明渠式紫外线消毒器是一种利用紫外线光辐射对流动水体中的微生物进行灭活处理的物理消毒设备。其核心组件通常安装于开放的明渠水道中,水体在重力或泵送作用下流经消毒区域,接受特定波长的紫外线照射,从而达到消毒目的。 一、工作原理
该系统基于紫外线对微生物遗传物质的破坏作用。其工作流程包括三个主要部分:水流组织、紫外线照射与剂量控制。
1.水流组织与暴露:待处理水通过进水口流入一个开放或半开放的矩形渠道。在渠道内,水流受到特定导流结构的控制,以确保其以相对均匀的速度和有限的深度流经后续的消毒模块区域。均匀的水流分布是保证所有水体均能接受有效照射的前提。
2.紫外线辐射:消毒模块由多个紫外线灯管组成,这些灯管平行于水流方向或垂直于水流方向安装,并密封于石英套管之内。套管允许紫外线穿透,同时将灯管与水隔离。灯管通电后,发射出特定波段的紫外线辐射。当水流以设计的流速和深度流过这些灯管阵列时,水体中的微生物直接暴露于紫外线辐射场中。
3.微生物灭活:紫外线的光子能量被微生物的遗传物质吸收,引起相邻的胸腺嘋啶分子形成二聚体。这种损伤阻碍了遗传物质的复制与转录,导致微生物失去繁殖能力,从而实现灭活。紫外线的杀菌效果主要取决于微生物所接收到的紫外线剂量,该剂量是水体所受紫外线辐照强度与暴露时间的乘积。
4.系统监测与控制:系统配备紫外线强度传感器,实时监测灯管输出的有效紫外线强度。同时,流量计监测通过的水流量。控制系统根据实时强度与流量,自动调节灯管输出功率或启闭部分灯组,以维持达到目标消毒效果所需的较低紫外线剂量。当强度低于设定值或剂量不足时,系统发出警报。
二、应用场景
明渠式紫外线消毒器主要适用于需要大规模、连续水流消毒,且对水头损失有要求或偏好开放式结构的场合。
1.市政污水处理:广泛应用于污水处理厂的尾水消毒。处理后的达标出水在排放至自然水体或回用前,经紫外线消毒可有效灭活其中的病原微生物,是一种不产生有害副产物的消毒手段。
2.工业废水处理:用于食品饮料、制药、化妆品等行业的工业废水排放前的消毒,满足环保排放要求。
3.再生水回用:在污水再生利用项目中,作为关键的消毒保障环节,确保回用水的微生物安全性。
4.海水养殖与水族馆:用于处理进入养殖池或展示池的水源,预防病原体引入,保障水生生物健康。
5.某些给水预处理:在特定的大型供水系统中,可作为原水或部分处理水的辅助消毒或生物污染控制措施。
明渠式紫外线消毒器优势在于处理流量大、不改变水的物理化学性质、无消毒副产物、接触时间短、占地相对紧凑。但其消毒效果受水体紫外线穿透能力影响明显,且无持续消毒能力。因此,常与预处理工艺结合使用,以确保水质满足紫外线透光率要求。