紫外线消毒原理PPT演示课件

2020/5/20,w,1,中国水工业网络版设计手册紫外线消毒栏目介绍,中国水工业互联网站中国水工业网络版设计手册编委会,2020/5/20,w,2,目标,常见的消毒方法紫外线消毒的原理紫外线消毒的优点国内外紫外线消毒系统的应用及比较,2020/5/20,w,3,几种常见的消毒方法,2020/5/20,w,4,加氯消毒的缺点,余氯对下游水体中鱼类及生命有害产生强致癌物造成二次污染(THMs&HAAs)储存、运输及使用中的安全隐患不少病毒及寄生虫类微生物对通常剂量的氯有抗药性-西方国家实施严格的安全条例和措施,增加了氯消毒成本费用。-荷兰、德国、魁北克等已禁止使用加氯消毒-欧美等地有脱氯要求,美国有些州如加利福尼亚、佛罗里达等则要求零余氯,大大增加了氯消毒成本费用。,2020/5/20,w,5,ClO2,PAA,UV消毒应用比较,2020/5/20,w,6,紫外线消毒的原理,将水银弧光灯的电磁能量转移到生物的基因物质中(DNA,RNA)紫外线辐射穿透生物的细胞壁，破坏细胞的复制能力,2020/5/20,w,7,紫外线消毒系统的影响因素,污水的特性（如：胶体的浓度、颗粒物的组成等）紫外线光的强度微生物经紫外线的照射时间反应池的结构,2020/5/20,w,8,紫外线消毒的优缺点,2020/5/20,w,9,紫外线消毒系统的组成,水银弧光灯消毒反应池镇流器,2020/5/20,w,10,水银弧光灯种类,低压高强灯253.7nm（90%)灯管运行温度100oC单根灯管紫外能输出:100W对常规二级污水消毒一般每根灯管处理流量:330吨/天，适用于中型污水处理厂,常规低压灯253.7nm（90%)灯管运行温度40oC单根灯管紫外能输出:3050W对常规二级污水消毒一般每根灯管处理流量:150吨/天，适用于小型污水处理厂,中压(高强)灯200300nm消毒波段灯管运行温度高、能耗大600800oC单根灯管紫外能输出大、消毒快、穿透力强:420W以上对常规二级污水消毒一般每根灯管处理流量:1500吨/天，适用于大型或低质污水处理厂,2020/5/20,w,11,紫外线消毒池的种类,浸入式非浸入式,按紫外灯与水是否接触分：,按紫外灯排列形式分：,平行式垂直式或立式,2020/5/20,w,12,紫外线消毒设计关键因素,2020/5/20,w,13,国外国内生产厂家,2020/5/20,w,14,Trojan（特洁安）,污水消毒安装逾2600套(总处理量:逾5千万吨/天),2020/5/20,w,15,Trojan（特洁安）国际业绩,美国加州SantaRosa-25万吨/天,世界上最大的废水再生紫外消毒项目1998美国阿拉巴马州Jafferson县污水处理厂（混合下水道溢流）136万吨/天,世界上最大的污水紫外消毒项目2001夏威夷SandIsland-56万吨/天,一级处理排放，世界上最大的低质污水紫外消毒项目2001美国加州Orange县-49万吨/天,深度氧化处理废水再生回用,世界上最大的紫外深度氧化处理系统2002美国西雅图-68万吨/天,世界上最大的采用紫外消毒的自来水厂2002荷兰鹿特丹47万吨/天，欧洲最大的采用紫外消毒的自来水厂2002美国ValleyCreek污水处理厂227万吨/天，将成为世界最大的污水紫外消毒项目-2003,2020/5/20,w,16,上海长桥污水处理厂3.1万吨/天-2002上海龙华污水处理厂13.7万吨/天-2002江苏无锡新城污水处理厂3.7万吨/天-2002苏州新区第二污水处理厂4万吨/天-2002海安恒发污水处理厂2万吨/天-2003深圳龙岗大工业区污水处理厂5.6万吨/天-2001广州西朗污水处理厂26万吨/天-2002广州佛山第二污水处理厂12万吨/天2002广州沥滘污水处理厂26万吨/天2003潮州第一污水处理厂10.4万吨/天2003杭州七格污水处理厂40万吨/天2004扬州荣旭污水处理厂6.5万吨/天2004苏州高新白荡污水处理厂6.7万吨/天2004南宁琅东污水处理厂12万吨/天2