
一、應用中的一般常識 1、 應用領域的分類 ----紫外線(xiàn)殺菌燈在(zài)水(shuǐ)處理領域有廣泛(fàn)的(de)用途。 ----水處理(lǐ)(water treatment)從處理對象分,它包括廢水處理、城市供水(shuǐ)處理、飲用水處(chù)理、純淨水處理、養(yǎng)殖場水處理;從原理上分,有消(xiāo)毒、殺菌、光分解降解及其它光化反(fǎn)應;從使用紫(zǐ)外線殺菌燈的方法來分,有直接(jiē)把燈放入水中,稱為浸沒式(shì);紫(zǐ)外線燈(dēng)放入套管裏使用,稱為過流式。(目前主要采用的是過流式的方法。) ----紫外線殺菌燈在(zài)水處理主要應用它的殺菌功能,比如過流式的設備工作原理是這樣的:經水泵產生壓力的一定流速的水流流過能透紫外的(de)石(shí)英套管外圍,紫外線燈產生的254nm紫外線對水進行消(xiāo)毒、殺菌。其特點是水流流速很快,一般在石英外(wài)套流過的時間為不超過1秒,因(yīn)此要求殺(shā)菌燈的紫外線強度是很高的,一般要求在表麵(miàn)強度超過30000uw/cm2。要產生如此高的紫外線強度,需(xū)選用高強度大功率的紫(zǐ)外(wài)線殺菌燈。如果仍然(rán)想通過延長時間來提高消毒效(xiào)果,那麽一般選用較(jiào)長的燈(dēng),做較長的設備,或在不鏽鋼外壁(bì)上處理成渦(wō)流旋轉式結構,來延長水(shuǐ)流過的時間。 ----對於高檔產品,過流式消毒(dú)方法不僅要配較複(fù)雜的結(jié)構;還(hái)有複雜(zá)的控製係統,如(rú)紫外線強度監測係統,水溫監測係統,消毒時(shí)間累積,紫外線燈監(jiān)控、故障報警(jǐng)、自(zì)動聲光報警等係統。此(cǐ)外,過流式設備對環境與處理對(duì)象也有要求,如水的溫度、水的透明度對消毒效果有很大的(de)影響。紫外線殺菌燈工作時表麵最佳溫度為40℃,溫度過(guò)高(gāo)或過低都會影響紫外(wài)線輸出效果;水的透明度越差(chà),紫外線越易被吸收,利用率就越(yuè)低。 ----與過流式相比,浸沒式結構簡單。紫外線殺菌燈直接放在水(shuǐ)中,這種方法可用於流動的動態水(shuǐ),也可用於靜態水。這種處理方法要注意燈管有(yǒu)可能由於意外情況發生破裂;長(zhǎng)時間處(chù)理,燈管表麵會被(bèi)水中藻類等(děng)汙染物覆蓋,將嚴重影響紫外線透出。對(duì)不同對象的水體進行消毒,主要(yào)要了解水質變動(dòng)情(qíng)況和水對紫外線的透過率。 在水處理,除消毒殺菌外,紫外線燈還用於光催化反應,但(dàn)目前隻停留在試驗室(shì)研究階段。 2、產(chǎn)品的一般設計 ----對設備的設計,除了相關結構和電控部份設計之外,一項重要指標是消毒效果,消毒效果我們一般用(yòng)紫外(wài)線(xiàn)輻照劑量來衡量,即254nm紫外線輻照強度×照射時間。輻照強度可以根據外套管離燈管表麵距離來(lái)測試強度,處(chù)理時間(jiān)要根據(jù)水流量、水壓力、進水管尺寸來定,也可實測(cè)。理論上,照(zhào)射劑量要達到(dào)30000uw.s/cm2,劑量越高,對細菌(jun1)殺滅率越高。 ----實際上,照射劑量在係統工作時(shí)是很難測試的,主要是水體在設備中流過的時間往往(wǎng)難以估計和(hé)測試(這還和設備內部結構設計有關(guān)),所以(yǐ)通常(cháng)用水流量和紫外線(xiàn)燈功率的比(bǐ)例關係來衡量消毒效果。 ----水流量一(yī)定,則需要一(yī)定總功(gōng)率的紫外線燈,但總功率一定,還有多種選擇(zé)方案(àn)。如果選擇總(zǒng)功率600瓦的紫外(wài)線燈,可選擇30隻20瓦的燈,也(yě)可選擇20隻30瓦的燈,還可選擇(zé)6隻100瓦的燈等。即使單隻燈功率一定了,燈(dēng)的(de)長度還不(bú)一定。