紫外線燈在水處理中的應(yīng)用

文章作者：宏潔水務(wù)  

紫外線殺菌燈在水處理主要應(yīng)用它的殺菌功毒。從使用紫外線殺菌燈的方法來分，有直接把燈放入水中，稱為浸沒式；紫外線燈放入套管里使用，稱為過流式。比如過流式的設(shè)備工作原理是這樣的： 經(jīng)水泵產(chǎn)生壓力的一定流速的水流流過能透紫外的石英套管外圍，紫外線燈產(chǎn)生的 254nm 紫外線，對(duì)水進(jìn)行殺菌、消毒，其特點(diǎn)是水流流速很快，一般在石英外套流過的時(shí)間為不超過1秒，因此要求殺菌燈的紫外線強(qiáng)度是很高的，一般要求在表面強(qiáng)度超過30000uw/cm2,要產(chǎn)生如此高的紫外線強(qiáng)度，需選用高強(qiáng)度大功率的紫外線殺菌燈。如果仍然想通過延長時(shí)間來提高消毒效果，那么一般選用較長的燈，做較長的設(shè)備，或在不銹鋼外壁上處理成渦流旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，來延長水流過的時(shí)間。過流式設(shè)備對(duì)環(huán)境與處理對(duì)象也有要求，如水的溫度、水的透明度對(duì)消毒效果有很大的影響。紫外線殺菌燈工作時(shí)表面溫度為 40C ，溫度過高或過低都會(huì)影響紫外線輸出效果；水的透明度越差，紫外線越易被吸收，利用率就越低。與過流式相比，浸沒式結(jié)構(gòu)簡單。紫外線殺菌燈直接放在水中，這種方法要注意燈管有可能由于意外情況發(fā)生破裂；長時(shí)間處理，燈管表面會(huì)被水中藻類等污染物覆蓋，將嚴(yán)重影響紫外線透出。

        在水處理中，尤其中廢水處理中，應(yīng)用高強(qiáng)度的紫外線燈是很有必要的。因?yàn)槿绻褂幂^多數(shù)量的紫外線燈，那么鎮(zhèn)流器數(shù)量也多，線路更復(fù)雜，控制部分也更復(fù)雜，往往壞一只燈，就要停機(jī)更換，檢修。而燈和鎮(zhèn)流器使用數(shù)量越多，壞掉一只的概率也就越大。在傳統(tǒng)的紫外線燈中，功率一般只能做到幾十瓦，如傳統(tǒng)規(guī)格40 瓦、30瓦。如果用到大流量水處理，總功率需幾千瓦，紫外線燈的數(shù)量要用到數(shù)十只到上百只，設(shè)備龐大，控制線路也很復(fù)雜。當(dāng)用大功率的紫外線燈，如300瓦，那么，燈和鎮(zhèn)流器數(shù)量將會(huì)大大減少，可簡化設(shè)備。提高設(shè)備安全可靠性降低設(shè)備的故障發(fā)生率。高強(qiáng)度的紫外線燈在水處理中使用，可分別選擇有臭氧和無臭氧燈。所謂有臭氧燈，指這種燈能透185nm 譜線（汞的特征譜線），這種譜線在空氣中能電離空氣產(chǎn)生臭氧。據(jù)國外的試驗(yàn)研究，185nm的紫外線在水中能產(chǎn)生光化反應(yīng)，即電離H20 產(chǎn)生 - OH（羥基） - OH 有很強(qiáng)的氧化性，可礦化分解水中的有機(jī)物，降低TOC。但是一般的低壓汞燈，本身功率不大，185nm 紫外線只占燈管所耗電能的20%，其效果不顯著，只有大功率的紫外線燈才能表現(xiàn)出一定效果。

        在水處理除了應(yīng)用紫外線燈消毒殺菌之外，還可用到紫外線燈的另外的作用原理。這就是光催化反應(yīng)。這種原理現(xiàn)已被成功用于空氣凈化。我們?cè)谑袌錾峡吹降墓獯呋諝鈨艋骶褪怯玫皆撛怼Ｊ袌錾?，我們可看到兩個(gè)波長的紫外線燈，一種是254nm，一種是365nm 的紫外線燈，這兩種燈現(xiàn)都已成功用于光催化反應(yīng)的應(yīng)用中，254nm的紫外線燈也就是通常的殺菌燈，是由汞原子發(fā)出的譜線。365nm譜線的燈，通常見到的是采用的黑色的透紫外線玻璃；另一種是采用石英玻璃，涂覆365nm的紫光粉，采用石英材料的透光率要高， 但其成本也相應(yīng)增高。用在水處理，通常選用254nm的紫外線燈做光催化反應(yīng)，這實(shí)際用到了254nm 的雙重作用，一是直接殺菌，一是光催化產(chǎn)生羥基礦化降解和殺菌。