水处理紫外线消毒原理与分类

紫外线是指波长范围在100-400nm之间的不可见光线，紫外线的波长不同，作用也不同。

紫外线按照波长划分为四个部分：

A波段，称为黑斑效应紫外线(400-320nm)，有附着色素及光化学作用，也称为化学线；

B波段，称为红斑效应紫外线(320-275nm)，有促进维生素D生成作用，称为健康线；

C波段，称为灭菌紫外线(275-200nm)，具有杀菌作用；

D波段，称为真空紫外线(200-100nm),能有效产生臭氧。

紫外线消毒是一种物理消毒方法，并不是杀死微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)，而是使其丧失繁殖能力进行灭活。

紫外线消毒的原理通常认为主要是用紫外光C波段(UV-C)改变和破坏微生物的遗传物质核酸(DNA或RNA)，使生物体丧失蛋白质的合成和复制繁殖能力。

紫外线消毒主要采用的是C波段，如下图所示，DNA的吸收光谱为240-280nm，吸收峰在260nm左右。

紫外线消毒系统大致可以分两种方式：敞开重力式和封闭压力式。

（1）敞开式紫外线消毒器

水在重力作用下流经紫外线消毒器，敞开式系统又可分为浸没式和水面式两种。

浸没式又称为水中照射法，其典型构造如下图所示：

将外加同心圆石英套管的紫外灯置入水中，水从石英套管的周围流过，当灯管(组)需要更换时，使用提升设备将其抬高至工作面进行操作。该方式构造比较复杂，但紫外辐射能的利用率高，灭菌效果好且易于维修。

系统运行的关键在于维持恒定的水位，若水位太高则上部进水得不到足够的辐射;若水位太低则，上排灯管暴露于大气之中，会引起灯管过热并在石英套管上生成污垢膜而抑制紫外线的辐射，因此消毒器需采用自动水位控制器来控制水位。

水面式又称水面照射法，即将紫外灯置于水面之上，由平行电子管产生的平行紫外光对水体进行消毒。该方式较浸没式简单，但能量浪费较大、灭菌效果差，实际生产中很少应用。

（2）封闭式紫外线消毒器

属承压型，用金属简体和带石英套管的紫外线灯把被消毒的水封闭起来，结构形式如下图所示：

系统中外罩密封石英套管的紫外线灯管都可以与水流方向垂直或平行布置。平行系统水力损失小、水流形式均匀，而垂直系统则可以使水流紊动，提高消毒效率。

由于系统比较复杂，所以封闭式紫外线消毒器一般适用于中、小水量处理或有必要施加压力且消毒器不能在明渠中使用的情况。

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