紫外线技术处理废水综述.doc

紫外线技术处理废水的综述前言水是人类生存的基本条件，又是国民经济的生命线。虽然地球上的水量很多，但可利用的却很少，因为自然界有97%以上的水分布在海洋中，水资源中的淡水仅占总水量的2.53%，而目前能供人类直接取用的淡水资源仅占0.22%。随着人口和经济的增长，一方面人类对水的需求量和品质要求越来越高，另一方面，水污染的范围和程度也越来越大。这已经成为制约社会经济可持续发展的主要因素。解决水资源短缺和水污染的一个主要途径在于废水处理。为了确保这些用水的质量，需要采用先进的水净化工艺和技术。在水净化工艺中，消毒是确保水质质量的重要环节。消毒是水处理中的重要工序，室外给水设计规范13-86(1997年版)中规定:“生活饮用水必须消毒”。室外排水设计规范虽没有明确规定，但在2000年6月5日由建设部、国家环境保护总局、科技部联合发出的“关于印发城市污水处理及污染防治技术政策的通知(建城2000124号)”中规定“为保证公共卫生安全，防治传染性疾病传播，城市污水处理设施应设置消毒设施”。因此污水处理出水的消毒不再是可有可无的了。由于污水中含有大量细菌及病毒，污水处理厂应把好最后一道关，尽可能杀灭致病菌。目前，国内外普遍采用的水消毒技术有臭氧消毒，氯消毒(如次氯酸盐、氯气等)，紫外线消毒、二氧化氯消毒，过氧乙酸和电离辐射消毒等1。虽然氯气和次氯酸盐消毒技术的成本最低1，但是氯消毒过程中会产生有害的副产物，如三卤甲烷等。而紫外线消毒具有不向水中投加任何化学药剂；不产生任何有毒有害副产物；处理时间短；装置简单以及运行管理简便等优点，。紫外线消毒最早应用于美国，由于其接触时间短、占用空间少、又不会产生对人畜有害的副产品，因此被认为是传统液氯消毒最佳的替代品。1986年，美国环保署()将紫外线消毒列入污水消毒设计手册，进一步推动了紫外线消毒替代化学消毒的进程。紫外线污水消毒技术在国外经过20多年的发展，已经成为成熟可靠、投资效益较高的绿色环保技术，在世界各地各类城市污水的消毒处理中得到日益广泛的应用，成为替代传统加氯消毒的主流工艺技术。为了解决今年非典型性肺炎疫情期间的消毒问题，国家环境保护总局发布的紧急通知中将紫外线消毒作为除加氯和臭氧外的另一种有效的消毒灭菌方法。紫外线消毒在国内的污水处理厂中也得到了应用，因此是一种非常有发展前途的中小规模消毒方式。本文将论述紫外线技术处理废水的原理，影响因素，存在问题，以及紫外线技术在国内外废水处理中的应用现状与发展前景等。1.紫外线的性质与杀菌原理1.1紫外线的性质紫外线是指波长范围在200400 nm之间的电磁波，紫外线的波长不同，具有的作用也不同。如315400 nm的紫外线，有附着色素及光化学作用，称为化学线；波长在280315 nm的紫外线，有促进维生素生成的作用，特别有促进维生素生成作用，称为健康线；而波长在200280 nm之间的紫外线具有杀菌作用，称为杀菌线，紫外线消毒使用的就是这一波段的紫外线2。1.2紫外线的杀菌原理紫外辐射对微生物有致死作用是由于微生物细胞中的核酸、嘌呤、嘧啶及蛋白质对紫外线辐射有特别强的吸收能力。DNA和RNA对紫外辐射的吸收峰在260nm处，蛋白质对紫外辐射的吸收峰在280nm处，紫外辐射能引起DNA链上两个临近的胸腺嘧啶分子形成胸腺嘧啶二聚体(=)，致使DNA不能复制，导致微生物死亡，从而达到杀菌灭毒的目的2。紫外线辐射杀菌灯是人工制造的水银灯，其杀菌力强而稳定。紫外辐射杀菌力随其剂量的增加而增强。紫外线辐射剂量是辐射强度与辐射时间的乘积，如果紫外线辐射杀菌灯的功率和辐射距离不变，则辐射时间就表示相对剂量2。2.消毒技术的发展及其特点通常消毒方法可分为物理法和化学法。