消毒是水處理中的重要工序，為保證公共衛生安全，防治傳染性疾病傳播，城市污水處理設施應設置消毒設施。因此污水處理中出水的紫外線消毒器等消毒技術不是可有可無的。由于污水中含有大量細菌及病毒，污水處理廠應把好zui后一道關，盡可能殺滅致病菌。

1 消毒技術及發展 通常消毒方法可分為物理法和化學法。物理法 包括加熱、紫外線消毒器消毒法、射線照射、分子篩等；化學法主要采用強氧化劑如鑢氣、二氧化鑢、臭氧、高錳酸鉀、鑢胺、次鑢酸等化學藥劑。長期以來，由于化學法具有容易實現、成本低的優點，所以使用較多，而液鑢作為廉價的消毒劑有著zui廣泛的應用。從理論上分析，消毒劑消毒能力的大小取決于單位摩爾物質得電子的能力。因此消毒能力依為：O3>CIO2>CIO->CI 2>鑢胺>KMnO4從實際使用成本分析由高到低為：KMnO4>CIO->O3>CIO2>鑢胺>CI2。在上述消毒劑中KMnO 4消毒能力差、價格高，工程中很少單獨使用；O3，CI2及CIO-都可以氧化有機物，但CIO2對氨氮無氧化作用。雖然液鑢使用zui多，但鑢氣是一種具有強烈刺激性的有毒氣體，在運輸和使用過程中易發生泄漏和爆炸。由于鑢氧化性強，易與水中有機物發生反應，對消毒產生干擾，另外其反應產物鹵代烴、鑢仿、三鑢甲烷、多鑢聯苯等物質對人畜有毒害，許多還是致癌、致畸、致突變的“三致"物質。現在上許多國家和地方政府已限制鑢及其衍生物的使用。我國一些地方的環保部門和勞動保護部門也對液鑢的使用進行了控制，在目前尚無更經濟實用的方法推出前，許多污水廠出水都沒有正常的消毒，為此國內二氧化鑢消毒技術迅速發展。二氧化鑢使用時要現場制備，而且僅有 20%二氧化鑢在消毒過程中有效。另外，二氧化鑢發生器規模較小，如何運用于加鑢量較大的污水處理廠成為一個問題。基于上述原因，污水紫外線消毒器消毒技術在污水處理領域開始嶄露頭角。紫外線技術早在1900年便已存在，但現在的紫外線技術與過去已是不*相同了。據統計，過去飲用水紫外線消毒器被大量應用，很少有紫外線消毒運用于污水處理的實例，但到了1995 年紫外線消毒技術在美國污水處理中的應用已達5%，并呈逐年上升趨勢。近來，由于采用紫外線消毒具有不需投加任何化學藥劑，不改變水的成分和結構，消毒時間短，殺菌范圍寬效果好的優點，上一些對細菌排放有嚴格要求的地區，大多采用了污水紫外線消毒器消毒。

2 紫外線消毒技術的原理 紫外線是一種肉眼不可見的光線，通常我們將波長在200nm以上的光都稱為紫外線，根據不同的波長還可細分為UVA（315 ~ 400 nm），UVB（280 ~ 315 nm），UVC（200 ~ 280 nm）。過量的UVA會導致色素沉積，UVB是色斑和維生素D綜合癥的致病原因，而UVCzui易被 DNA（核糖核酸）吸收。紫外線消毒使用的就是UVC。當病毒細胞經紫外線照射后，波長254 nm 的紫外線被DNA吸收。細胞在DNA 鏈上的相鄰的胸腺嘧啶將相互糾纏，新的二聚物會阻礙RNA（核糖核酸）鏈上正確的DNA 遺傳代碼復制，RNA是信息的傳遞者，其功能是傳遞DNA碼至細胞的不同部分。由于RNA 傳遞功能喪失，zui終導致細胞功能衰退而死亡，從而達到消毒殺菌的目的。紫外線消毒燈管類型可分成低壓、中壓、高壓3 種，但是常用的是低壓紫外線消毒器和中壓紫外線消毒器系統。低壓汞燈內為負壓，汞呈蒸氣狀，中壓汞燈內為常壓。低壓燈按輸出能量的不同分為高強度和低強度兩類。低強度燈類似于普通的熒光燈，在內部鏡頭上沒有磷涂層。鏡頭由特殊玻璃制成，因此可以保持較高的紫外線轉輸率，防止鏡頭被紫外線曬黑。 低壓高強度燈是近來用于污水處理中較多的產品，其紫外線轉換率比低壓低強度燈高4倍。單根功率也達到100 W以上。中壓系統每根燈能耗zui高可達5 000 W，而低壓系統每根燈管能耗為 65 ~ 1 500 W。處理同樣的水量，中壓紫外線消毒器系統與低壓紫外線消毒器系統相比，則需要較少的燈管，水流通過時的水頭損失也較小，燈管自清潔系統的費用也較少。但由于中、高壓系統發出的波長范圍寬，而能被有效利用的只有一小部分，所以能量轉換率低（通常只是低壓系統的1 / 2 ~ 1 / 3）能耗大，因此一般只在大型水處理廠中使用。紫外線消毒效果的好壞與紫外線燈源發出有效波長的能量轉換率、紫外線弧長有關，還與燈管和水的透射率以及照射時間有關。現在的燈源可發出40%以上的有效光譜，石英燈管的透射率也在90%以上。因此，與傳統意義上的紫外線燈已不能相提并論。目前，世界上*技術的燈管壽命已達15000 h以上，但價格卻降低了不少，從而大大降低了紫外線消毒器價格、投資及運行成本。  

3污水紫外線消毒器系統的計算 紫外線消毒系統設計主要考慮以下因素：水質、透射率、水量、峰值系數、殺滅率、照射強度、照射時間。 通常先取得需要消毒的水樣，測出其水質，包括細菌數、種類、水樣透射率等。其次可采用靜態或動態的試驗得到在設計殺滅率時的紫外線劑量。

紫外線劑量可用下式表示：紫外線劑量= 紫外線密度X照射時間。紫外線劑量單位為J/ m2 ，紫外線密度單位為W/m2，照射時間單位為S。 在過去，常用理論紫外劑量測算，理論紫外劑量是假定在理想系統中，所有微生物都能接受到同樣的紫外線輻射，這時需要的劑量即稱為紫外劑量。由于紫外線消毒器系統設計中常常偏離理想條件，按理論紫外劑量設計的消毒器往往不能保證設計殺滅率。因 此，現在常以生物驗定劑量（即紫外線消毒器實際能達到的有效紫外線劑量）為設計參數。 加拿大的一個二級污水處理廠出水水樣的紫外劑量試驗表明：當紫外線劑量在0 ~15mWS/cm2 時，已有微生物功能衰退現象出現，當紫外線劑量> 30 mWS/cm2 時，殺菌效果無法進一步提高。這主要是因為污水中大量懸浮固體顆粒的存在屏蔽了紫外線，使與懸浮顆粒結合的微生物得以存活。這是污水處理與給水處理不同的特點。因此，設計的紫外劑量通常< 30mWS/cm 2。