紫外线消毒在给水局部消毒中的应用

是 ｃ波 紫 外 线 ，其 波 长 范 围 是 ２０ ２ ５ａ ０ ～ ７ ｍ，杀 菌 作 用 最
强 的 波 段 是 ２ ０ ２ ０ｎ ５ ～ ７ ｍ，在 此 波 段 会 产 生 足 够 剂 量 的 强
氧 化碳 。与臭 氧 清 除 系 统 一 样 ，这 种 降 解 有 机 碳 的 紫 外 线 系 统 的 紫外 线 放 射量 是传 统 消 毒 系 统 的 ３ ～４倍 。
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紫 外 线 杀 菌 技 术 有 很 好 的 杀 菌 光 谱 性 。 它 几 乎 对 所 有
的细 菌 、病 毒 都 能 高 效 率 的 杀 灭 ， 同 时 对 一 些 人 类 危 害 极
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大 ，而 氯 气 以 致 臭 氧 无 法 或 不 能 有 效 杀 灭 的 寄 生 虫 类 具 有
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紫 外 线 杀 菌技 术 与 化 学 杀 菌 不 同 ， 它 不 会 使 生 物 体 产
生 免 疫 力 。它 只 是 简 单 的 破 坏 Ｄ ＮＡ 链 状 结 构 的 分 子 键 ，
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（１ ）
使细胞在有丝分 裂 的时候 无法 进行 Ｄ ＮＡ 的 复 制 。传 统 的 消 毒 技 术 如 氯 化 物 消 毒 或 臭 氧 消 毒 ，长 期 使 用 会 使 生 物 体 产 生 免 疫 力 ，从 而 使 消 毒效 果 下 降 。
有效杀灭 。 ２ ５ 其 他 优 点 ．
式 中 Ｎ。 —— 照 射前 微 生 物 活 体 浓 度 ，个 ／ Ｌ； Ｌ — 紫 外 — ｃ计 量 ，ｍＷ ／ｍ 。 ｃ 由式 （ ） 可 知 ，紫 外 线 对 微 生 物 的杀 灭 效 果 与 紫 外 ｃ ２ 剂 量 呈 指 数 关 系 。试 验 表 明 ，一 级 反 应 公 式 对 病 菌 杀 灭 率 的适 用 性 可 达 ９ ． ９ ，（ ９ ９ 亦称 ５个 ｌ） ｇ ，对 细 菌 杀 灭 率 的 适 用 性 也 可达 到 ３个 ｌ．必 须 注 意 ，许 多 试 验 证 实 在 一 定 条 ｇ 件 下对 细菌 、病 毒 的杀 灭 率 不 与 紫 外 剂 量 呈 一 级 动 力 学 关 系 ，主要 表 现 为 低 剂 量 时 杀 灭 率 增 加 缓 慢 （ 后 ） 滞 ，再 过 高 剂 量 时 也 发 生 相 同 现象 （ 尾 ） 拖 ，因 此 ，有 许 多 修 正 的 一 级 方 程 式 或 其 他 动 力 学 方程 出 现 。
第 １ Ｏ卷 第 ２期 ２１ ０ ２年 ４月
矿 业 工 程
Ｍｉ ｎ ｎｉ ｇ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｉ ｅ ｒ ｎｇ ４７
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安全与环保 ・
紫 外线 消 毒 在 给 水局 消毒 中 的应用
魏 娜 （ 中冶北 方工 程技术 有 限公 司 ，辽 宁 鞍 山 １ ４ ０ ） １ ０ ９
定 期 清 洗 电极 ，投 加 量 也 不 易 自动 控 制 ，故 该 技 术 国 内 未
