计今后有条件的污水处理厂中50%将会采用紫外线**,并成为取代传统化学**方法的主流技术,目前紫外线**技术已在上海闵行、长桥等污水处理厂得到应用。
2,紫外线**原理
紫外线****原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡,达到****的效果。经试验,紫外线**的有效波长范围可分为四个不同的波段:UVA(400~315nm)、UVB(315~280nm)、UVC(280~200nm)和真空紫外线(200~100nm)。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。就**速度而言,UVC处于微生物吸收峰范围之内,可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和**,而UVA和UVB由于处于微生物吸收峰范围之外,**速度很慢,往往需要数小时才能起到**作用,在实际工程的数秒钟水力停留(照射)时间内,该部分实际上属于无效紫外部分。真空紫外光穿透能力极弱,灯管和套管需要采用极高透光率的石英,一般用半导体行业降解水中的TOC,不用于****。因此,给排水工程中所说的紫外光**实际上就是指UVC**。紫外光**技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上,利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水,将水中各种**、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死,达到**的目的。
研究表明,紫外线主要是通过对微生物(**、病毒、芽孢等病原体)的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死,从而达到**的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等,从而改变了DNA的生物活性,使微生物自身不能复制,这种紫外线损伤也是致死性损伤。
紫外线**是一种物理方法,它不向水中增加任何物质,没有副作用,这是它优于氯化**的地方,它通常与其它物质联合使用,常见的联合工艺有UV+H2O2、UV+H2O2+O3、UV+TiO2,这样,**效果会更好。
3 紫外线**灯工作原理
目前能够输出足够的UVC强度用于工程**的只有人工汞(合金)灯光源。紫外线**灯灯管是由石英玻璃制成,汞灯根据点亮后的灯管内汞蒸气压的不同和紫外线输出强度的不同,分为三种:低压低强度汞灯、中压高强度汞灯和低压高强度汞灯。**效果是由微生物所接受的照射剂量决定的,同时,也受到紫外线的输出能量,与灯的类型,光强和使用时间有关,随着灯的老化,它将丧失30%-50%的强度。紫外照射剂量是指达到一定的**灭活率时,需要特定波长紫外线的量:照射剂量(J/m2)=照射时间(s)×UVC强度(W/m2)照射剂量越大,**效率越高,由于设备尺寸要求,一般照射时间只有几秒,因此,灯管的UVC输出强度就成了衡量紫外光**设备性能*主要的参数。在城市污水**中,一般平均照射剂量在300J/m2以上。低于此值,有可能出现光复活现象,即病菌不能被彻底杀死,当从渠道中流出接受可见光照射后,重新复活,降低了**效果。**效率要求越高,所需的照射剂量越大。影响微生物接受到足够紫外光照射剂量的主要因素是透光率(254nm处),当UVC输出强度和照射时间一定时,透光率的变化将造成微生物实际接受剂量的变化。
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