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中压紫外线消毒器和低压紫外线消毒器的区别

发表时间:2021-05-14 15:21

紫外线消毒,就是利用短波紫外线(波长范围200--280nm)消毒,在消毒过程中是利用短波紫外线中240nm280nm之间波长紫外线破坏细菌微生物DNA结构,让其失去自我繁殖能力。达到消毒目的紫外线技术目前可以分为中压紫外线技术和低压紫外线技术,利用中压紫外线技术和低压紫外线技术制成的紫外线消毒设备分别是低压紫外线消毒器和中压紫外线消毒器,它们的主要区别是:

1 中压紫外线消毒器的中压紫外线杀菌技术具有更大的杀菌广谱性:

中压紫外线消毒器的中压紫外线技术紫外光谱的发射范围为180400nm之间;而低压紫外线消毒器的低压紫外线紫外光谱为单光谱254nm输出。也就是说中压多谱段杀菌具有更大的广谱性,对微生物不同部位都有很大的破坏作用。

不同种类的微生物,以及微生物结构的不同部分对不同波长紫外线的吸收能力及敏感程度都有很大的差别。如大肠杆菌,zui大吸收波长是265nm,隐孢子虫zui大吸收波长是260nmMS2噬菌体zui大吸收波长270nm。中压多谱段紫外线因其波长范围宽,对不同种类微生物及微生物的不同部分都可以通过不同波长紫外线来进行破坏,从而决定中压多谱段杀菌具有更大的广谱性;中压多谱段紫外线对微生物除DNA以外其它部位如细胞壁,核酸都有很大的破坏作用,这样可以有效克服单波长紫外线杀菌后存在的细菌光复活问题。而且其灯管的发射功率不受介质温度的影响(低压紫外10度以下可能会导致无法点亮或明显降低发光效率)。

200771日卫生部和国家标准化管理委员会对原有的饮用水标准(《生活饮用水卫生标准》(GB574985))进行了修订,联合发布新的强制性国家《生活饮用水卫生标准》。新标准加强了对水质有机物、微生物和水质消毒等方面的要求。其中微生物学指标由两项增至6项,增加了对蓝氏贾第虫、隐孢子虫等易引起腹痛等肠道疾病、一般消毒方法很难全部杀死的微生物的检测,特别对“两虫”有了明确的描述,而紫外线消毒器能彻底杀灭“两虫”,并且不产生有害物质,从而保证生活饮用水水质安全。

从上述讨论中可知,紫外消毒的确是消灭有毒有害微生物的zui有效的方法。

2、中压紫外线消毒器的中压紫外线杀菌技术的杀菌效力稳定且可控:

中压多谱段紫外线灯管单支灯管功率zui高可达7kw,在相同处理能力和紫外线照射剂量下,中压紫外技术可zui大程度减少所需灯管和系统数量。一支3.5千瓦中压灯管处理能力可相当于20支以上低压灯管(低压zui大功率100瓦),与低压灯管配套的石英套管和整流器(每支灯管需要一支石英套管和一个整流器)寿命分别为3年和5年,由此带来的备件更换费用也将是给日常运行维护带来很大压力。而且当紫外线消毒器系统等管数量比较多时,当有某支或几支灯管输出功率降低时,紫外线强度监测装置不能做出准确判断。中压的单灯管能及时反映工作灯管的发光强度,避免任何可能因灯管强度不足而发生的事故。

可见低压紫外线消毒器多灯管系统具有很大的弊端:因为强度监测装置监测的是所有灯管发光的共同结果,当离强度监测器较远灯管发光效率降低时,强度监测装置不能做出判断,因此当一些离监测器较远的灯管发光效率降低时,紫外线消毒设备系统更本无法达到预先设计的处理能力,而此时的强度监测装置也无法作出反应及时调整灯管强度,zui终导致出水微生物指标不合格。

3、中压紫外线消毒器的中压紫外线杀菌技术的杀菌效力强:

由于不同种类微生物对紫外线敏感程度不一样,从而达到同样的杀菌效率所需要的紫外线剂量有很大的差别,如对大肠杆菌,杀灭90%(1 Log)的大肠杆菌所需紫外线剂量5.4mJ/cm25400uw.s/cm2),而同样杀灭90%(1 Log)黑曲霉菌需要紫外线剂量137mJ/cm2(137,000uw.s/cm2);标准机构在评定紫外线设备的杀菌效率时,会选择相应的指示微生物,美国EPA选择的是大肠杆菌,ONORM标准选择的是MS2噬菌体,脱离目标微生物去谈Log杀菌效率本也是不正确的。目前中国在市政供水紫外消毒应用中对紫外线RED剂量一般要求为25-30mJ/cm2,,以大肠杆菌的杀灭率为例,在相同的RED剂量条件下,中压紫外消毒器的杀灭率可达99.99%;而对相同紫外剂量的消毒器来说,中压紫外消毒的处理量zui高可达到低压紫外消毒器的6倍。

关于紫外线剂量的计算方式主要有以下三种方式,采用哪一种方式进行计算的剂量,同一套系统所得出的剂量值也有非常大的差别:

数学平均计量模式:缺点是没有考虑介质的流型,假设所有经过消毒室的停留时间都是相同的,而实际介质在消毒室内有短流,也有折流,其在消毒室的停留时间也不同。

CFD(计算机流体力学模型)平均计量模式:通过计算机流体力学软件模拟介质在消毒室内的流型,将实际的停留时间乘以强度得出的剂量,相比数学平均,了很多,但没有考虑有一部分微生物没有被杀死及一部分进入腔体既被杀死而依然停留在腔体内所消耗的紫外线剂量;这对预测消毒效率有非常大的影响!

CFD RED (计算机流体力学模型 等效剂量模式):目前被EPA及其他机构认可的剂量计算模式,避免以上两种模型的缺陷,能比较准确的预测紫外线系统的杀菌效率,在国外饮用水消毒,制药化妆品等高品质消毒中广泛采用。

4、中压紫外线消毒器的中压紫外线杀菌技术具有使用成本优势:

一般来说。对处理水量超过100吨/小时,且紫外线照射剂量要求比较高的系统来说,为满足相应要求,低压紫外消毒器消毒需要多套低压系统平行使用,这样就大大增加了系统的初期投资成本和建安成本(相应的基建、管道),且给日常维护管理带来诸多不便。

下面以一支3.5Kw灯管中压紫外消毒器系统和相应低压紫外消毒器系统的年均运行维护成本进行对比:


低压紫外线消毒器

年均成本(RMB

中压紫外线消毒器

年均成本(RMB

灯管(寿命一年)

12

12×250030000

1

1×8000=8000

石英套管(寿命3年)

12

12×2500÷3=10000

1

1×8000÷3=2700

整流器(寿命5年)

12

12×3000÷3=12000

0

总年均成本


52,000


10,700

通过对比可见,仅从单只灯管来讲,中压紫外消毒器系统年平均维护保养成本相对低压紫外消毒器就可节省40000多元人民币;而对日处理量万吨以上的系统,考虑到初期基建,管道成本和多灯管运行,中压紫外消毒系统可节省的费用就相当可观了。

综合上述,中压紫外线消毒器系统无论在杀菌效力,杀菌稳定性和长久性控制,还是在工程造价及日常维护保养等方面都远远优于低压紫外线消毒器。可见在我国新一轮的自来水厂升级改造和新建扩建中,中压紫外线消毒器是明智的选择。


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