紫外線殺菌器具有無死角、光射條件好、能耗低、設備安裝拆卸靈活方便,無二次污染等特點,紫外線殺菌器相對氯氣殺菌,他具有不需要添加化學藥劑,無二次污染,無混合設備,大大減少設備運行成本,如果是飲用水,紫外線殺菌器安全,不會因為藥劑的過量而對人體產生不利的影響。在選擇執(zhí)行消毒任務的紫外線消毒器系統(tǒng)時,有三個關鍵參數(shù)需要考慮。它們是:水質、水流量、需要滅活的病原體。為了充分理解紫外線消毒器系統(tǒng)選擇的原則,需要更詳細地考查這些參數(shù)。
水質
水在環(huán)境作用下所表現(xiàn)出來的綜合特征,即水的物理性質和化學成分。自然界中的水,是由各種物質(溶解性和非溶解性物質)所組成的極其復雜的綜合體。水中含有的溶解物質,直接影響天然水的許多性質,使水質有優(yōu)劣之分。
水中含有的物質種類很多,有溶解于水中的 O2、N2、CO2、H2S氣體,Cl-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、CO卲、HCO婣和SO厈等離子;有Br、I、F等微量元素;有含量極少的Ra、Rn等放射性元素;還有大部分呈膠體狀態(tài)的有機物以及懸浮固態(tài)顆粒。它們隨環(huán)境條件的不同,含量也不同。各種水體的水質是不相同的。
水流量
流速:V=C√(RJ)= C√(RΔH/L)
流量: Q=AV ; 對于滿流的圓形管道 Q=(3.1416d^2/4)V
式中:V——渠道或管道斷面平均流速;C——謝才系數(shù),C=R^(1/6)/n,n管道糙率;R——水力半徑;對于圓管R=d/4,d為管內徑;J——水力坡降,即單位長度的水頭損失; L——管道長度。
ΔH—— 在長度L上的兩端的水流落差(水頭差)。
病原體
病原體(pathogen)能引起疾病的微生物和寄生蟲的統(tǒng)稱。微生物占絕大多數(shù),包括病毒、衣原體、立克次體、支原體、細菌、螺旋體和真菌;寄生蟲主要有原蟲和嚅蟲。病原體屬于寄生性生物,所寄生的自然宿主為動植物和人。能感染人的微生物超過400種,它們廣泛存在于人的口、鼻、咽、消化道、泌尿生殖道以及皮膚中。
每個人一生中可能受到期150種以上的病原體感染,在人體免疫功能正常的條件下并不引起疾病,有些甚至對人體有益,如腸道菌群(大腸桿菌等)可以合成多種維生素。這些菌群的存在還可抑制某些致病性較強的細菌的繁殖,因而這些微生物被稱為正常微生物群(正常菌群)但當機體免疫力降低,人與微生物之間的平衡關系被破壞時,正常菌群也可引起疾病,故又稱它們?yōu)闂l件致病微生物(條件致病病原體)。機體遭病原體侵襲后是否發(fā)病,一方面固然與其自身免疫力有關,另一方面也取決于病原體致病性的強弱和侵入數(shù)量的多寡。
在選擇合適的紫外線消毒器系統(tǒng)時,或者在確定紫外線殺菌器價格和成本是否完全可行或合適時,待消毒的水的性質與質量都是需要考慮的重要因素。在全部水質參數(shù)中,紫外線透過率(UVT)是最重要的一個。
這是因為,水的UVT決定短波紫外線穿入水中的程度,而水中的病原體需要接觸到充足的短波紫外線,才能被徹底滅活。用石英試管采集水樣,然后讓254納米波長的紫外線通過水樣,就可以確定水的UVT。穿過樣本的紫外線所占的百分數(shù)被稱為樣本的“UVT"。通常使用的試管具有10毫米的路徑長度,在這種情況下,UVT讀數(shù)被稱為是“T10"的讀數(shù)。
由于上述非常簡單的原因,水樣的UVT是一個很重要的參數(shù);雖然其他參數(shù),例如:生化需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)、濁度(turbidity)和總懸浮固體量(TSS),也都影響短波紫外線穿透水的程度,而且它們與UVT的關系也難以確定(如有關系的話),但是它們全部都可以用一個單獨的UVT讀數(shù)來代替,就能夠對水質進行有效描述了。
在所有水質參數(shù)當中,除了紫外線透過率(UVT)外,總懸浮固體量(TSS)和總溶解固體量(TDS)/鹽度(Salinity)也是很重要的。TSS很重要,因為TSS一旦超過50毫克/升,就會出現(xiàn)所謂的“屏蔽"現(xiàn)象;水中懸浮的固體顆粒對病原體起到了“遮蔽"作用,從而使短波紫外線無法接觸到病原體。TDS/鹽度也是很重要的參數(shù),因為TDS/鹽度非常高的話,就必須注意考慮如何選擇紫外線殺菌器系統(tǒng)的構造材料,以避免腐蝕風險。
綜上所述,待消毒水質對紫外線消毒器的要求是非常嚴格和苛刻的,無論飲用水紫外線消毒器還是污水紫外線消毒器的選型,一定要針對待消毒水質做出嚴格的檢驗,可根據(jù)水質參數(shù)增加預處理工藝,以保證待消毒水符合紫外線消毒器消毒進水工藝的要求,或者根據(jù)水質參數(shù),適當增加紫外線消毒器的紫外線殺菌燈管的支數(shù)來加大紫外線殺菌器設備功率,以符合紫外線殺菌器消毒強度與功率對待消毒水達標消毒的要求,當然這樣也提高了紫外線消毒器價格。如果不關注水質,按圖索驥根據(jù)常規(guī)要求和經驗選型,就會造成紫外線消毒器沒有消毒效果,形成資源浪費和環(huán)境污染。