紫外線(xiàn)水處理技術(shù)可應用于食品行業(yè)和制藥用水行業(yè),主要應用于消毒、去除余氯和去除抽樣等,紫外線(xiàn)在制藥用水的應用得到了國內外諸多法規的認可,紫外線(xiàn)可去除余氯,在這個(gè)過(guò)程中(紫外線(xiàn)的光化學(xué)分解),自由氯能夠被100%的光分解,紫外線(xiàn)將自由光化學(xué)分解為大約80%的氯離子和20%的氯酸根離子,典型的用于光化學(xué)分解的自由氯的紫外線(xiàn)劑量為標準紫外線(xiàn)消毒劑量的20倍以上,成功去除余氯的關(guān)鍵在于紫外線(xiàn)的劑量,它是紫外線(xiàn)反應腔體內平均輻照強度和接觸時(shí)間的一個(gè)函數,這個(gè)過(guò)程需要考慮紫外線(xiàn)設備進(jìn)水的余氯濃度(mg/L水平)。典型的市政供水水源的紫外線(xiàn)透光率大約為85%-95%,對于特定的進(jìn)水脫氯所需的紫外線(xiàn)照射強度還與一下因素有關(guān):
余氯的種類(lèi),自由氯或結合氯、氯氨
進(jìn)水水源的天然有機物濃度情況
濁度色度和懸浮固體
產(chǎn)水目標余氯濃度和進(jìn)水余氯濃度的比值
紫外線(xiàn)處余氯的優(yōu)勢,無(wú)需向水中添加有害化學(xué)品,維護費用低,能夠被熱水消毒或臭氧消毒,此外提供了有效的TOC講解。
劣勢,根據進(jìn)水量,系統可能尺寸較大且占用空間,初始投資成本較高可能高于其他去除余氯的方式。
254nm的紫外線(xiàn)也可以去除臭氧,中壓紫外線(xiàn)已被證明對原水中的消毒成分-余氯有很好的消毒效果,可用于純化水的預處理階段,高強度的紫外線(xiàn)單獨或與其他氧化劑(如過(guò)氧化氫)聯(lián)用,已經(jīng)被用來(lái)降低再循環(huán)分配系統內的TOC水平,有機物通常轉化為二氧化碳,它會(huì )被平衡為碳酸氫鹽,或被不完全氧化為羧酸,它們都可以通過(guò)拋光離子交換樹(shù)脂輕易去除。需要考慮的的方面包括:紫外線(xiàn)的強度和持續時(shí)間,燈管輸出紫外強度的衰減,與水接觸的表面會(huì )逐漸形成紫外線(xiàn)的吸收薄膜,不可預料的對原水余氯部分光分解,將氯氨光分解后產(chǎn)生氨,偶爾的紫外燈失效,185nm的紫外線(xiàn)使分配系統的電導率升高,管理措施包括:定期的檢查或對紫外線(xiàn)強度及套管污染進(jìn)行監測并有報警功能,定期對套管驚醒清潔,下游余氯監測儀表,定期更換紫外燈管。
波長(cháng)為254nm的紫外線(xiàn)燈也可用于分配系統的連續性消毒,足夠的劑量下,紫外線(xiàn)破壞微生物(細菌、病毒、真菌等)的DNA結構,破壞的DNA結構阻止了微生物的復制,微生物體內都含有DNA和RNA,他們的共同特點(diǎn)是,具有有磷酸二酯按照嘌呤與嘧啶堿基配對的原則相連的多核苷酸鏈,對紫外線(xiàn)具有強烈的吸收作用,在265nm出有最大的吸收峰,紫外線(xiàn)的強度、紫外光譜波長(cháng)和輻射時(shí)間是紫外消毒效果的決定因素,但紫外燈必須根據水處理的流量進(jìn)行適當的選型,紫外燈能高效滅活流經(jīng)其腔體的微生物,但他不能被用來(lái)直接控制其自身上游或下游的微生物,不過(guò)把紫外消毒和傳統的熱消毒或化學(xué)消毒聯(lián)用時(shí),它是非常有效的,并能延長(cháng)消毒周期和間隔時(shí)間。
任何情況下,以下三個(gè)關(guān)鍵因素將決定于紫外線(xiàn)設備是否能夠達到所需要的劑量:
水的紫外線(xiàn)穿透率、燈管的輸出效率、紫外線(xiàn)腔體內的水力學(xué)因素及流速。
顏色、濁度、微粒和有機雜質(zhì)會(huì )降低水對紫外線(xiàn)的穿透率,并降低對病原微生物的消毒效果,同樣的燈管不會(huì )均勻的衰減,水可能將套管外表面污染從而使紫外線(xiàn)無(wú)法照射到一些微生物。不同的腔體水力學(xué)設計或流量太高、太低都可能會(huì )導致不均衡的劑量分布并是腔體內某些部位得不到足夠的消毒。
其他重要的影響因素包括:紫外線(xiàn)反應器的幾何形狀、功率紫外線(xiàn)燈管的波長(cháng)、紫外線(xiàn)的路徑長(cháng)度,紫外線(xiàn)的路徑長(cháng)度越大,則有更大的機會(huì )接觸到微生物并使其失活,當水流經(jīng)腔體時(shí),紫外線(xiàn)會(huì )瞬間對其消毒,但它不具有持續消毒的能力。采用抽樣消毒是,宜采用紫外線(xiàn)照射去除臭氧。