紫外線消毒器用途廣泛，在水處理中具有很高的價值馬：// // ，它是通過紫外光線的照射，破壞及改變微生物的DNA（脫氧核糖核酸）結(jié)構(gòu)，使細菌當(dāng)即死亡或不能繁殖后代，達到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UVC紫外線，因為C波段紫外線很易被生物體的DNA吸收，尤以253.7nm左右的紫外線*。紫外線消毒器屬于純物理消毒方法，具有簡單便捷、廣譜高效、無二次污染、便于管理和實現(xiàn)自動化等優(yōu)點，隨著各種新型設(shè)計的紫外線燈管的推出，紫外線殺菌的應(yīng)用范圍也不斷在擴大。

    紫外線消毒原理

　　紫外線消毒是一種物理消毒方法，紫外線消毒并不是殺死微生物， 而是去掉其繁殖能力進行滅活。紫外線消毒的原理主要是用紫外光摧毀微生物的遺傳物質(zhì)核酸( DNA 或RNA ), 使其不能分裂復(fù)制。除此之外, 紫外線還可引起微生物其他結(jié)構(gòu)的破壞。紫外線是一種波長范圍為136 nm ~ 400 nm 的不可見光線。在該波段中260 nm 附近已被證實是殺菌效率zui高的, 目前生產(chǎn)的紫外燈的zui大功率輸出在253. 7 nm 波長。該波長輸出在目前世界頂極紫外燈中已占到紫外能量的90%, 總能量的30%, 由于高強度、高效率的紫外C 波段的存在, 紫外技術(shù)已成為水消毒領(lǐng)域一個具有相當(dāng)競爭力的技術(shù)。

　　2、紫外線消毒器的結(jié)構(gòu)形式

　　1)敞開式結(jié)構(gòu)。在敞開式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流經(jīng)UV 消毒器并殺滅水中的微生物。

　　2)封閉式結(jié)構(gòu)。封閉式UV 消毒器屬承壓型, 用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來。

發(fā)達國家的紫外線消毒器使用情況

目前，歐洲有超過3000多個飲用水設(shè)施使用紫外線消毒，規(guī)模比較大的有荷蘭的鹿特丹水廠（47萬ｍ3／d），俄羅斯的圣彼得堡水廠（86萬ｍ3／d），德國的Styrum-Ost水廠（19．2萬ｍ3／d）。在北美，由于新的飲用水標準對隱孢子蟲、賈第鞭毛蟲和消毒副產(chǎn)物的嚴格規(guī)定，紫外線技術(shù)得到了*的重視。美國*（ＥＰＡ）在研究證明了紫外線是控制隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲zui有效可行的技術(shù)后，迅速建立了紫外線技術(shù)在飲用水處理中的應(yīng)用標準。美國2006年公布的第二階段強化地表水處理法規(guī)（LT2ESWTR）中規(guī)定，飲用水處理過程中必須去除或滅活3log的賈第鞭毛蟲，4log的病毒，4log的隱孢子蟲。由于氯消毒對隱孢子蟲幾乎沒有效果，LT2ESWTR要求現(xiàn)有水廠使用過濾加紫外線或臭氧的消毒工藝，而新水廠則需使用過濾和多級組合式消毒工藝。目前，北美地區(qū)采用紫外線消毒的較大規(guī)模給水廠有美國芝加哥中湖水廠（18萬ｍ3／d）、西雅圖水廠（68萬ｍ3／d）、溫哥華Victorial水廠（51萬ｍ3／d），加拿大蒙特利爾水廠（300萬ｍ3／d）等。前文提到的加拿大安大略省Walkerton水廠在2000年發(fā)生致病微生物感染事件后也采用了紫外線消毒技術(shù)。在建的美國紐約自來水紫外線消毒系統(tǒng)處理能力為836萬ｍ3／d，是目前世界上規(guī)模zui大的飲用水紫外線消毒工程。據(jù)統(tǒng)計，2000年美國大中型自來水廠沒有采用紫外線消毒系統(tǒng)案例，但到2006年采用紫外線消毒的大中型自來水廠比例已經(jīng)上升到10％。近幾年有更多的紫外線工程在建設(shè)中或已投入使用。紫外線技術(shù)應(yīng)用于飲用水消毒工藝代表了目前上消毒技術(shù)的發(fā)展趨勢。