或丧失繁殖能力 。
１ １ 杀 菌 效 果 ．
紫 外 线 杀 菌 主要 是 利 用 ２ ４ ｍ 波 长 的 紫 外 线 光 。此 波 ５ｎ 长 的紫 外 线 光 ， 即使 是 在 微 量 的 紫 外 线 投 射 剂 量 下 ，也 可
生 命 中枢 ＤＮ （ 氧 核 糖 核 酸 ） 即遭 破 坏 ，使 其 立 即 死 之 Ａ 去
０ 引 言
在 给 水 消 毒 不 够 彻 底 或 由 于 存 水 时 间 过 长 产 生 的 二 次 污 染 以及 对 消 毒 要 求 更 为 严 格 的 场 合 ，应 采 取 进 一 步 的 消 毒 措 施 。常 用 的 消 毒 方 法 有 紫 外 线 消 毒 、二 氧 化 氯 消 毒 、 次 氯 酸 钠 消 毒 、臭 氧 消 毒 等 。其 中次 氯 酸 钠 消 毒 是 采 用 次 氯酸钠消毒发生器或直接采用成品次氯酸钠溶液进行投加 。 有 效 氯 占 １ ～ ２ ％ ，消 毒 效 果 同 液 氯 ， 由 于 其 浓 度 低 ， ０ Ｏ 安 全 性 比液 氯 好 。但 由 于 发 生 器 价 格 高 ，并 需 定 期 加 盐 和
１ ２ 降低 总 有 机碳 量 ．
普 遍 使 用 。臭 氧 消 毒 能 力 强 而 且 可 降 解 残 余 有 机 物 、 色度 、
臭 味 等 ， 消毒 水 有 没 有 氯 气 消毒 的 余 氯 味 ，并 且 消 毒 时 间 短 ，不 需 增 加 反 映容 积 。 由于 臭 氧 发 生 器 设 备 复 杂 ， 维 护 困难 、 电耗 大 ，进 口设 备 投 资 高 ，使 用 中 受 到 制 约 。 二 氧
２ ４ 广谱 性 ．
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式 中 Ｎ—— 微 生 物 活 体 浓 度 ，个 ／ ￡ — 杀 菌 照 射 时 ｉ； — 间 ，Ｓ 一一 平 均 辐 射 强 度 ，ｍＷ／ｍ — — 一 级 杀 灭 速 ；Ｊ ｃ ； 率 常数 ，ｃ ｍ／ （ ｍｗ ・ ） ｓ。
对 式 （ ）积 分 后 并 取 对 数 得 ： １
在 市 政 水 处 理 和 供 水 系 统 加 氯 消 毒 非 常 必 要 。 但 在 工 业 生 产 过 程 中 ，为 了 避 免 对 产 品 产 生 不 良影 响 ，去 除 水 中
的 余 氯 却 经 常 是 必 要 的前 处 理 。消 除 余 氯 的基 本 方 法 有 活
收 稿 日期 ：２ １ —０ — １ ０１ ９ ２ 作 者 简 介 ：魏 娜 （９ Ｏ ，女 （ 族 ） １８ 一） 汉 ，吉林 白 山人 ， 中冶 北 方 工 程 技 术 有 限公 司工 程 师 。
摘 要 ：从 紫 外线 的本 质 、特 性 人 手 ，对 紫 外 线 消 毒 的优 点 进 行 了分 析 ，并 对 其 在 给 水 中 的具 体 应 用 进 行了简要的介绍。 关 键 词 ：紫 外 线 消 毒 ；杀 菌 ；应 用
中图 分 类 号 ：Ｘ ５ ２ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ７ — ８ ５ （ ０ ２ ０ —０ ４ — ０ ６１ ５０ ２１） ２ ０７ ２
与传 统 的消 毒 方 式 相 比 ，紫 外 线 还 具 有 运 行 安 全 性 高 、 运 行 维 护 费用 低 、操 作 简 便 、 占 地 小 、可 以 持 续 大 量 消 毒 等优 点 。
３ 结语
