摘要：闡述了紫外線(UV)消毒滅菌的紫外基本原理、消毒器的線消結構形式以及國內外應用概況，探討了污水采用UV消毒存在的毒工主要問題及改進方向。指出UV消毒法有可能取代傳統的藝應用概氯化消毒法，尤其在污水再利用工藝中具有廣闊的紫外應用前景。

關鍵詞：消毒 紫外線 UV消毒器

20世紀70年代以后，線消人們發現傳統的毒工氯消毒會產生致畸、致癌、藝應用概致突變的紫外鹵代烷等副產物［1］，而UV消毒法則具有不投加化學藥劑、線消不增加水的毒工嗅和味、不產生有毒有害的藝應用概副產物、消毒速度快、紫外效率高、線消設備操作簡單、毒工便于運行管理和實現自動化等優點，近20年來逐漸得到廣泛應用。

1　消毒原理

根據生物效應的不同，將紫外線按照波長劃分為四個部分：A波段(UV—A)，又稱為黑斑效應紫外線(400～320nm)；B波段(UV—B)，又稱為紅斑效應紫外線(320～275nm)；C波段(UV—C)，又稱為滅菌紫外線(275～200nm)；D波段(UV—D)，又稱為真空紫外線(200～10nm)。水消毒主要采用的是C波段紫外線。

研究表明，紫外線主要是通過對微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體) 的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死，從而達到消毒的目的。紫外線對核酸的作用可導致鍵和鏈的斷裂、股間交聯和形成光化產物等［2］，從而改變了DNA的生物活性，使微生物自身不能復制，這種紫外線損傷也是致死性損傷。

2　UV消毒器的結構形式

UV消毒器按水流邊界的不同分為敞開式和封閉式。

2.1　敞開式系統

在敞開式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流經UV消毒器并滅活水中的微生物。敞開式系統又可分為浸沒式和水面式兩種。

浸沒式又稱為水中照射法，其典型構造如圖1所示［3］。將外加同心圓石英套管的紫外燈置入水中，水從石英套管的周圍流過，當燈管(組)需要更換時，使用提升設備將其抬高至工作面進行操作。該方式構造比較復雜，但紫外輻射能的利用率高、滅菌效果好且易于維修。

系統運行的關鍵在于維持恒定的水位，若水位太高則燈管頂部的部分進水得不到足夠的輻射，可能造成出水中的微生物指標過高；若水位太低則上排燈管暴露于大氣之中，會引起燈管過熱并在石英套管上生成污垢膜而抑制紫外線的輻射。圖1中采用自動水位控制器(滑動閘門)來控制水位。在自動化程度要求不高的系統中，也可以采用固定的溢流堰來控制水位［4］。

水面式又稱為水面照射法［5］，即將紫外燈置于水面之上，由平行電子管產生的平行紫外光對水體進行消毒。該方式較浸沒式簡單，但能量浪費較大、滅菌效果差，實際生產中很少應用。

2.2　封閉式系統

封閉式UV消毒器屬承壓型，用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來，結構形式如圖2所示。

筒體常用不銹鋼或鋁合金制造，內壁多作拋光處理以提高對紫外線的反射能力和增強輻射強度，還可根據處理水量的大小調整紫外燈的數量。有的消毒器在筒體內壁加裝了螺旋形葉片以改變水流的運動狀態而避免出現死水和管道堵塞［6］，所產生的紊流以及葉片鋒利的邊緣會打碎懸浮固體，使附著的微生物完全暴露于紫外線的輻射中，提高了消毒效率 。

封閉式也劃分為敞開式和浸沒式。敞開式消毒器適用于中、大水量處理，多用于污水處理廠。封閉式消毒器一般適用于中、小水量處理或有必要施加壓力且消毒器不能在明渠中使用的情況。

各種系統中外罩密封石英套管的紫外線燈管都可以與水流方向垂直或平行布置［7］。平行系統水力損失小、水流形式均勻，而垂直系統則可以使水流紊動，提高消毒效率。 