紫外線(xiàn)燈在水處理中的應用

文章作者：宏潔水務(wù)  

紫外線(xiàn)殺菌燈在水處理主要應用它的殺菌功毒。從使用紫外線(xiàn)殺菌燈的方法來(lái)分，有直接把燈放入水中，稱(chēng)為浸沒(méi)式；紫外線(xiàn)燈放入套管里使用，稱(chēng)為過(guò)流式。比如過(guò)流式的設備工作原理是這樣的： 經(jīng)水泵產(chǎn)生壓力的一定流速的水流流過(guò)能透紫外的石英套管外圍，紫外線(xiàn)燈產(chǎn)生的 254nm 紫外線(xiàn)，對水進(jìn)行殺菌、消毒，其特點(diǎn)是水流流速很快，一般在石英外套流過(guò)的時(shí)間為不超過(guò)1秒，因此要求殺菌燈的紫外線(xiàn)強度是很高的，一般要求在表面強度超過(guò)30000uw/cm2,要產(chǎn)生如此高的紫外線(xiàn)強度，需選用高強度大功率的紫外線(xiàn)殺菌燈。如果仍然想通過(guò)延長(cháng)時(shí)間來(lái)提高消毒效果，那么一般選用較長(cháng)的燈，做較長(cháng)的設備，或在不銹鋼外壁上處理成渦流旋轉式結構，來(lái)延長(cháng)水流過(guò)的時(shí)間。過(guò)流式設備對環(huán)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(xiàn)殺菌燈工作時(shí)表面溫度為 40C ，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì )影響紫外線(xiàn)輸出效果；水的透明度越差，紫外線(xiàn)越易被吸收，利用率就越低。與過(guò)流式相比，浸沒(méi)式結構簡(jiǎn)單。紫外線(xiàn)殺菌燈直接放在水中，這種方法要注意燈管有可能由于意外情況發(fā)生破裂；長(cháng)時(shí)間處理，燈管表面會(huì )被水中藻類(lèi)等污染物覆蓋，將嚴重影響紫外線(xiàn)透出。

        在水處理中，尤其中廢水處理中，應用高強度的紫外線(xiàn)燈是很有必要的。因為如果使用較多數量的紫外線(xiàn)燈，那么鎮流器數量也多，線(xiàn)路更復雜，控制部分也更復雜，往往壞一只燈，就要停機更換，檢修。而燈和鎮流器使用數量越多，壞掉一只的概率也就越大。在傳統的紫外線(xiàn)燈中，功率一般只能做到幾十瓦，如傳統規格40 瓦、30瓦。如果用到大流量水處理，總功率需幾千瓦，紫外線(xiàn)燈的數量要用到數十只到上百只，設備龐大，控制線(xiàn)路也很復雜。當用大功率的紫外線(xiàn)燈，如300瓦，那么，燈和鎮流器數量將會(huì )大大減少，可簡(jiǎn)化設備。提高設備安全可靠性降低設備的故障發(fā)生率。高強度的紫外線(xiàn)燈在水處理中使用，可分別選擇有臭氧和無(wú)臭氧燈。所謂有臭氧燈，指這種燈能透185nm 譜線(xiàn)（汞的特征譜線(xiàn)），這種譜線(xiàn)在空氣中能電離空氣產(chǎn)生臭氧。據國外的試驗研究，185nm的紫外線(xiàn)在水中能產(chǎn)生光化反應，即電離H20 產(chǎn)生 - OH（羥基） - OH 有很強的氧化性，可礦化分解水中的有機物，降低TOC。但是一般的低壓汞燈，本身功率不大，185nm 紫外線(xiàn)只占燈管所耗電能的20%，其效果不顯著(zhù)，只有大功率的紫外線(xiàn)燈才能表現出一定效果。

        在水處理除了應用紫外線(xiàn)燈消毒殺菌之外，還可用到紫外線(xiàn)燈的另外的作用原理。這就是光催化反應。這種原理現已被成功用于空氣凈化。我們在市場(chǎng)上看到的光催化空氣凈化器就是用到該原理。市場(chǎng)上，我們可看到兩個(gè)波長(cháng)的紫外線(xiàn)燈，一種是254nm，一種是365nm 的紫外線(xiàn)燈，這兩種燈現都已成功用于光催化反應的應用中，254nm的紫外線(xiàn)燈也就是通常的殺菌燈，是由汞原子發(fā)出的譜線(xiàn)。365nm譜線(xiàn)的燈，通常見(jiàn)到的是采用的黑色的透紫外線(xiàn)玻璃；另一種是采用石英玻璃，涂覆365nm的紫光粉，采用石英材料的透光率要高， 但其成本也相應增高。用在水處理，通常選用254nm的紫外線(xiàn)燈做光催化反應，這實(shí)際用到了254nm 的雙重作用，一是直接殺菌，一是光催化產(chǎn)生羥基礦化降解和殺菌。