紫外 线 消 毒 技 术 经 过 ２ 年 的发 展 ，在 国外 各 个 领 域 得 Ｏ 到 了 广泛 应 用 的 。在 我 国 由 于 对 其 技 术 的 了 解 有 一 定 的 局 限 性 ，在 给水 处理 的应 用 不 多 。 预 计 今 后 局 部 给 水 处 理 中 ５ 将会 采用 紫外 线 消 毒 ，并 成 为 取 代 传 统 化 学 消 毒 方 法 Ｏ
生 ２４ ｍ 波 长 的 紫 外 线 ， 因 此 可 以 同 时 进 行 消 毒 ） 波 长 ５ｎ 。
较 短 的 紫外 线 具 有 更 多 的 能 量 ， 因此 能 够 分 解 有 机 物 。紫
外 线 氧 化有 机 的 反应 过 程 虽 然 非 常 复 杂 ，其 主 要 原 理 是 通
过 产 生 氧化 能力 很 强 的 自由 氢 氧 ，将 有 机 物 氧 化 成 水 和 二
化 氯 消 毒 使 用方 便 、价 格 便 宜 等 优 点 被 广 泛 使 用 ，但 其 一
旦 与 水 中 的 有 机 物 结 合 ，将 产 生 大 量 的 致 癌 有 机 卤 化 物
（ 三 卤 甲烷 ，ＴＨＭＳ 。 如 ）
在 很 多 高 技 术 和 实 验 室 装 置 中 ，有 机 物 会 妨 碍 高 纯 度 水 的生 产 。有 很 多 方 法 可 以把 有 机 物 从 水 中 清 除 掉 ， 较 常 用 的方 法 包 括 使 用 活 性 炭 和 反 渗 透 。 波 长 较 短 的 紫 外 线
长 可 将 紫 外 线 分 为 Ａ 波 、Ｂ波 、Ｃ 波 和 真 空 紫 外 线 。在 波 长 １ ０ ２ ０之 间 ，真 空 ＵＶ 对 于 ＴＯ 的 去 除 十 分 有 效 ， ６～ ０ Ｃ 波 长 在 １ ５ａ ８ ｍ时 ，Ｔ Ｃ去 除率 最 高 。消 毒 灭 菌 用 的紫 外 线 Ｏ
１ ３ 降 解 余 氯 ．
紫 外 光 照 射 到 液 体 或 空 气 中 ，瞬 间 破 坏 各 种 细 菌 、病 毒 等
微生物细胞组织 中的 Ｄ ＮＡ、Ｒ ＮＡ， 当病 毒 或 细 菌 在 此 波 段 照 射 下 ，吸 收 超 过 ６０ ０ １ ０ Ｕ． ｓ ｃ ｃ 。 剂 量 ，其 ０ ０ ０ ０ Ｗ． ｅ ／ ｍ 的
以破 坏 一 个 细 胞 的 生 命 核 心— — Ｄ ＮＡ， 因 此 阻 止 细 胞 再
生 ，丧 失 再 生 能 力 使 细菌 变 得 无 害 ，从 而达 到灭 菌 的 效 果 。 像 所有 其他 紫外 线 应 用 技 术 一 样 ， 这 种 系 统 的 规 模 取 决 于 紫 外 线 的 强 度 （ 射 器 的强 度 和 功 率 ） 和 接 触 时 间 （ 、 照 水 液体或空气暴露在紫外线下的 时间长短） 当紫外强度 为 ３ 。 ×１ Ｗ ／ｍ 时 ，紫 外 线 杀 灭 病 毒 及 细 菌 约 需 ０ １ １ 的 ０“ ｃ ．～ 秒 接 触 时 间 、杀 灭 霉 菌 孢 子 需 １ ８秒 、杀 灭 藻 类 需 ５ ４ ～ ～ Ｏ 秒 ，现 代 的 紫 外 线 消 毒 装 置 可 以很 容 易 达 到 （ ～ ３ ） × ３ ０ １ Ｗ ／ｍ ０ “ ｃ 的光 强 度 （ 至 更 高 ） 因 此 ，常 见 细 菌 、 病 甚 ， 毒 、菌 类 、孢 子 甚 至 原 生 动 物 都 可 被 有 效 杀 灭 。
（８ ｎ １ ５ ｍ） 也 可 以有 效 地 降低 总 有 机 碳 量 （ 些 放 射 器 也 产 这
１ 技 术 特 征
紫 外 线 为 波 长 介 于 １ ～ ３ ７ａ ６ ９ ｍ的 电磁 波 ，其 光 子 能 量