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水质关键因素揭秘:紫外线消毒的杀菌效率

更新时间:2023-09-28      点击次数:671

       紫外线消毒是通过利用紫外线对微生物进行灭活来净化水质。紫外线是一种波长在100纳米到400纳米之间的电磁波,属于不可见光。根据波长的不同,紫外线可以分为紫外A(315—400nm)、紫外B(280—315nm)、紫外C(200—280nm)和紫外D(100—200nm)。其中,紫外C具有高效杀菌消毒的能力。这是因为紫外C波段的能量可以被微生物的遗传物质DNA和RNA吸收,当微生物内的DNA和RNA吸收足够的紫外能量后,核酸链(嘧啶)会被打断并重新排列形成胸腺嘧啶二聚体,从而阻止DNA和RNA的复制,使微生物失去活性,无法进行自我复制再生,从而达到消毒的效果。

以下是影响紫外水消毒效率的主要水质因素:

  1. 紫外透光率:紫外透光率是指紫外光在单位厚度水层中传播的强度与入射紫外光强度之比,通常以百分数表示。它反映了水体透过紫外光的能力。紫外透光率是影响紫外线消毒系统装机容量的重要指标。一般来说,紫外透光率越高,所需的紫外设备装机容量和电耗就越低。水中的离子种类、有机物、胶体、悬浮物等及其浓度都会影响水的紫外透光率。

  2. 悬浮物浓度:悬浮物是指悬浮在水中的固体物质,包括不溶于水的无机物、有机物和微生物等。这些固体物质的数量、大小、结构、密度和化学成分各不相同,它们可以吸收和散射紫外光。大颗粒物中通常还包裹着微生物,这会降低微生物接受到的紫外光强度,从而影响消毒效果。因此,为了达到相同的消毒效果,水中的悬浮物浓度越高,所需的紫外光强度或照射时间就越大。在设计水处理工艺时,需要确保各个处理单元的效果符合国家标准要求,并使水中的悬浮物浓度与消毒标准相匹配,这样紫外线消毒才能经济高效地工作。

  3. 颗粒物尺寸:水中颗粒物的大小也是影响紫外线消毒效果的因素。小尺寸的颗粒物容易被紫外光穿透,因此它们对紫外光的阻挡、散射和对微生物的保护作用较弱,使紫外光能够更容易地灭活微生物,对紫外线消毒的影响较小。而大尺寸的颗粒物对微生物具有保护作用,需要更高的紫外光强度和照射时间。为了提高紫外光的利用率,在实际生产过程中可以通过沉淀或过滤处理去除大颗粒物后再进行消毒处理。

  4. 金属离子:在污水处理过程中,为了提高处理效果,有时会向某些池塘中投加金属盐类,其中一些金属离子(如铁离子)会对紫外线消毒产生较大影响。在水处理厂中,常用的混凝剂是铝盐或铁盐。一般来说,溶解性铝盐不会影响紫外线消毒,但水中的铁离子可以直接吸收紫外光,减弱紫外光在水中的传播,并可能导致紫外灯管套管结垢,影响紫外光的照射。此外,铁离子还可以吸附在悬浮物或细菌凝块上,形成保护膜,阻碍紫外光的穿透,从而不利于紫外光对有害微生物的灭活。因此,在水处理工艺设计时,建议投加铝盐。

  5. 工业废水:工业生产过程中产生的废水和废液中含有工业生产用料、中间产物、副产品以及产生的污染物。工业废水种类繁多,成分复杂,其中一些成分会吸收紫外光或影响紫外光在水中的传播。在相同的处理水量和消毒标准条件下,含有较高比例工业废水的情况下,所需的紫外设备装机功率会更高。

      在进行水消毒设计时,了解以上水质因素对紫外线消毒的影响是非常重要的,这样才能更好地进行紫外线消毒系统的设计,并实现高效率的使用,帮助用户实现经济高效的微生物处理。


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