51.污水紫外消毒的困境及应对

R＆VVASTE、^『ATERlNFORMATION表1国内和国外选用紫外消毒的考虑因素对比选用目的国外国内杀菌效率效果好，开关方便、开启迅速电价低，能效比高电价高，优势不明显使用安全性无二次污染和副产无药剂运输之忧，运行物，运行安全、可靠安全杀菌效果杀菌广谱性(隐孢子国家有考核指标，能否虫、贾第鞭毛虫)通过检测消毒设备和技术成熟，大部分为制造商和产品种类多，技术支持拥有专有技术的专业人行门槛较低制造商，产品丰富，行业较规范维护管理维护简单，费用低维护简单设计设计体系完整，设计主要靠设备供货商提供标准严格，资料丰富，技术支持，设计方便，应用CFD模拟技术无资质限制，不受特种辅助设计设备安全监察条例等法规限制设备选型产品技术特点，消毒用户喜好，设备投资效果和效率用地占地小，无噪音占地小，布置方便长达3～7d，监管部门采样检测的频率很低。而且由于测定中过程环节多，存在较多人为因素，导致各方对检测结果有争议，监管难度大。因此各地对粪大肠杆菌数的达标监管往往不像COD、BOD和ss等其他指标那么严格，监管的宽松更增加了达标的难度。3污水紫外消毒不达标原因分析3．1紫外剂量不足是消毒不达标的主要原因关于紫外消毒谈论最多的一些关键词是“击昏”和“复活”。因为在实际污水处理厂运营管理中发现靠近紫外消毒器的出水取样点粪大肠杆菌群数量要低于流行一段距离后的取得的检测数值，所以误解为细菌先被击昏然后又复活了。但从严格意义上来讲，紫外消毒的原理本来就不是杀灭，而是阻碍大肠杆菌DNA生物合成，即复制功能。当DNA和RNA的嘌呤和嘧啶吸收紫外光后，DNA分子形成嘧啶二聚体，即两个相邻的嘧啶共价连接，二聚体出现会减弱双键间氢键的作用，并引起双链结构扭曲变形，阻碍碱基间的正常配对；另外二聚体的形成，会妨碍双链的解开，因而影响DNA的复制和转录。微生物的自我复制是生命延续的本源，丧失了复制功能的大肠杆菌在检测时的分离培养环节才能显现出受到的紫外损害情况，也就是消毒效果的好坏。微生物的光复活是自然界存在的普遍现象，除少数生物如病毒和枯草杆菌外，从低等单细胞生物一直到鸟类都含有光致活酶而具有光修复能力。即在可见光照射下激活光复活酶，分解因紫外线照射而形成的嘧啶二聚体，使DNA复制得以继续的能力。光复活修复的主要方式包括：DNA聚合酶的“校正”修复、光复活酶直接修复、切除修复、重组修复、错配修复和SOS修复六种。除了光修复，大肠杆菌还具有暗复活的能力，1958年R．L_希尔证明即使不经可见光的照射，大肠杆菌也能修复它的由紫外线所造成的DNA损伤，而后又证明其他微生物也有这种功能。暗修复方式包括切除修复和复制后修复两种，普遍地存在于原核生物、低等真核生物、高等真核生物的两栖类乃至哺乳动物。因此从理论上讲紫外消毒剂量决定了消毒后微生物的自我修复能力，剂量越大，微生物的DNA复制结构破坏越严重，修复能力越低，修复时间越长；如果剂量较小，微生物可在适宜的环境下很快修复，进而具备复制繁殖功能，导致灭活率低。3．2消毒器设计缺陷和市场无序竞争是紫外消毒不达标的诱因污水紫外消毒在国外也是较新的技术，几乎被同时引进国内，需要要强大的基础理论研究和技术研发支撑，即使在技术力量雄厚的北美地区，消毒器的开发也在不断改进，包括电光转换效率、消毒器内流场控制、套管清洗方式、灯管功率、水位控制、整流器、传感器和控制系统等许多方面。而国内许多用户和设备制造商却存在一种误区，认为紫外消毒和生活中使用的日光灯一样简单，只是紫外灯管+支架+控制电路，片面考虑设备的价格而非内在技术含量和性能。一些不具备专业生产资质的厂家采用不符合要求的元器件进行组装，以次充好，为降低成本缩减灯管数、出水控制堰、可变输出整流器、紫外光强传感器等关键配置。而无序的市场竞争又促使厂家不按《城市给排水紫外线消毒设备》(GB／T19837—2005)的规定取值，一方面片面夸大产品的性能参数，另一方面偷换概念以理论剂量替代有效剂量，不经验证自定结垢系数、老化系数、石英套管透光率。使产品的实际性能远低于消毒所需的紫外剂量。对于消毒器的关键部件——水位控制器只是刻意模仿，形似而无法神似，无法实现对水位的精确控制。另外，套管自动清洗设备运行效果不佳、控制系统灯管状态监测工作异常、设备器R＆＼^／ASTEWATERINFORMATIoN没有经过CFD模拟，存在短流，穿透等情况都导致紫外消毒不可能达标。3．3设计是紫外消毒能否达标的重要因素作为用户和产品供货商之间的纽带，设计也是影响到紫外消毒能否达标的重要因素。正确的设计参数取值，设备型式的确定，土建结构的合理与否都直接影响到消毒的效果。然而设计人员专业知识的缺乏，技术手段落后使用户在选择设备时已陷入了误区。对于紫外消毒新技术，设计人员往往没有在学校经过系统培训，不像一个泵站或加药间，不