     我國紫外線消毒器的使用情況

我國*個采用紫外線消毒的市政供水水廠是大慶東風(fēng)水廠（5萬ｍ3/d），該系統(tǒng)原采用二氧化氯消毒，為減少運行費采用了國產(chǎn)紫外線消毒系統(tǒng)。但該系統(tǒng)缺少前期工藝可行性和后續(xù)的應(yīng)用研究，因此未能提供有價值的數(shù)據(jù)。自2004年以來清華大學(xué)及合作團隊系統(tǒng)開展了飲用水紫外線消毒技術(shù)的研究，并于2005年在廣東東莞建立了紫外線消毒中試系統(tǒng)（500～600 ｍ3/ｄ），一直運行至今。2007～2010年在北京第九水廠進行了100ｍ3/d的中試研究。在充分研究的基礎(chǔ)上，2009年7月建成了天津開發(fā)區(qū)凈水廠三期紫外線消毒工程（15萬ｍ3/d）。該水廠是國內(nèi)紫外線消毒與主體工藝同時設(shè)計、同時投入運行的凈水廠。同時，為保障世博會供水安全，上海臨江水廠改造過程中也增加了紫外線消毒系統(tǒng)（60萬ｍ3/d）。

各地區(qū)情況不同其應(yīng)用紫外線殺菌組合方式也不同

紫外線消毒工藝工藝在具有諸多優(yōu)勢的同時也有缺點，zui主要的缺點是沒有維持管網(wǎng)持續(xù)消毒的能力。目前歐洲和北美使用紫外線消毒技術(shù)存在一定的差別。在歐洲的荷蘭、奧地利和德國等地的一些水廠，飲用水經(jīng)紫外線消毒后直接進入供水管網(wǎng)，據(jù)統(tǒng)計，荷蘭大部分水廠單獨使用紫外線消毒，且管網(wǎng)末梢沒有余氯。究其原因，歐洲的管網(wǎng)狀況較好，管網(wǎng)系統(tǒng)相對較小，水中可生物同化有機碳較低，為了避免余氯在管網(wǎng)中產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物，常單獨采用紫外線消毒。另外一個原因是這些歐洲國家通常在緯度較高地區(qū)，水溫常年較低，管網(wǎng)中微生物再生長能力弱。而北美的飲用水相關(guān)法規(guī)規(guī)定在自來水中必須存在一定量的余氯，用來控制管網(wǎng)的二次污染問題。我國的情況與美國更相似。根據(jù)清華大學(xué)的研究成果，在生物可同化有機碳（AOC）低于20μg／L時紫外線后可以不加氯，AOC在50μg／L以上時需維持余氯在0．3ｍg／L以上。國內(nèi)采用地表水源的市政供水系統(tǒng)由于水中有機物含量比較高，因此紫外線需要與氯和氯胺組合使用以保證管網(wǎng)水質(zhì)的微生物安全性。但采用地下水的村鎮(zhèn)小規(guī)模供水系統(tǒng)則*可能只采用紫外線消毒，特別是北方水溫較低地區(qū)，前提是設(shè)計和設(shè)備一定要合格。十一五科技支撐計劃的研究成果也*證明了這一點。

紫外線消毒器的應(yīng)用方式的總結(jié)

由于紫外線操作簡單，維護管理方便，因此上述結(jié)論對我國村鎮(zhèn)供水消毒系統(tǒng)的建設(shè)有重要指導(dǎo)意義。紫外線與氯胺的組合工藝可以充分發(fā)揮二者消毒的優(yōu)勢，通過紫外線消毒保證出廠水的消毒效果，氯胺保障管網(wǎng)持續(xù)的消毒效率。與國內(nèi)常用的氯與氯胺消毒系統(tǒng)相比，大幅度減少了消毒副產(chǎn)物，降低了遺傳毒性，提高了消毒效率，特別是提高了對兩蟲和抗氯性致病細菌的消毒效果。減少了氯的運輸量。對采用次氯酸鈉與氯胺組合消毒的水廠更有現(xiàn)實意義，因為有效氯投加量相同情況下次氯酸鈉運輸量比液氯高約十倍，如果采用紫外線代替次氯酸鈉，可以顯著減少次氯酸鈉運輸量。國內(nèi)部分水源由于氨氮較高，所謂的自由氯消毒實際是氯胺消毒，大量研究結(jié)果表明我國飲用水消毒副產(chǎn)物沒有預(yù)期的那么高也證實這一結(jié)論。由于同樣加氯量條件下氯胺消毒效率是氯消毒效率的1／80～1／100，因此導(dǎo)致實際消毒效果較差，管網(wǎng)中細菌大量繁殖，這也是我國水不能直飲的原因之一。這種情況下采用紫外線消毒就可以彌補原水氨氮較高帶來的消毒問題，保障供水的微生物安全性。部分城市原水中氨氮較低，由于管網(wǎng)較小，為避免采用加氨系統(tǒng)，因此一直采用游離氯消毒。這種情況下，采用紫外線后變成紫外線／氯復(fù)合消毒工藝，盡管紫外線消毒不能減少后續(xù)自由氯消毒的耗氯量，但由于紫外線消毒效率高，可以降低維持管網(wǎng)所需的余氯量，從而減少加氯量和消毒副產(chǎn)物。天津開發(fā)區(qū)三期紫外線工程采用的就是紫外線／氯復(fù)合消毒系統(tǒng)。