物理法包括加热、紫外线、或射线照射、分子筛等；化学法主要采用强氧化剂如氯气、二氧化氯、臭氧、高锰酸钾、氯胺、次氯酸等化学药剂。长期以来，由于化学法具有容易实现、成本低的优点，所以使用较多，而液氯作为廉价的消毒剂有着最广泛的应用。从理论上分析，消毒剂消毒能力的大小取决于单位摩尔物质得电子的能力。因此消毒能力依次为:O32-2氯胺4 ，从实际使用成本分析由高到低为:4-32氯胺2 3。在上述消毒剂中4消毒能力差、价格高，工程中很少单独使用；3，2及-都可以氧化有机物，但2对氨氮无氧化作用。其中液氯使用得最多，其余氯具有持续消毒作用，且药剂易得，成本较低，工艺简单，技术成熟，操作简单，不需要庞大的设备。但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。而且氯氧化性强，易与水中有机物发生反应，对消毒产生干扰，另外其反应产物卤化烃、氯仿、三氯甲烷、多氯联苯等物质对人畜有毒害，许多还是“三致”物质4，现在国际上许多国家和地方政府已限制氯及其衍生物的使用。二氧化氯较液氯杀菌效果好，不易生成有机氯化物等“三致”物质，但二氧化氯是不稳定的化合物，对温度、压力和光较敏感，遇火花和有机物易爆炸5。二氧化氯使用时要现场制备，而且仅有20%二氧化氯在消毒过程中有效。另外，二氧化氯发生器规模较小，如何运用于加氯量较大的污水处理厂成为一个问题。臭氧有强氧化能力，接触时间短，杀菌和杀灭病毒效果好，不会造成臭味异味，能提高溶解氧，尚未发现有害人体健康的产物。但操作要求高，设备复杂，电能消耗大，基建投资和运行成本高5。基于上述原因，紫外线消毒技术在污水处理领域开始崭露头角。紫外线消毒技术早在1900年便已存在，但过去很少有运用于污水处理的实例。近年来，该技术逐渐推广，1995年紫外线消毒技术在美国污水处理中的应用已达5%，并呈逐年上升趋势2。近来，由于采用紫外线消毒具有不需投加任何化学药剂，不改变水的成分和结构，消毒时间短，杀菌范围宽效果好的优点，国际上一些对细菌排放有严格要求的地区，大多采用了紫外线消毒。我国在紫外线消毒污水方面的研究还不多，只在部分医院及小型给水系统中有较多的应用。紫外线消毒是利用紫外线所具有的高效光谱杀灭能力来杀死水中的细菌、病毒、寄生虫、原生动物等6。该技术是物理方法，没有明显的化学处理工作， 不需增加化学药品，不会造成任何二次污染，不残留任何有毒物质 ，不改变水的成分和结构，消毒速度快。高强度的紫外线彻底灭菌只需要几秒钟，而臭氧与氯消毒则需1020分钟。一般大肠杆菌的平均去除率可达98%，细菌总数的平均去除率为96.6%。与液氯消毒相比较，紫外线消毒的投资和运行成本较低，且操作简单，便于运行管理和实现自动化4。所以紫外线消毒以其独特的优越性逐渐得到广泛应用。3.紫外线消毒装置现有的紫外线消毒系统有敞开式的和封闭式的两种7，敞开式系统又可以分浸没式和水面式两种。浸没式又称为水中照射法，将外加同心圆石英套管紫外灯置入水中，水从石英套管的周围流过，维修时使用提升设备将其抬高至工作面进行操作；该系统紫外辐射能的利用率高，灭菌效果好且易于维修，但受水位影响较大。水面式又称为水面照射法，即将紫外灯置于水面之上，用平行电子管产生的平行紫外光对水体进行消毒；该方式使用的装置较简单，但能量浪费较大、灭菌效果差，实际生产中很少应用。敞开式消毒系统受水的色度、浊度、水层厚度、辐射时间等因素的影响较大。封闭式紫外线消毒系统则用金属筒体和带石英套管的紫外灯把被消毒的水封闭起来。该系统较敞开式受水质影响小。敞开式和封闭式两种系统的紫外线灯管外罩密封石英套管，都可以与水流方向垂直或平行布置。平行系统水力损失小，水流形式均匀；而垂直系统则可以使水流紊动，提高消毒效率。4.影响紫外线消毒的因素4.1紫外剂量紫外剂量是影响消毒效果的直接因素。