紫外線器
隨著我國對環境保護的重視,一些**次污染的環保產品得到了*的發展。利用紫外線的設備就是其中一種。目前,給排水方法可分為兩大類,即化學法和物理法??墒?,人們發現化學法往往會產生一些副產物,如使用氯工藝中的余氯對受納水體中的魚類等生物有,而且還發現并確認了氯等化學方產生如三鹵甲烷等致、致病和一些致畸變的副產物。這些發現促使人類尋求一種好的方法,不會產生副產物,也不會造成二次污染問題。于是,人類開始關注紫外線在方面的應用。
介紹
隨著我國對環境保護的重視,一些**次污染的環保產品得到了*的發展。利用紫外線的設備就是其中一種。目前,給排水方法可分為兩大類,即化學法和物理法??墒?,人們發現化學法往往會產生一些副產物,如使用氯工藝中的余氯對受納水體中的魚類等生物有,而且還發現并確認了氯等化學方產生如三鹵甲烷等致、致病和一些致畸變的副產物。這些發現促使人類尋求一種好的方法,不會產生副產物,也不會造成二次污染問題。于是,人類開始關注紫外線在方面的應用。
發展
紫外線法早應用于美國(1970年美國**完成了個污水紫外線的**工程),現已在美國和加拿大普遍應用。紫外線技術為物理方式的一種,具有廣譜能力,**次污染,經過30多年的發展,已經成為成熟**環保的技術,在國外各個領域得到了廣泛應用。在我國由于對其技術的了解有一定的局限性,在污水處理中的應用不多。但近年來,隨著我國對污水的日益重視和運行經驗的積累,紫外線技術將得到推廣,預計今后有條件的污水處理廠中80%將會采用紫外線,并成為取代傳統化學方法的主流技術。
紫外線原理
紫外線是電磁波的一種,原子中的電子從高能階躍遷到低能階時,會把多余能量以電磁波釋放。電磁波的能量越強,則頻率越高,波長越短。人類肉眼能看見的可見光的波長為400nm-700nm,對肉眼來說400nm的電磁波顯示成藍色、紫色,780nm的電磁波顯示成橙色、。紫外線是指波長比400nm還短的波,因其光譜在紫之外,故名為紫外線(Ultriolet,簡稱UV)。紫外線通指是波長在100nm-400nm的電磁波,人的眼睛看不到紫外線。
100nm-400nm波長的紫外線,按其對人體的影響及功能,分為UV-A、UV-B、UV-C和V-UV。
UV-A是指波長在315nm-400nm的紫外線,UV-A能使人的皮膚產生黑色素,使皮膚變黑。
UV-B是指波長在280nm-315nm的紫外線,UV-B能致,令皮膚起、老化。
UV-C是指波長在200nm-280nm的紫外線,其中254nm波段的紫外線有、效能.波長在240nm-270nm之間的UV-C,能直接破壞細胞、病的DNA和RNA,使微生物迅速。
波長在100nm-200nm之間的V-UV185nm能產生臭氧,而在空氣中或溶解在水中的臭氧,能把微生物的細胞壁以氧化形式破壞,使微生物立刻。
原理
在地球上所有已知的生命形式,都是以DNA和RNA作為繁殖、遺存的基礎。
DNA和RNA都以四種化學物單元組成
Adenine腺嘌呤
T—Thymine胸腺嘧啶
C—Cytosine胞核嘧啶
G—Guanine鳥嘌呤
細胞繁殖時DNA中的長鏈打開,打開后每條長鏈上的A單元會尋找T單元結合,每條長鏈都可出與剛分離的另一條長鏈同樣的鏈條,恢復原來前的完整DNA,成為新生細胞的基礎。波長在240nm~270nm的紫外線能打破DNA產生蛋白質及的能力。細胞或病的DNA、RNA受破壞后其生產蛋白質的能力和繁殖能力均已喪失,因、病一般生命周期很短,不能繁殖的、病就會迅速。
優缺點
優點
1. 紫外線*化學品,不會產生THMs類副產物;
2. 作用快,效果好;
3. 無臭味,無噪聲,不影響水的口感;
4. 容易操作,管理簡單,運行和維修費用低。
存在問題
1. 紫外線法不能提供剩余的能力,當處理水離開反應器之后,一些被紫外線殺傷的微生物在光復活機制下會修復損傷的DNA,使再生。因此,要進一步研究光復活的原理和條件,確定避免光復活發生的小紫外線照射強度、時間或劑量。
2. 石英套管外壁的清洗工作是運行和維修的關鍵。當污水流經紫外線器時,其中有許多無機雜質會沉淀、粘附在套管外壁上。尤其當污水中**物含量較高時容易形成污垢膜,而且微生物容易生長形成生物膜,這些都會抑制紫外線的透射,影響效果。因此,**根據不同的水質采用合理的防結垢措施和清洗裝置,開發研制具有自動清洗功能的紫外線器。
3. 目前國產紫外燈執行直管型石英紫外線低壓燈的行業標準,燈的功率為4W,且有效壽命一般為1000~3000h,而進口低壓燈管的有效運行時間可達8000~12000h,中壓燈管也可達5000~6000h。相比之下,使用國產燈管會增加維修費用,因此,研制生產壽命長的紫外燈或直接引進國外**的紫外燈生產技術是目前亟待解決的問題。
4. 在我國目前污水廠紫外系統招標中,有些污水廠由于大量工業污水的導入,使得排放的污水色度加深,但招標文件中的污水紫外透射率參數仍采用國外提供的數值,造成與國內污水實際情況差別很大,為將來紫外設備的運行達到要求,留下了難以克服的障礙。
紫外線器系統有封閉式與敞開式之分
紫外線器又可根據UV器按水流邊界的不同分為敞開式紫外線器和封閉式紫外線器兩種。
紫外線器
紫外線器封閉式系統
封閉式UV器屬承壓型,用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把被的水封閉起來。
筒體常用不銹鋼或鋁合金制造,內壁多作拋光處理以提高對紫外線的反射能力和增強輻射強度,還可根據處理水量的大小調整紫外燈的數量。有的器在筒體內壁加裝了螺旋形葉片以改變水流的運動狀態而避免出現死水和管道堵塞,所產生的紊流以及葉片鋒利的邊緣會打碎懸浮固體,使附著的微生物暴露于紫外線的輻射中,提高了效率。
封閉式也劃分為敞開式和浸沒式。敞開式器適用于中、大水量處理,多用于污水處理廠。封閉式器一般適用于中、小水量處理或有必要施加壓力且器不能在明渠中使用的情況。
各種系統中外罩密封石英套管的紫外線燈管都可以與水流方向垂直或平行布置。平行系統水力損失小、水流形式均勻,而垂直系統則可以使水流紊動,提。
紫外線器敞開式系統
在敞開式UV器中被的水在重力作用下流經UV器并滅活水中的微生物。敞開式系統又可分為浸沒式和水面式兩種。
浸沒式又稱為水中照射法。將外加同心圓石英套管的紫外燈置入水中,水從石英套管的周圍流過,當燈管(組)需要換時,使用提升設備將其抬高至工作面進行操作。該方式構造比較復雜,但紫外輻射能的利用率果好且易于維修。
水面式又稱為水面照射法,即將紫外燈置于水面之上,由平行電子管產生的平行紫外光對水體進行。該方式較浸沒式簡單,但能量浪費較大、效果差,實際生產中很少應用。