004,Trojan（特洁安）国内业绩,2020/5/20,w,17,WEDECO（威德高）国际业绩,新西兰Manaku污水处理厂-120万吨/天1998韩国GoyangSTP-27万吨/天2002英国Howden污水处理厂-20万吨/天2001美国犹他SouthValley污水处理厂-25万吨/天-2001英国DublinBay污水处理厂-97万吨/天2001俄罗斯莫斯科ButowoSouth污水处理厂13万吨/天1997法国ElectricityDeCivaux8.6万吨/天-1999,2020/5/20,w,18,成都三瓦窖污水处理厂13万吨/天2003成都沙河污水处理厂13万吨/天2003香港ShekKong污水处理厂1.2万吨/天2002重庆丰都污水处理厂3万吨/天2002重庆长寿污水处理厂4万吨/天2002重庆黔江污水处理厂4万吨/天2002香港Berthoud污水处理厂2.3万吨/天2003台湾桃园污水处理厂5万吨/天2002上海松江污水处理厂5万吨/天2002重庆北碚污水处理厂5万吨/天2001香港西贡污水处理厂240吨/天2001香港ShamTseng污水处理厂5万吨/天2001香港元朗污水处理厂0.9万吨/天2000香港大旺财污水处理厂900吨/天2000台湾台南污水处理厂1.5万吨/天1998台湾WuLauKann污水处理厂900吨/天1998,WEDECO（威德高）国内业绩,2020/5/20,w,19,Sunlight国内外业绩,美国密直根Monroe污水处理厂立式34万吨/天美国亚马逊BullHeadCity污水处理厂立式14万吨/天韩国Geomcheon,STP水平12万吨/天美国乔治亚州CauleyCreek立式10万吨/天意大利安装Biotec-1污水处理厂40万吨/天韩国Wonju污水处理厂12万吨/天中国HualinAirport污水处理1万吨/天中国LidoBeach(丽都湾)污水厂15万吨/天中国ShamTsenVillage(深井村)污水5万吨/天,2020/5/20,w,20,新大陆国内外业绩,美国密直根Monroe污水处理厂立式34万吨/天美国亚马逊BullHeadCity污水处理厂立式14万吨/天韩国Geomcheon,STP水平12万吨/天美国乔治亚州CauleyCreek立式10万吨/天意大利安装Biotec-1污水处理厂40万吨/天,2020/5/20,w,21,中国市场总结,2020/5/20,w,22,技术规格比较灯管,2020/5/20,w,23,技术规格比较清洗技术,2020/5/20,w,24,技术规格比较其它,2020/5/20,w,25,经济比较,2020/5/20,w,26,中国水工业网络版设计手册紫外线消毒栏目编辑工作组情况,组长：陈健（福建新大陆环保公司总经理，博士）副组长：杭世君（北京院副总工程师）成员：张辰（上海院总工程师）刘文君（清华大学）周彤（东北院副总工程师）孙家珍（上海城建设计院主任高级工程师）毛惟德（上海排水协会秘书长）黄谨（上海城建院高级工程师）王洪臣（北京排水集团总工程师）李兴海（北京中铁工设计院高级工程师）赵齐宏（伊世特有限公司，博士）责任编辑：李英（清华大学博士）,2020/5/20,w,27,中国水工业网络版设计手册紫外线消毒栏目页面结构方案,紫外线消毒技术简述特点工作原理主要组成部分安装要求（对土建的要求）消毒效果比较（各种消毒方式比较）处理能力的确定，选型方法应用案例（不同情况的应用情况）紫外线消毒设备生产厂家数据库相关资料：标准等,2020/5/20,w,28,紫外线消毒技术简述,水的紫外线消毒，是通过紫外线对水的照射进行的。紫外线按波长范围分为A、B、C（有称为消毒紫外线）、D（又称真空紫外线）四个波段，A波段320nm400nm，B波段275nm320nm，C波段200nm275nm，真空紫外线100nm200nm。水消毒用的是波段紫外线。光量子理论认为，光是物质运动的一种特殊形式，是一粒粒不连接的粒子流。每一粒波长253.7nm的紫外线光子具有4.9eV的能量。