它等于紫外光强度与接触时间的乘积。在相同的紫外光强度条件下，接触时间决定紫外剂量。在大型污水处理厂中，由于水量大，接触时间得不到保证，因此用紫外线消毒的效率比小型污水处理厂差。从理论上分析，紫外剂量越大，消毒越好，然而紫外消毒有一限值，超过此限值则不能经济有效地对额外的微生物进行灭杀。如果分别考虑紫外光强度与接触时间对消毒效果的影响，可以发现，对于不同种类的微生物，两者的影响是不同的。在紫外剂量相同的情况下，紫外光强度对于大肠埃希氏杆菌影响更大，这是因为细胞中的修复酶对紫外光强度更敏感；而对于真核酵母菌细胞来说，增加接触时间更有利于灭杀；当然对于更多的微生物，如噬菌体、孢子，把两者分开讨论是没有多大意义的，原因可能在于其在紫外线消毒过程中处于一种不活动状态。因此没有必要确定最少的接触时间和最小的紫外光强度，两者的乘积才是影响紫外线消毒效果的必要因素8。4.2微生物的种类和负荷由于污水中细菌、病毒的种类繁多，且对紫外线的抗性不同，因此对于不同类型的污水，呈现出不同的消毒效果。有些微生物对于紫外线比较敏感，去除率较高，如粪大肠菌(faecal coliforms)，而有些微生物则不然，需用较高的紫外剂量进行灭杀，如-大肠杆菌菌体、铜绿色极毛杆菌( )。微生物负荷是影响紫外线消毒效率的一大因素，较高的微生物量必然要求更高的紫外剂量。目前，在紫外线消毒器的设计中，主要是灭活(总大肠菌)、(粪大肠菌)、.(大肠埃希氏菌)、粪链球菌和沙门氏菌数量来估计紫外线剂量需求8。4.3水质参数4.3.1紫外透光率紫外透光率是废水透过紫外光能力的量度，它是设计紫外消毒系统尺寸的重要依据。一般来说随着消毒器深度的增加紫外透光率降低.，另外当溶液中存在着能够吸收或散射紫外光的化合物或粒子时，紫外透光率值也会降低。这就使得用于消毒的紫外光能量降低，此时可以通过延长接触时间或增加紫外消毒系统中的紫外灯的数目来加以补偿9。4.3.2悬浮固体悬浮固体是由数目、大小、结构、细菌密度和化学成分各异的粒子组成的，这些粒子通过吸收和散射紫外光使废水中的紫外光强度降低。由于悬浮固体浓度的增加同时伴随着粒子数目的增加，另外有某些细菌还可以吸附在粒子上，而这种细菌最难被消毒。所以，用于紫外消毒的废水出水的悬浮固体浓度要严格控制，一般推荐不超过20/10，11。4.3.3粒子尺寸分配率溶液中所含粒子的大小不同则杀菌所需的紫外光的剂量也不同，这是因为粒子尺寸对紫外光的穿透能力有影响的结果。尺寸小于10的粒子容易被紫外光穿透，因而紫外光的需求量低；尺寸在1040之间的粒子可以被紫外光穿透，紫外需求量增加，而尺寸大于40的粒子则很难被紫外光穿透，紫外需求量比较高，所以在实际生产过程中为了提高紫外光的利用率应对二级处理出水过滤，去除掉大粒子之后再进行消毒处理12。4.3.4无机化合物在废水的处理过程中为了提高处理效果有时会在某些池子当中投加金属盐以降低废水中磷的含量并控制气味，比较常用的是铝盐或铁盐絮凝剂。一般来说，溶解性铝盐不影响紫外透光率，而且含有铝的悬浮固体对于紫外杀菌也没有阻碍作用，而水中的铁可直接吸收紫外光使消毒套管发生壅塞现象，另外铁还可以吸附在悬浮固体或细菌凝块上形成保护膜，这都不利于紫外光对细菌的杀灭作用13。4.4水力负荷影响紫外线消毒因素还有处理流量，当水量突然增大时，紫外线接触时间短，需要更强的紫外剂量。而紫外线系统通常根据最大峰值流量设计，当水力负荷大时，出水水质较平时差，杀菌率无法保证。4.5其它影响因素铁离子化合物也被认为会影响紫外线消毒，它可以降低紫外穿透率，为微生物提供一道保护屏障，增加消毒阻力，增加有清洗装置的石英套管结垢。5.