目前國(guó)內(nèi)城市污水處理廠普遍采用紫外線消毒方式對(duì)污水處理廠的出水進(jìn)行消毒。但從實(shí)際運(yùn)營(yíng)上發(fā)現(xiàn)紫外線消毒存在以下問題:
(1)紫外線消毒系統(tǒng)無后續(xù)殺毒能力。當(dāng)處理水離開反應(yīng)器之后,一些被紫外線殺傷的微生物在光復(fù)活機(jī)制下會(huì)修復(fù)損傷的DNA分子,使細(xì)菌再生。
(2)紫外燈石英套管污染。當(dāng)污水流經(jīng)UV消毒器時(shí),其中有許多無機(jī)雜質(zhì)會(huì)沉淀、粘附在套管外壁上。尤其當(dāng)污水中有機(jī)物含量較高時(shí)更容易形成污垢膜,而且微生物容易生長(zhǎng)形成生物膜,這些都會(huì)抑制紫外線的透射,影響消毒效果。
為此,選擇污水處理紫外消毒設(shè)備時(shí)應(yīng)注意的問題主要有:
(1)燈管的選擇
燈管的選擇應(yīng)注意兩個(gè)方面:一是單支燈管的UVC輸出強(qiáng)度,該值越高則所需要的燈管數(shù)量越少,投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也就越低。一般說來,高強(qiáng)度汞燈的輸出強(qiáng)度高,優(yōu)于低強(qiáng)度汞燈。二是UVC電光轉(zhuǎn)換效率,它包括燈管消耗的電能轉(zhuǎn)換為光能的效率和光能中253.7nm波長(zhǎng)(UVC)部分所占的比例。低壓汞燈的紫外輸出主要集中在253.7nm,而中壓汞燈的紫外輸出主要集中在366nm,且中壓汞燈的發(fā)熱量很大,因此低壓高強(qiáng)度汞燈的電光轉(zhuǎn)換效率高于中壓高強(qiáng)度汞燈。
(2)傳感器及實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選擇
污水處理廠的水量、水質(zhì)波動(dòng)較大,因此進(jìn)行UVC輸出強(qiáng)度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)對(duì)節(jié)約電耗和延長(zhǎng)燈管壽命意義重大,這主要通過燈管的可變輸出和傳感器的真實(shí)反饋來實(shí)現(xiàn)。就傳感器進(jìn)行真實(shí)反饋而言,其位置和波長(zhǎng)的選擇性極為重要,能真實(shí)反映微生物實(shí)際接受的UVC照射強(qiáng)度的傳感器應(yīng)是放置在水中的(與微生物處于同一位置),并且只監(jiān)測(cè)253.7nm波長(zhǎng)強(qiáng)度。
(3)自動(dòng)清洗系統(tǒng)的選擇
污水處理廠紫外消毒系統(tǒng)的清洗有人工清洗、自動(dòng)機(jī)械清洗和自動(dòng)化學(xué)清洗三種,由于人工清洗要中斷消毒且工作量大,操作時(shí)易損傷燈管,間隔時(shí)間長(zhǎng)(自動(dòng)清洗一般1~2次/h),故無法保證石英套管所必需的Zui低綜合透光率,因此除極個(gè)別特殊情況外極少使用。自動(dòng)清洗系統(tǒng)的選擇與所使用的燈管有關(guān),中壓高強(qiáng)度燈管的溫度在600~900℃,結(jié)垢嚴(yán)重,必須采用化學(xué)清洗;低壓高強(qiáng)度燈管的溫度低于110℃,結(jié)垢量和速度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中壓高強(qiáng)度燈管,因而可采用機(jī)械清洗,且在1~2次/h的清洗頻率內(nèi)就不會(huì)結(jié)垢。
(4)二次污染及事故污染
正常運(yùn)行時(shí)的二次污染來自化學(xué)清洗系統(tǒng)中的清洗劑,事故情況下的二次污染發(fā)生在燈管破損時(shí)汞進(jìn)入水中,以及液壓驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)清洗系統(tǒng)發(fā)生泄漏。汞燈使用固態(tài)汞合金(固定粘附在燈管兩端的突起點(diǎn)),當(dāng)燈管破損時(shí)不會(huì)像液態(tài)汞那樣流到水中,只需將粘附著汞合金的石英碎片打撈出來即可。研究表明,該汞合金在污水中浸泡后水中汞的本底濃度未見升高。此外,該系統(tǒng)采用壓縮空氣為動(dòng)力的自動(dòng)機(jī)械清洗系統(tǒng),不存在運(yùn)行期間和事故泄漏造成二次污染的問題。