当紫外线照射到微生物时，便发生能量的传递和积累，积累结果造成微生物的灭活，从而达到消毒的目的。核酸是一切生命体的基本物质和生命基础。核酸分为核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）两大类，其共同点是由磷酸二脂键按嘌呤与嘧啶碱基配对的原则而连接起来的多核苷酸链。图1是DNA和RNA的紫外线吸收光谱图，吸收光谱的范围在240nm280nm，对波长260nm的紫外线有最大吸收。紫外线照射微生物，被核酸吸收，然后会使核酸发生变化。紫外线一方面可使核酸突变、阻碍其复制、转录封锁及蛋白质的合成；另一方面，产生自由基可引起光电离，从而导致细胞的死亡。通常，水消毒用的紫外线灯的中心辐射波长是253.7nm。紫外线的杀菌效果取决于紫外线的辐射强度和的乘积，即辐照剂量。辐照剂量辐射强度照射时间,2020/5/20,w,29,紫外线水消毒特点,紫外线用于饮用水消毒，具有消毒快捷，不污染水质等优点。紫外线杀菌有高效、广谱、无二次污染、运行安全可靠、占地面积小、初投资小，能够实现连续大水量消毒。UVC消毒技术有较高的杀菌效率，当紫外线辐射强度为3000W/cm2，对细菌病毒的杀菌作用一般都在1s之内，UVC消毒系统特征就是大水量消毒、连续运行。影响UVC杀菌效果的主要因素有紫外线的波长、照射强度及时间，并与水的深度、色度、浊度、微生物的类型和数量有关。,2020/5/20,w,30,工作原理,紫外线杀菌的原理是利用紫外线化学效应的性质而实现杀菌的目的。当生物细胞内的吸收紫外光波后，使DNA的结构键发生断裂或发生光化学聚合反应，从而实现杀死病菌或使其丧失复制繁殖能力。,2020/5/20,w,31,主要组成部分,消毒器按水流边界的不同分为敞开式和封闭式。在敞开式消毒器中被消毒的水在重力作用下流经消毒器并灭活水中的微生物。敞开式系统又可分为浸没式和水面式两种。浸没式又称为水中照射法，其典型构造如图1所示3。将外加同心圆石英套管的紫外灯置入水中，水从石英套管的周围流过，当灯管(组)需要更换时，使用提升设备将其抬高至工作面进行操作。该方式构造比较复杂，但紫外辐射能的利用率高、灭菌效果好且易于维修。图2敞开式消毒器构造图水面式又称为水面照射法，即将紫外灯置于水面之上，由平行电子管产生的平行紫外光对水体进行消毒。该方式较浸没式简单,但能量浪费较大、灭菌效果差,实际生产中很少应用。封闭式消毒器属承压型，用金属筒体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来，结构形式如图3所示。图3封闭式消毒器构造图筒体常用不锈钢或铝合金制造，内壁多作抛光处理以提高对紫外线的反射能力和增强辐射强度，还可根据处理水量的大小调整紫外灯的数量。有的消毒器在筒体内壁加装了螺旋形叶片以改变水流的运动状态而避免出现死水和管道堵塞，所产生的紊流以及叶片锋利的边缘会打碎悬浮固体，使附着的微生物完全暴露于紫外线的辐射中，提高了消毒效率。封闭式也划分为敞开式和浸没式。敞开式消毒器适用于中、大水量处理，多用于污水处理厂。封闭式消毒器一般适用于中、小水量处理或有必要施加压力且消毒器不能在明渠中使用的情况。各种系统中外罩密封石英套管的紫外线灯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。,2020/5/20,w,32,消毒效果比较（各种消毒方式比较）,据试验，高强度的紫外线彻底灭菌只需要儿秒钟，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%，一般可以达到99.99。紫外线消毒不会造成任何二次污染，不残留任何有毒物质，不影响水的物理性质和化学成分。但是其缺点：一是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。这一点可通过水的预处理来解决。二是紫外线消毒不能解决消毒后在管网中再污染的问题。尽管如此,紫外线消毒仍是目