紫外线消毒的应用现状及发展前景5.1紫外线消毒的应用现状紫外消毒法最早应用于美国，1970年美国环保局完成了第一例污水紫外消毒的示范工程.随后污水的紫外消毒法在美国和加拿大得到了广泛的应用14。现已在美国和加拿大普遍应用。据报道，1985年美国的污水厂中仅有50座采用了消毒，并且其中大部分处理水量相当低(3.7851043 )；1995年已有1500座污水处理厂采用了消毒。目前加拿大的魁北克省拥有最大的污水消毒设施，处理能力达到7.421053 15，16。近年来，一些污水厂将原有的氯消毒系统改造成为紫外线消毒系统，譬如美国新罕布什尔州、得克萨斯州、俄亥俄州等地的污水厂。紫外消毒法应用领域广泛，包括低质污水、常规二级生化处理后的污水、合流管道溢流废水和再生水的消毒。低质污水的消毒，即只经过一级处理或一级强化处理的污水，其特点是高(50150/)和低紫外穿透率(5%25%)，这类污水如果使用化学消毒工艺，将会产生大量的三致副产物。目前美国夏威夷沙岛污水处理厂是世界上最大的采用紫外线对低质污水消毒的城市污水处理厂，处理规模为56万3/，采用了明渠式中压灯消毒系统。常规二级生化处理后的污水消毒，是紫外线污水消毒应用最为普遍的领域。这类污水一般在1030/，紫外穿透率在40%70%。目前正在建造的美国污水处理厂建成后可消毒227万3/污水，将成为世界上最大的紫外线污水消毒系统，该系统为明渠式中压灯消毒系统17。合流管道溢流污水用紫外线消毒，不仅消毒效果好，而且比加氯消毒在剂量控制上更为可靠和容易。这类污水的特点是水质可以在短时间内有很大幅度的变化，例如可在10100/间，紫外穿透率可在5%70%间变化。美国污水处理厂采用了紫外线消毒技术每天可对136万3污水进行消毒。该紫外线消毒系统是目前世界上最大的紫外线污水消毒系统，也采用了明渠式中压灯消毒技术。再生水的消毒，是紫外线污水消毒的另一个重要应用范围，也是污水消毒标准最为严格的。美国加州于90年代初委托美国国家水研究所()、美国供水协会()和加州戴维斯大学对紫外线消毒技术在废水再生处理中的应用做了大量研究工作，并最早将紫外线污水消毒技术应用于再生水的消毒处理中。再生水表现为低浊度和高紫外穿透率，从美国的情况看，出水浊度按要求一般不得超过2，紫外穿透率一般在65%80%左右。对再生水进行紫外线消毒是出于对加氯消毒产生的三致副产物的担心，同时化学消毒剂可对一些农作物产生伤害或可能影响植物的生长，而农业灌溉是加州污水再生利用的主要途径。根据美国1998年的一项不完全统计，表明其12个州80家城市污水处理厂采用了紫外线污水消毒技术处理再生水，总处理量约为260万3/。目前世界上最大的使用紫外线消毒技术的再生水处理厂是加州污水处理厂，处理规模25万3/，该系统为明渠式中压灯消毒系统。我国研究、应用紫外消毒技术进行污水处理者为数尚少。上海闵行污水处理厂是我国第一个采用紫外线消毒的工程，污水处理厂紫外线消毒系统经过半年的运行，从厂方和有关卫生检验部门的检测数据看，消毒效果较为理想，达到黄浦江准水源保护地的排放标准，平均杀灭率达到99 8%24。天津大学顾平等18研究用紫外线来消毒纪庄子污水处理厂的深度处理出水，经过静态和动态试验，结果表明消毒后可满足回用水的要求。福建省连江水产技术推广站用紫外线对水产养殖中的育苗用水进行消毒效果良好19。烟台市套子湾污水厂的深度处理采用了敞开式消毒工艺，每天可向城市提供4万工业回用水，目前运行状况良好。嘉应学院黄晓霞6采用封闭式福建新大陆环保科技公司生产的新大陆-25紫外水质处理设备处理生活污水，消毒效果良好，杀菌率达99 9%，处理出水中的总大肠杆菌群数均低于国家地面水环境质量标准规定。紫外线也可以去除水中的苯系物，如苯、甲苯、二甲苯、乙苯等20-21。