可(kě)選擇(zé)較短的高強度燈(dēng),也可選擇較長的高效率(lǜ)燈。具(jù)體設計時, 考慮設備的長度、體積(jī),如果允許設備長,不能太大,則采用細長的燈,這樣支數相應減少,內腔空腔可縮小。相反,設備設計不能長,可大的,則選用紫外線燈管時,宜采用較小功率,支數較多(duō)的。對(duì)於選擇支數較少紫外線燈時流過石英外套管的水層厚度要厚,紫(zǐ)外線(xiàn)在水中比(bǐ)在空氣中更容易衰減,它的衰減係數比可見光在水中的(de)衰減要大得多。隻(zhī)能(néng)允許水層厚度在(zài)1cm左右,如果更厚,則需浪費更多的紫外線來達到相同的消(xiāo)毒效果。即紫外線燈應用效率會降低。 2、 燈的選用 ----在水處理中,尤其在廢水處理(lǐ)中,應用高強度的紫外線燈是很有必要的。因為如果使用較多數量的紫外線燈,那麽鎮流(liú)器數量也多,線路更複雜,控製部分也更複雜,往往壞一隻燈,就要(yào)停機更換,檢修(xiū)。而燈和鎮流器使用數量越多,壞掉一隻的概率也就越大。 ----在傳統的紫外(wài)線燈中,功率一般(bān)隻能做到幾十(shí)瓦,如傳統規格40瓦、30瓦。如果用到大(dà)流(liú)量水處理,總功率需幾千瓦,紫外(wài)線(xiàn)燈的數量要用到數十隻到上百隻(zhī),設備龐大(dà),控製線路也(yě)很複雜。當用大功率(lǜ)的紫外線燈,如300瓦(wǎ),那麽,燈和鎮流器數量將會大大減少,可(kě)簡化設備。提高設備安全可靠性(xìng),降低設備的故障發生率。 ----高(gāo)強度的(de)紫(zǐ)外線燈在水處理中(zhōng)使用,可分別選擇有臭氧(yǎng)和無臭氧燈。所(suǒ)謂有臭氧燈,指這種燈(dēng)能透185nm譜線(汞的(de)特征譜線),這(zhè)種譜線在空氣中(zhōng)能電離空氣產生臭氧。據國外的試驗研究(jiū),185nm的紫外線在水中能產生光化反應,即電離H2O產(chǎn)生(shēng)-OH(羥基(jī)),-OH有很強的氧化性,可礦化分(fèn)解水中的有機 物,降低TOC。但是一般的低壓汞燈,本身功率不大,185nm紫外線隻占燈管所耗電能的20%,其效果不顯(xiǎn)著,隻有大功率的紫外線燈才能表現出一定效果。 ----在水處理除(chú)了應用紫外(wài)線燈消毒殺菌之外(wài),還可用到紫外線(xiàn)燈的另外的作用原(yuán)理。這就是光催化反應(yīng)。這種原理現已被成功用於空氣淨化。我(wǒ)們在市場上看到的(de)光催化空氣淨化器就是用到該原理(lǐ)。在飲用水和廢水淨化方麵,國內目前有數十(shí)家大學和企業在研究(jiū),被認為是高(gāo)效、最有前(qián)景的廢水、廢氣治理方法,是國內(nèi)外研究的熱點。 ----目前,光催化活性較好的是TIO2。理論上,波長小於387nm的紫外線都(dōu)能對TiO2激化而產生羥基而起到催化氧化的作用。市場上,我們可看到兩個波長的紫外(wài)線燈,一種是254nm,一(yī)種是365 nm的紫外線燈,這兩種燈現都已成功用於光催化反應的應(yīng)用中, 254nm的(de)紫外線燈(dēng)也就是通常的殺菌(jun1)燈,是由汞原 子發(fā)出的譜線。365nm譜線的(de)燈,通常見到的是采用專用的黑色的透紫(zǐ)外線玻璃;另一種是采用石英玻璃,塗覆365nm的紫光粉,采用石英材料的透光率要高,但其成本也相應增高。 ----用在水處(chù)理,通常選(xuǎn)用(yòng)254nm的(de)紫外線燈做光催化反應(yīng),這實際用到了(le)254nm的(de)雙從作用,一是直接殺菌,一是光催化產生羥基礦(kuàng)化降解和殺菌。在空氣淨化方麵,目前365nm的黑光管和254nm的石英燈都(dōu)已有人成功運(yùn)用,本公司已開發峰值波長為312nm的紫外線燈,該燈(dēng)種光譜在UV-C、UV-B、UV-A等波段均有分布,可對光催化效率大大提高,是光催化(huà)應用首選燈(dēng)種!