紫外线消毒技术在污水处理中的应用

介绍了紫外消毒的机理、影响紫外消毒的因素以及紫外消毒装置的基本结构形式。阐述了紫外消毒的现状和应用前景 ,提出紫外消毒可能取代传统的化学消毒法 ,在污水处理 ,特别是回用水的处理中得到广泛的应用。     

污水紫外消毒微生物光复活原理及其控制技术

紫外消毒技术因其具有操作简单、无有害副产物、经济高效等优势,在污水处理中越来越广泛被应用.但其无剩余消毒能力,微生物在光照条件下进行修复而实现复活,从而导致出水微生物数量增多.综述了国内外紫外消毒出现的光复活现象,阐述了污水紫外消毒微生物光复活原理和控制技术.     

超声波对城市污水处理厂出水消毒的研究

对于城市污水处理厂出水，传统消毒方法存在很多的弊端，实验对超声波消毒进行研究，探索城市污水处理厂出水消毒的新工艺。采用21.51 kHz与32.36 kHz 2个频率的超声波,通过改变超声波的频率、强度、辐照时间等因子，考察总大肠菌群的灭活情况。对超声波消毒效果、消毒机理及超声波与紫外线协同消毒效果进行了研究探讨。结果表明，超声消毒效果随超声时间及声密度的增大而增大；时间和声密度相同情况下，32.36 kHz超声的消毒效果强于21.51 kHz；对水体进行少量曝气时，消毒效果明显增强。超声波消毒技术与紫外消毒技术联用，10 s超声波预处理加20 s紫外消毒，总大肠菌群灭活率可达到4.5个对数单位，要优于1 min紫外消毒达到的3.7个对数单位，且能耗更低。     

水质对紫外消毒在两种典型再生水中应用的影响

以大肠杆菌为对象，研究了再生水水质变化对紫外消毒效果和光复活的影响。结果表明，紫外对大肠杆菌有很强的灭活作用，在紫外剂量为4mJ／cm^2时，大肠杆菌的灭活率达到了4．41个对数级。腐殖酸、铁和2种再生水水体中其他溶解性物质会影响光吸收和紫外透射率，但对紫外消毒动力学无影响。在颗粒物浓度为0～200mg／L的范围内，外源高岭土和活性污泥等颗粒物的投加对紫外消毒效果影响较小，而再生水水样W1中原有的2．61／1：g／L的颗粒物则会极大地影响消毒效果，使UV对细菌的灭活出现明显的拖尾现象。腐殖酸会增强紫外损伤大肠杆菌的光复活能力，但2种再生水中细菌的光复活能力相对磷酸盐缓冲溶液（PBS）中减弱，减弱程度在不同水样中有所不同。     

紫外与次氯酸钠消毒效果及影响因素研究

选取大肠埃希氏菌(Escherichia coli)为示踪菌种,研究了紫外消毒和次氯酸钠消毒的灭活效果(用对数灭活率来衡量),进行了实时荧光定量聚合酶链式反应(PCR)检测,同时考察了浊度、Fe3+浓度、有机物对紫外消毒的灭活效果影响,以及pH、氨氮浓度对次氯酸钠消毒的灭活效果影响。结果表明:(1)紫外消毒和次氯酸钠消毒对大肠埃希氏菌均有较好的灭活效果。紫外辐射剂量为15mJ/cm2时即可达到4.55的对数灭活率;次氯酸钠投加量为2.5mg/L,消毒时间30min即可100%灭活。(2)当紫外辐射剂量为15mJ/cm2时,浊度、Fe3+浓度增加或投加腐殖酸均可使紫外消毒的灭活效果变差。(3)pH升高或者氨氮浓度增大均会导致次氯酸钠消毒的灭活效果变差。     

紫外消毒器辐射剂量模拟与设备设计

基于拉格朗日方法建立了耦合流体流动、紫外光强辐射与粒子辐射剂量的数值计算模型。利用该模型对工业尺寸的紫外消毒设备进行了模拟计算,获得了消毒设备内的场量信息;展示了利用CFD模拟优化设计紫外消毒反应器的方法;讨论了设置挡板和改变灯管布置2种方式对粒子辐射剂量的影响,计算结果表明,调整辐射场对紫外消毒设备性能的改善程度明显高于改变流动状态。     

超声波/紫外线一体化反应器用于污水消毒的中试研究

采用自行设计的超声波/紫外线一体化推流式反应器对污水厂二级出水进行消毒实验,考察了超声波协同紫外线消毒的消毒效率以及对消毒过程对水质和紫外灯管结垢的影响。结果表明:超声波协同紫外线消毒可以强化单独紫外线的消毒效率,且超声波功率密度越大,水力停留时间越长,消毒效果越好;当超声波功率密度为70 W·L-1,水力停留时间60 s时,粪大肠杆菌的对数去除率可以达到3.85 log,比单独紫外消毒增加了40.7%。同时,超声波协同紫外线消毒还可以降低紫外灯管的结垢速率。虽然超声波的引入会对水质(COD、UV254和浊度)产生轻微波动,但是并不影响出水水质。     