李俊杰等22研究用紫外线去除水中微量苯，水中微量苯的降解呈一级反应，7时的降解速率常数为0.335-1、半衰期为2.07。实验表明在作用下苯可以和水或反应，生成2-甲酰基-4-氢-吡喃、环戊二烯醛、己二烯醛、苯酚等含氧化合物，这些化合物也可以吸收与水或继续反应，进而被氧化分解，甚至矿化。陈丙义等23研究用紫外线去除水中微量乙苯，去除水中微量乙苯(10/)可以用一级反应动力学方程描述，实验分析表明水中的乙苯在作用下可以转化为更易降解的、毒性较小的含氧化合物，说明可以去除水中的乙苯。因此不仅具有杀菌消毒的功能，还可以降解微量的有机物。1999年香港石湖墟污水处理厂投入运行，该厂规模24万3/，用紫外线消毒后粪大肠杆菌小于1000个/100。20002003年间，陆续有深圳市龙岗大工业区污水处理厂(5 6万3/)、上海长桥污水处理厂(22万3/)、上海松江北区污水处理厂(8万3/)、无锡新区污水处理厂(3万3/)、苏州新区第二污水处理厂(4万3/)和上海龙华污水处理厂(105万3/)等采用紫外线消毒系统17。5.2未来的发展前景在美国和加拿大，对最常见的氯化消毒的污水处理厂而言，越来越严格的法规要求使用氯消毒的污水处理厂设置洗涤和密封系统及脱氯处理设施，这使得污水厂的处理成本增高。紫外线消毒系统相对而言安装费用不高，操作费用与氯消毒差不多，而且由加氯池改装为紫外线消毒池也很简单，无需额外的基建设施。一个月处理13230m3污水的污水厂，使用紫外线消毒系统的费用大约为10万美元，而使用氯消毒和脱氯处理系统的费用为20万美元24。美国过去5年中，紫外线消毒系统的应用或由氯消毒转换为紫外线消毒的迅速增加就是证明，而这种发展趋势将在以后的十年中继续保持25 。我国在紫外线消毒污水方面的研究还不多，紫外线消毒污水的应用也仅限于部分医院污水和工厂废水的处理，至今还没有应用于城市生活污水的处理。随着公众对环保的关心和对于化学药品消毒的敏感性的增加，人们会越来越重视紫外线消毒技术在污水处理领域的研究和实际应用，而紫外线消毒系统将会以其诸多的优点代替加氯消毒系统。在我国大力发展紫外线的污水消毒法，从技术上和经济上都是可行的；以它在环保方面的优势来带动污水再利用的发展，也是解决我国的水资源短缺和水质污染问题的途径之一。经过紫外线消毒的污水可以在很多领域再利用，以实现污水资源化。将其用于灌溉农田、林地和草坪等可避免化学消毒剂对植物的损伤；用于地下水回灌可以防止微生物对化学消毒剂产生适应性而再度繁殖造成的地层堵塞。进入21世纪后，随着对污水尾水消毒的日益重视和运行经验的积累，对消毒机理的深入研究、紫外线技术的不断发展以及消毒装置在设计上的日臻完善，紫外线消毒技术将得到推广，预计今后有条件的污水处理厂中50%将会采用紫外线消毒，并成为取代传统化学消毒方法的主流技术。6.紫外线消毒与其他消毒工艺的联用（1）紫外线消毒+过乙酸消毒()过乙酸是一种强氧化剂，适用于在110和温度0100范围内污水的消毒，目前广泛应用于食品工业26。由于它对霍乱弧菌等污水中常见的指示剂具有很高的杀菌效率，因此被引入污水处理厂出水的消毒。然而，由于过乙酸消毒是一种化学法消毒，需用较高的浓度和较长的接触时间才能有较好的杀毒效率，因此，考虑与紫外线消毒系统联用，可以大大缩短接触时间，减少过乙酸的剂量，具有良好的经济性。（2）紫外线消毒+传统氯法消毒紫外线消毒一方面会产生光复活作用，另一方面由于没有残余消毒作用，在进入市政管网之后会产生再次污染，因此单用紫外线消毒无法保证回用污水的微生物值达标，客观上使得紫外线消毒在污水中回用受到了限制。考虑紫外线与传统氯法的联用正是基于以上原因，利用较低量的液氯起残余消毒作用，从而避免消毒后的水受到二次污染。又由于使用的液氯浓度低，量少，因此产生的副产品量也很低，不会对人体产生毒害作用。