２００２年１２月２４日國家環(huán)保局、國家發(fā)布于２００３年７月１日起實施《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（ＧＢ１８９１８－２００２），規(guī)定污水處理廠出水必須進行消毒處理，并要求執(zhí)行二級標準和一級Ｂ標準的污水處理廠大腸桿菌群數的zui高允許排放濃度不得超過１０４個／Ｌ。污水處理廠在升級改造過程中新建了污水紫外線消毒器消毒池，采用低壓高強污水紫外線消毒器系統(tǒng)對處理尾水進行消毒，紫外線殺菌器系統(tǒng)自投入使用以來設備運行狀態(tài)和殺菌效果良好。

１　　紫外消毒原理及特點

１．１原理

紫外線是位于Ｘ射線和可見光之間的電磁波，按其波長可分為ＵＶＡ（３１５～４００ｎｍ）、ＵＶＢ（２８０～３１５ｎｍ）、ＵＶＣ（２００～２８０ｎｍ）、真空紫外（１００～２００ｎｍ）四個不同的波段。其中ＵＶＣ波段恰好處在微生物的吸收峰范圍之內，因此，ＵＶＣ波段的紫外線殺菌效果。試驗證明，在２５３．７ｎｍ左右的紫外光，殺菌效率zui高，目前用于污水紫外線消毒器的紫外波長均為２５３．７ｎｍ。

污水處理廠紫外線消毒器應用的紫外線消毒技術是基于現代防疫學、光學、生物學和物理化學的基礎上，利用特殊設計的率，高強度和長壽命的Ｃ波段紫外光發(fā)生裝置，產生的強紫外線Ｃ光照射流水，當水中的各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其它病原體受到一定劑量的紫外Ｃ光輻射后，其細胞中的ＤＮＡ結構受到破壞，眾多的胸腺嘧啶形成新的二聚物阻止ＤＮＡ的復制及蛋白質的合成，從而紫外線殺菌器在不使用任何化學藥物的情況下殺滅水中的細菌、病毒，以及其他致病體，達到消毒和凈化水質的目的。

１．２特點

隨著人類對環(huán)境保護認識的不斷加深和迅速的發(fā)展，紫外線殺菌器消毒作為一項潔凈的消毒技術已成為污水處理廠出水消毒的規(guī)范化主要方法之一。與其他消毒方法比較，紫外線殺菌器消毒技術具有如下特點：紫外線消毒器價格低，消毒時間短，殺菌范圍廣；無二次污染；運行安全、可靠；占地面積小，建設投資低；操作方便，運行成本低。

２　　污水處理廠紫外線消毒器系統(tǒng)組成

污水處理廠使用的低壓高強污水紫外線消毒器系統(tǒng)，主要包括紫外消毒模塊（垂直安裝，每個模塊３０支燈）；單渠控制柜；中控柜（人機界面）；清洗控制柜，與堰門控制柜一體；導流板；水位傳感器；空氣壓縮機；電動堰門及固定堰門；懸臂吊機（能夠３６０°旋轉；主要用于安裝、清洗紫外模塊）。

（1）紫外消毒渠道：８條。單渠尺寸：Ｌ×Ｂ×Ｈ＝８ｍ×２．９５ｍ×１．５７５ｍ。沿水流方向安裝８個模塊組，垂直安裝，水頭損失０．２０ｍ。每個模塊組有１２個模塊，每個模塊３０根燈管，共２８８０根燈管。燈管采用低壓高強紫外燈，燈管預期使用壽命為１２０００～２００００小時，單根燈管功耗３２０Ｗ，在２５３．７ｎｍ紫外線能量輸出為１３５Ｗ。石英套管以耐高溫材料，具有高純度、高透射率（≥９０％）等優(yōu)點。

（2）自動清洗系統(tǒng)：采用空壓機進行在線自動清洗，可以在任意設定的時間段內，對套管表面進行自動機械清洗。

（3）電子鎮(zhèn)流器及其冷卻系統(tǒng)：鎮(zhèn)流器安裝在鎮(zhèn)流器柜內，柜內安裝散熱齒片，在柜體兩側安裝有強排風風扇進行散熱，每個鎮(zhèn)流器易于拆卸更換。

