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【摘要】在水處理行業的應用中，紫外滅菌器分為二中形式：　過流式消毒方法不僅要配較復雜的結構；還有復雜的控制系統，如紫外線強度監測

【關鍵詞】紫外線殺菌，水處理，技術

在水處理行業的應用中，紫外滅菌器分為兩種形式：
1、過流式消毒方法

    不僅要配較復雜的結構還有復雜的控制系統，如紫外線強度監測系統，水溫監測系統，消毒時間累積，紫外線燈監控、故障報警、自動聲光報警等系統。此外，過流式設備對環境與處理對象也有要求，如水的溫度、水的透明度對消毒效果有很大的影響。紫外線殺菌燈工作時表面*溫度為40℃，溫度過高或過低都會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。

2、浸沒式結構
    紫外線殺菌燈直接放在水中，這種方法可用于流動的動態水，也可用于靜態水。這種處理方法要注意燈管有可能由于意外情況發生破裂；長時間處理，燈管表面會被水中藻類等污染物覆蓋，將嚴重影響紫外線透出。 

1、結構和控制

----在水處理主要用到紫外線燈的消毒殺菌功能，這種基本原理和方法在數十年就已被人發現。在歐美，紫外線消毒技術已是一種普及的技術。在我國，九十年代開始引進該技術。十年來，這種技術做為一種"高科技產品"被努力地推向市場。然而，到目前為止，紫外線消毒產品還遠未在水處理應用中普及。

----產品的結構和控制系統的設計不過關。以家用飲水機為例。據衛生部門的檢測，通過飲水機放出的水，大多數都是細菌嚴重超標，一些廠家的都是如此。細菌產生的主要原因就是飲水機內部長期不清洗而滋養了細菌。數年前，有人想把紫外線燈用到飲水機上，對系統環境和水進行消毒和保潔。可到現在，市場上也沒看到飲水機用上紫外線燈。

----造成這種現象主要是遇到結構設計上的難題。紫外線在水中的穿透力很差，一般僅適合于10cm以內厚度的靜態水層，隨水層厚度增加，紫外線強度將大幅度衰減。因此紫外線對水消毒薄層動態水。而普通的桶裝飲水機中的水流入到內膽中是靜態，而且儲存時間無法確定，有可能只停留幾秒種（連續接水飲用），也有可能停留較長時間。這就在時間控制上也增加了難度。

----有人想到，飲水機主要存在的是二次污染，不是桶裝水帶入的細菌，只要讓內膽中的水不受二次污染就可以保持清潔。沒有必要達到紫外線消毒殺菌的劑量。但是，桶裝水不合格的報道我們經常見到。顯然，僅僅是對內腔進行消毒顯然是不夠的！ 　

2、光催化反應

----光催化氧化反應機理很復雜。一些納米材料如TiO2粉體復合光催化劑，被紫外線照射后，會產生"電子-空穴"對。空穴有很強的撲獲電子的能力，遇到水分子后，水分子被奪去電子形成羥基（-OH），羥基有很強的化學活性，它能破壞有機物的化學鍵，達到曠化分解有機污染物的目的。 　　
    與其他的新技術、新方法一樣，光催化有他的新穎、實用的一面，也有其局限性的一面。從目前的國內外的研究和一般客戶的應用情況看，光催化有其以下的局限性：

2.1 光催化不管用在空氣還是用在水里，其"光解"的作用效率是"有限的"。不能夸大他的作用。它只能處理雜質含量很低的空氣和溶液，而且處理時間較長。比如空氣凈化，只能用于污染氣體（如家居室內）較輕的環境，而不能用于如廢氣、廢水等的凈化。 　

2.2 光催化作用只能局限于光觸媒表面附近。也就是說，雜質分子或離子只能經過光觸媒表面才能被降解。因為光催化產生的活性離子羥基（-OH）從產生到消亡的時間非常短，（小于10-6秒），他既不能在水中"游泳"，也不能在空中"飛舞"。而象紫外線可以穿透一定水層（盡管它在水中衰減嚴重），臭氧、氯氣可以溶解在水里，隨水漂流，作用時間可達數十分鐘。 
2.3 光催化活性易受外界因素影響。如水中某些離子對光催化分解有促進作用，也有些離子或分子對光催化有"中毒"作用。空氣中的濕度對光催化效果也有影響。還有一點：必需有水分子光催化才能進行。在儀器設備工作過程中，光催化實際效果往往難以實測和加以判斷。消費者難以通過"感性認識"來感觸高科技的魅力！ 
2.4 無法測定"光解因子"。以消毒殺菌為例，《消毒技術規范》介紹有生物滅菌試驗方法。（這種試驗方法程序復雜，成本較高，一般只有市級防疫部門試驗室才有條件做。）通常情況，我們可測試消毒因子。如紫外線消毒，我們可測試254nm紫外線強度，化學消毒可測試化學因子如環氧乙烷、臭氧的濃度，而光催化反應，目前無法測試所謂"因子"，如羥基（-OH）濃度就無法測試，原因是一其存在時間很短，二也無恰當方法測試。是"摸不著、看不見"的東西。 　　

紫外線消毒技術優勢 　

A、大功率高強度

    前面我們已經講到，在水處理，由于他的使用特點要求紫外線有很高的壽命和可靠性。 　　對于低壓汞燈，如熒光燈，功率一般只有幾十瓦，如果把功率做到上百瓦，就被認為"有很高的技術含量"。因為功率做大，燈管的管壁負載就會增加，這樣往往會縮短壽命，或者大大降低光的輸出效率。 　

    大功率紫外線燈管我們現已可做到300瓦以上。這種燈的管流超過1A，功率密度要比普通燈顯著大，達到1．2瓦/cm。300瓦紫外線燈在1．0米處254nm紫外線強度達到1200uw/cm2，相當于10只40瓦燈的紫外線強度，表面紫外線強度更是高達70000 uw/cm2（在此強度下消毒時間不超過0.5秒）。在高功率密度情況下，仍有較高的紫外線輸出效率，而且可在較高管壁溫度（超過100℃）條件下工作。使用漏磁變壓器點燈，有很高的可靠性，燈管壽命達到13000小時以上。更大功率的紫外線殺菌燈我們正在研制，燈管電流超過2A，有更大的功率密度。 　
B、高可靠性

    國產石英紫外線燈的突出問題是可靠性差，易出現的問題是慢性漏氣，這是石英紫外線燈的"超級殺手"。也是水處理行業領域zui可怕的敵人。不難想象，當整個系統（比如：過濾、沉淀、離子交換、消毒殺菌、嚗氣、絮凝等設備）運轉時，突然一只或幾只紫外線燈熄滅，那么意味著，如不及時更換，消毒殺菌的效果要受到嚴重影響。另一方面，頻繁更換，也會增加成本。為防止此類現象發生，還要增加監視和報警系統。