53.再生水紫外线消毒影响因素及控制措施

VVAT⋯sT￡R。N照消毒进水最低紫外线穿透率，最高悬浮固体的状况下设计。根据国外的文献报道以及几千座污水厂的运行经验，如果处理后污水的TSS≤30mg／L(即国家二级排放标准)，采用紫外线消毒可使大肠菌群控制在104个／L以下，若TSS≤10mg／L，则可有效控制在103个／L以下。毒进水中微生物种类是影响紫外线消毒效果的重要因素之一。污水中细菌、病毒的种类繁多，且对紫外线的抗性不同。有些微生物对于紫外线比较敏感，去除率较高，如粪大肠菌；而有些微生物则需用较高的紫外线剂量进行灭杀。如灭活4—1og腺病毒须紫外线剂量167mJ／cm，灭活4．9一logMS2噬菌体须紫外线剂量139mJ／cm。一般革兰氏阴性菌最易被杀死，其次为葡萄球菌属、链球菌属和细菌芽孢。真菌孢子抵抗力最强，病毒比细菌孢子抵抗力低。此外，紫外消毒对各类抗生素抗性菌的灭活效果也不尽相同。Meckes对二级处理后的砂滤出水进行了紫外线消毒研究，发现45mJ／cm紫外线剂量消毒后，水中四环素抗性大肠菌群或氯霉素抗性大肠菌群比例分别从消毒前的3．1％和0．2％升高至16．6％和1．3％，消毒后这两种抗性菌群的比例显著高于消毒前。本课题组研究亦表明紫外线消毒对城市污水厂二级处理出水中各类抗生素抗性菌的灭活效果存在差异，相比于总异养菌群，四环素抗性菌对紫外线的耐受性更高；经过20mJ／cm。紫外线消毒后，二级出水中四环素抗性菌的比例显著升高。进水中微生物浓度也是影响消毒效果的重要因素，微生物浓度越高，则需要的紫外线剂量越高。城市污水中含有多种微生物，其中粪大肠菌在二级出水、三级出水中浓度分别为41～78CFU／mL、1．1～4．8CFU／mL；隐孢子虫浓度分别为0-9oocysts／L、0～0．4oocysts／L。因污水中微生物存在紫外线抗性等原因，再生水消毒过程中，紫外线剂量应依据不同消毒对象对理论剂量进行校正。例如，对一般细菌约须7倍理论紫外剂量，但对病毒(噬菌体)无须大幅校正。1．2紫外线剂量的影响紫外线剂量直接影响紫外线的消毒效果，紫外线剂量是紫外线光照强度与辐照时间的乘积。除大肠杆菌对紫外光强较敏感州外，大部分污水中微生物，在相同紫外线剂量下不同光照强度及辐照时间的影响不显著。因此，实际工程中通常只考虑紫外线剂量对病原微生物的灭活效果。国家标准《城市给排水紫外线消毒设备》(GB／T19837—2005)中规定，紫外线消毒作为城市杂用水主要消毒手段时紫外线消毒设备时，在峰值流量和紫外灯运行寿命终点时，考虑紫外灯结垢影响，紫外线有效剂量不应低于8OmJ／cm。我国三级出水条件下不同紫外线剂量对大肠杆菌的灭活效果研究表明：随着紫外线剂量的增加，大肠杆菌灭活率逐渐增加，但增加速率逐渐减慢；当紫外线剂量大于40mJ／cm以上时，灭活率达到最大值。继续增加紫外线剂量并不能再增大灭活率，其原因与水中悬浮物的存在相关。有研究表明，紫外线很难穿过粒径大于40m的颗粒。对于粒径低于10m的颗粒紫外线可以穿透，灭菌只需要较低的紫外线剂量即可。正是由于颗粒物的存在，随着紫外线剂量的增加，微生物的存活数会达到一个“尾效应”。这说明和颗粒结合的微生物是决定紫外消毒最终效果的重要因素。1．3设备运行状况的影响紫外线灯管老化与紫外线套管结垢是影响紫外线消毒效果的主要设备因素。在运行一段时间后，紫外线灯管会发生老化现象，导致有效紫外线辐照剂量下降，降低紫外线灭活病原微生物的效果。紫外灯套管的结垢与消毒水量、水质有关，相关研究表明，Fe3+的存在易加速紫外线套管的结垢现象。实际应用中的紫外线消毒装置需配备相应的紫外线光强传感器，使水厂能够随时监控紫外线灯的运行状况，及时发现灯管老化及套管结垢等问题。根据美国EPA的统计经验，普通低压灯及低压高强灯每3个月评价一次灯管状况，中压灯为2个月。同时，美国EPA推荐再生水厂紫外线套管结垢清洗主要有三种方法，包括离线化学清洗(of-linechemicalcleaning，OCC)、在线化学清洗(on—linemechanicalcleaning，OMC)、在线机械一化学联合清洗(on—linemechanical—chemicalcleaning，OMCC)。对于OMC及OMCC方法，需每半年检测紫外反应器水垢生成情况；而对于OCC方法，需要每月检测。2紫外消毒后细菌复活特性及其控制措施紫外线消毒不能提供持久的消毒效果，被紫外线照射后的部分微生物可以修复紫外线造成的损伤，重新获得活性，这使经过紫外线消毒后的再生水安全利用存在一定生物风险。因此，实际工程中紫外线消毒后微生物的复活现象值得关注。2．1再生水紫外线消毒后的复活规律紫外线照射微生物后，在微生物DNA链上主要形—1_———————————————一——1R＆VVASTEWATERlNFORMA