自来水厂紫外线消毒系统

卫生部门在《生活饮用水卫生标准》( GB 5749—2006)中规定了更加严格的微生物指标和消毒副产物指标，其中微生物指标从 2 项提高到 6 项，包括抗氯性强的“两虫”:贾第鞭毛虫 ＜ 1 个 /10 L、隐孢子虫 ＜ 1 个 /10 L，要求在保证安全消毒的同时必须有效地控制消毒副产物的产生，而这些微生物具有抗氯性，氯气消毒无法杀菌它们，因此紫外线消毒技术也将成为国内净水工艺消毒处理的重要选择之一。

 自来水厂的紫外线消毒系统的主要设计参数包括紫外线穿透率(UVT)、设计流量、灯管老化和结垢系数等。

 1.紫外线穿透率(UVT)

紫外线穿透率(UVT) 是消毒系统的重要设计参数之一。对于低压灯系统来说，只需测量水中254 nm 的 UV 穿透率。但是对于中压灯系统，200 ～300 nm 之间的 UVT 值也是很有必要的，因为中压灯所发出的光谱中包括了这个有效消毒的波长范围。对于一个 UVT 值很稳定的水厂，只需监测 1 ～ 2个月就足够了。如果水源的水质会随着季节的变化而变化，则需要更长时间的测量(6 ～ 12 个月或更长)。然后根据测量的数据来作一个累计的 UVT 频率百分比曲线。由于流量最大和
UVT 最小的情况很少同时出现，故在选择 UVT 作为设计参数时一般是用 P = 95% 累计频率的数值作为设计值。UVT 值的设定对紫外线消毒系统的规模是有很大影响的，如对某 种 型 号 的 反 应 器，UVT 值 从 85% 提 高 到90% ，同样达到 40 mJ/cm 2 的剂量，它的处理能力可以提高 40% 。

 2.设计流量

紫外线消毒系统设计流量中必须有平均流量、最大流量和最小流量。对于单个滤池就可以按照单个滤池的出水流量来考虑;对于几个滤池的联合出水情况，应按照所有滤池的处理流量来考虑(但不包括备用滤池的流量);对于在清水池后的系统，设计流量可按照送水泵站的流量来选择。美国 EPA规定紫外线消毒反应器不能在高于验证的流量下运行，因此需要以设计最高流量来确定反应器的数量。另外，反应器数量除了满足最高流量的运行要求外，还必须保证至少有一台备用。设计最小流量主要考虑运行时可以关闭部分反应器来提高效率，同时节能和降低运行费用。

 3.灯管老化和结垢系数

紫外线灯需要石英套管来保护，套管在水中结垢会影响紫外线的传播。影响套管结垢的主要因素有:灯管的运行温度和水中的一些化学成分。一般来说，灯管运行温度高的结垢速度较快，水中钙、铁、铝、锰和碳酸根等离子含量高的结垢速度也会较快。另外，与套管的结垢系数和清洗系统也有关系。灯管在使用过程中会老化，因此要考虑到灯管在使用寿命期内的老化系数。套管的结垢系数和老化系数需要通过验证来确定，根据美国国家水研究院NWRI(2003)的报告，结垢系数和老化系数的乘积一般在 0． 4 ～
0． 9 之间，这个系数可以用来计算经过验证的反应器剂量是否高于设计剂量。

在水厂紫外线消毒系统的设计中要根据原水水质和净水工艺拟定消毒目标，并通过验证确定紫外线消毒反应器的设计有效剂量及其他关键参数。选择紫外线消毒系统的安装位置时，要根据水厂的实际情况做详细的水力学条件和费用分析，同时提供不低于紫外线消毒反应器验证时的水力学条件。