（4）水位控制系統(tǒng)：出水采用固定堰和活動堰。低水位探頭保證在燈管露出水面前能自動斷電，自動液位控制系統(tǒng)通過對活動堰門高度的調節(jié)來維持污水紫外線消毒器消毒渠道內的合適液位，保持紫外燈管合適的淹沒高度（淹沒過紫外燈管５０ｍｍ以內）。

３　　污水紫外線消毒器主要參數

３．１設計參數

（１）設計流量：２５．０４ｍ３／ｓ；

（２）水力停留時間：１２ｓ；

（3）總懸浮固體（ＴＳＳ）：＜３０ｍｇ／Ｌ；

（4）紫外穿透率：６５％（zui小值）；

（5）紫外線劑量：≥４０ｍＪ／ｃｍ２；

（6）消毒效果：糞大腸桿菌群數≤１０４個／Ｌ。

３．２污水紫外線消毒器系統(tǒng)參數

（１）池數：１座，渠道前端設置進水調節(jié)閘門，通過調節(jié)閘門開度達到每條消毒渠道流量大致相等，確保消毒可靠安全。

４　　紫外線殺菌器處理效果分析

污水處理廠紫外線消毒器自２０１１年２月正式運行以來，殺菌效果良好。根據日常運行監(jiān)測數據分析，污水處理廠紫外線消毒器系統(tǒng)進水日均懸浮物濃度（ＳＳ）為１３ｍｇ／Ｌ，處理后出水糞大腸桿菌群數均值為３８５３個／Ｌ，檢測到的zui大值為６３００個／Ｌ，zui小值為２２００個／Ｌ，出水水質穩(wěn)定，消毒殺菌效果良好，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（ＧＢ１８９１８－２００２）的二級標準。

５　　紫外線殺菌器處理成本分析

污水處理廠紫外線消毒系統(tǒng)運行中基本不需要人工干預，高集成度和模塊化設計，結構簡單，可２４ｈ全自動運行，污水廠中央控制室通過ＰＬＣ對其運行狀態(tài)實現時時監(jiān)控。該套系統(tǒng)的運行成本主要取決于電費及燈管的折舊費，根據實際運行情況計算，該系統(tǒng)運行成本１.０６分／ｍ３，其中電耗０.６６分／ｍ３，燈管設備折舊費用為０.４０元／ｍ３。

６　　研究展望

６．１加強相關基礎理論研究　

影響污水紫外線消毒系統(tǒng)殺菌效果的相關因素較多，如紫外線劑量，微生物的種類和負荷，污水水質，污水廠處理工藝等。目前，我國對此的研究尚少，開展此類相關的基礎理論的研究將極大地推進我國紫外線消毒工藝的相關設計規(guī)范的制定，加快污水紫外線消毒器消毒技術在我國污水處理中的應用。

６．２加強關鍵技術研究

６．３加強組合工藝研究

紫外燈管的使用壽命是決定紫外消毒效果的重要因素，而目前國產紫外低壓燈管有效壽命已經達到12000ｈ，*媲美進口紫外低壓燈管的有效運行時間。

紫外線殺菌器消毒屬于純物理消毒技術，沒有持續(xù)殺菌能力，通過微生物的自我修復再生，消毒后如果污染源存在，將會再次被污染。而大型污水處理廠的處理水量大，水質比較復雜，微生物繁多。因此，在條件允許下，可考慮采用紫外與化學消毒等技術的組合消毒工藝。

７　　結語

經過半年來的實踐證明，污水處理廠使用的低壓高強污水紫外線消毒器系統(tǒng)具有處理效果穩(wěn)定、運行成本低、自動化程度高、維護簡單、殺菌效率高、無二次污染等優(yōu)點。處理出水完滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（ＧＢ１８９１８－２００２）的一級標準，這也將為大型污水處理污水紫外線消毒器提供真實的案例。