（3）何宗健27等研究采用臭氧+紫外线氧化处理含氰废水。3/法去除氰化物的效果超过了单独使用紫外线和臭氧，即照射紫外线，能够促进氰化物的分解，提高氧化反应速度，缩短去除氰化物的时间，当去除时间为15分钟时，氰化物去除率就达到98%。（4）汤心虎28等采用低强度紫外光源和自制2催化降解活性艳红3取得了较好的效果。浙江大学翁棣采用动态臭氧/紫外线法处理磺基水杨酸废水。研究了在有或无紫外线()照射的条件下臭氧(3)对磺基水杨酸废水的处理效果。用3与协同处理磺基水杨酸废水比仅用3和仅用的处理效果好得多，其去除率大于后二者的去除率之和。 (5)沈阳市环境保护工程设计研究院的印博敏，王相乙，李方玉，吴程阁在中国医科大学附属第一医院综合废水处理及回用工程实践，采用紫外线消毒与二氧化氯消毒相结合的消毒方式，充分利用紫外线消毒时间短、耗能低、操作管理方便等优点，同时利用二氧化氯消毒，使回用水中余氯含量不低于3/-1，有效防止输水管道细菌滋生。中水消毒处理工艺采用紫外线与二氧化氯结合方式，既发挥紫外线瞬时、节电、运行费用低、管理方便的优点，同时补充二氧化氯定期消毒，有效解决了紫外线可持续消毒能力不足问题。7.紫外线消毒技术的优势和存在问题7.1现代紫外线消毒技术的优势（1）高效率杀菌具有较高的杀菌效率，紫外C对细菌、病毒的杀灭作用一般在1秒以内，传统的氯气以及臭氧方法，达到紫外C的杀菌效果一般需要20分钟至1小时。（2）高效杀菌广谱性紫外C技术在目前的消毒技术中，杀菌的广谱性相当高，它对几乎所有的细菌和病毒都能高效率杀灭，并且对一些危害较大，而对氯气和臭氧在水消毒可能的浓度内很难有效杀灭的原生动物都能有效杀灭。（3）无二次污染由于紫外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，不改变水中任何成分。而对氯消毒来说，如果水中含有大量的有机物，其产生的有机氯对人体有致癌作用，并且水中含有的氯化合物在某些场合下，对水中生物、植物以及水环境产生危害。（4）运行安全可靠传统的消毒技术如采用氯化合物或臭氧，其消毒剂属于剧毒、易燃、易爆腐蚀性物质，这些物质的使用必须特别小心，现代紫外消毒水消毒系统是一种对周围环境以及操作人员相对安全可靠的技术。 7.2存在问题消毒法不能提供剩余的消毒能力，当处理水离开反应器之后，一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的分子，使细菌再生。如果微生物没有接收到足够的紫外照射剂量，有些微生物可以修复其受到的损伤。大量的研究表明，病毒本身没有修复能力；有些细菌具有修复能力，受到的紫外照射剂量越高，其修复能力越低。因此，要进一步研究光复活的原理和条件，确定避免光复活发生的最小紫外线照射强度、时间或剂量。石英套管外壁的清洗工作是运行和维修的关键。当污水流经消毒器时，其中有许多无机杂质会沉淀、粘附在套管外壁上。尤其当污水中有机物含量较高时更容易形成污垢膜，而且微生物容易生长形成生物膜，这些都会抑制紫外线的透射，影响消毒效果。因此，必须根据不同的水质采用合理的防结垢措施和清洗装置，开发研制具有自动清洗功能的消毒器。二次污染问题，为了保证石英套管所必须的最低的综合透光率，必须对消毒系统进行清洗，这样必然会引起水体的二次污染。正常运行时的二次污染主要来自化学清洗系统中的清洗剂。在事故发生的情况下也会产生二次污染如:灯管破碎时汞会进入水中，自动清洗系统发生的泄漏等。目前国产紫外灯执行直管型石英紫外线低压汞消毒灯的国家行业标准(/016094)，灯的最大功率为40，且有效寿命一般为10003000，而进口低压灯管的有效运行时间可达800012000，中压灯管也可达5000600029。相比之下，使用国产灯管会增加维修费用，因此，研制生产寿命长的紫外灯或直接引进国外先进的紫外灯生产技术是目前亟待解决的问题。紫外线处理水要求水体具备一定的透明度。水中的悬浮物，有机物和氨氮都会干扰紫外线的传播，进而影响消毒效果。紫外线系统对出水值非常敏感，国外出水值大多在10/以下，而国内出水值通常在2030/之间6。相对来说就需要更强的辐射剂量。与国外污水处理厂的消毒效果相比我国还存在一定差距。主要表现在抗冲击负荷和细菌复活两方面。数据表明，紫外线消毒系统的效果好坏与处理流量和水质密切相关，水量突然增大时，紫外线照射时间短，需要更强的辐射剂量。紫外线系统通常根据最大峰值流量设计，但由于水力负荷大时，出水水质也较平时差，而水质下降势必使透光率下降，因此杀菌率无法保证。在国内紫外线消毒在污水处理中的应用还有许多的难题，如:(1)由于我国污水处理厂出水的水质与国外存在很大的不同，影响紫外线消毒性能的因素又是如此之多，如何更好地发挥紫外线消毒系统的性能；(2)目前在国内使用紫外线消毒系统的都是小型污水处理厂，如何更好的应用到大型污水处理厂；(3)传统的加氯接触池已被证实可以改造成紫外线消毒系统，然而较长的出水渠使得光复活作用比较明显，如何降低这种影响；(4)利用紫外线消毒与其他消毒方法的联用，是否可以灵活应用于其他工业废水的处理等等。这些都需要进一步的研究，并不断推广应用。结论紫外线消毒具有不对水体产生污染、操作系统安全、投资成本低以及杀菌效率高等优点，目前被广泛应用，在西方国家已成为给排水领域的主要消毒技术。经过紫外线消毒的污水可以在很多领域再利用，实现污水资源化，如将其用于灌溉农田、林地和草坪等可避免化学消毒剂对植物的损害。美国过去5年中紫外线消毒系统的应用以及由氯消毒转换为紫外线消毒迅速增加，而这种发展趋势将在以后的十年中继续保持4。可见，紫外线法有望成为代替传统氯消毒法的主要选择之一。虽然紫外线消毒法存在微生物修复现象，但研究证明只要设计合理，微生物的修复在实际污水处理和回用水处理系统中并不重要。另外污水本身的特性也被认为不利于微生物受伤后的修复，有些研究还显示中压紫外灯发射的某些紫外波长可以抑制或破坏微生物的修复能力。世界上使用紫外消毒工艺的3000多家污水处理厂的实际运行表明微生物的修复并不是实际问题，在国外已不再是紫外污水消毒处理应用中担心的问题。也尽管紫外线消毒存在很多影响因素，在应用过程中也遇到很多问题，但紫外线消毒仍是目前世界上最先进、最有效、最经济的水体消毒方法，在经济发达国家己被广泛使用，目前在我国也越来越被重视。目前，在紫外线消毒与其他消毒方法的联用研究不多，但都取得了一定效果。我觉得在以后的研究中应该更多，更深入的从事紫外线消毒与其他消毒方法的联用方面的研究，比如光催化方面。在紫外线消毒研究中应加强同相关学科的专家学者的合作与探讨。给水和污废水消毒不仅涉及到微生物领域，还和医学密切相关，而设计消毒装置还要掌握水力学的相关知识.只有各学科的专家学者及专业技术人员互相合作，使各领域的知识相互渗透，全面掌握涉及到消毒的各种知识，才能达到经济、合理、高效地去除水中的致病微生物的目的。在我国研究大型紫外消毒设备和消毒系统用于污水处理特别是回用水的处理，对于提高水的安全性具有重要的意义。综合各种因素，在选用紫外线系统时宜采用国外先进的低压高强度或中压系统，并带自动清洗装置。紫外线系统的设计非常关键，灯管间距布置合理，尽量避免黑洞的产生，确保消毒效果。相信，在对环保日益重视的今天，紫外线消毒将在我国污水处理领域有着广泛的应用前景。参考文献1Rudd，T.etal； 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