MBR出水氯、紫外、臭氧单独与组合消毒

采用氯、紫外和臭氧单独与2种组合工艺对MBR工艺中试出水进行了消毒实验,研究了不同消毒方式对指示性微生物的去除效果以及消毒副产物三卤甲烷(THMs)生成量随有效氯投加量的变化。结果表明,组合工艺消毒效果明显优于单独消毒效果,紫外剂量为25 mJ/cm2与有效氯投加量为3 mg/L的紫外与氯组合、臭氧投加量为6 mg/L与有效氯投加量为4 mg/L的臭氧与氯组合2种工艺消毒后出水中的总大肠菌群指标均满足《污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)的要求。THMs生成量随着有效氯投加量的增加而增加。相对紫外与氯组合消毒,臭氧与氯组合消毒可以大幅度降低THMs生成量,有效氯投加量为4 mg/L时,THMs生成浓度为14.11μg/L,比氯单独消毒过程降低了37.19%。     

紫外线杀菌效能的研究

自来水的消毒目前普遍采用氯及含氯化合物药剂，消毒过程中产生三卤甲烷等致癌或致突变物质，从而造成水体的二次污染，许多国家已经禁止在消毒中使用含氯药剂。因此，具有安全可靠高效杀菌作用的紫外线消毒技术逐渐发展起来，并越来越受到人们的关注。但是紫外线的使用也有一定的限制，通过紫外线照射时间及进水浊度的变化，研究了具有一定照射强度的紫外灯的杀菌效能变化，并得出了紫外线具有最佳杀菌效果的进水极限浊度和照射时间。同时还研究了紫外线对具有不同抗性的细菌的系灭效率，为饮用水和污水的消毒处理提供了实验基础。     

基于CFD的两种紫外消毒模型的比较研究

为了预测紫外反应器的消毒效率,提高模拟的准确度,对两种紫外光强模型进行了比较分析。利用CFD技术,采用数值模拟的方法,对线源和柱源两种光强模型进行了光强分布以及消毒效率的模拟,并采用生物实验进行了验证。结果表明:与柱源模型相比,线源模型在近灯管处强度高42.3%,在1.2 cm处二者趋于一致;针对同一管式紫外反应器,透光率为95%时,线源模型的模拟结果偏大,柱源结果偏小;透光率为80%时,线源及柱源模型的模拟结果都偏大,流量及模型影响较小,透光率成为主要影响因素。综合比较,柱源模型适用于小型管式紫外灯消毒数值模型的开发。     

鼠伤寒沙门氏菌的紫外灭活及光复活抑制的研究

研究了鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学、在日光灯下的光复活现象以及氯对其光复活的抑制。结果表明,鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学曲线分为滞后区、一级动力学区、拖尾区三阶段,在PBS中的一级动力学失活速率常数为0.9041 cm2/mJ。而紫外灭活后的鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下存在光复活。当紫外剂量为10 mJ/cm2时,鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下照射3 h内发生明显的光复活,浓度从8.6×103CFU/mL增加到4.1×106 CFU/mL;但是在紫外消毒后,投加1 mg/L的氯可以有效抑制该细菌的光复活,投加2 mg/L的氯可以在10 min内全部灭活。因此,紫外-氯联合消毒能够有效的抑制鼠伤寒沙门氏菌细菌光复活,使其得到高效灭活。     

光化学氧化技术去除水中有机污染物的试验研究

以自来水为试验对象，对紫外－臭氧和紫外－二氧化钛两种光化学氧化技术对水中微量有机污染物的去除进行了试验研究，结果表明两种工艺的UVA（紫外吸光度）去除率均达到80％以上，对氯仿的去除也均能达到国家饮用水标准。在此基础上，自制了一种催化剂膜，并取得了预期的处理效果，有望在新型净水技术及设备的研制和开发上得到应用。     

水消毒处理中膜技术的应用

本文较全面地评述了膜技术在水消毒处理中的应用，包括消毒机理、效果及影响因素，展望了应用前景。     

电解法用于消毒的原理、技术特点与主要应用方式:电产次氯酸钠及电化学消毒

电解法是利用电能实现氧化还原反应的方法,其应用于消毒通常有电产次氯酸钠消毒剂和电化学消毒2种方式。为深入了解电产次氯酸钠及电化学消毒技术机理,进一步探讨电解法在水处理和公共环境卫生消毒领域的应用,从消毒原理、技术特点、使用方法和消毒应用方面,对电解法制备次氯酸钠与电化学消毒水处理技术进行了介绍与分析,并提出了目前存在的问题和技术发展前景,为该技术的实际应用提供参考。     

API MODEL 100A光路系统对二氧化硫测定值的影响

通过比较二氧化硫测定值与紫外灯强度、紫外检测器调节值及光电倍增管高压值的关系，提出二氧化硫测定值与紫外灯强度、光电倍增管高压值成正比，与紫外检测调节值成反比的结论，并对仪器校准提出了有效性建议。     

高原城市污水处理厂中5种典型有机紫外防晒剂含量及其去除

有机紫外防晒剂具有内分泌干扰效应、遗传毒性和生殖毒性等多种负面生物效应,其进入环境中的一个主要途径为工业废水排放及污水处理厂出水的排放。昆明地处高原,紫外线较强,有机紫外防晒剂的使用量逐年增多,因此选择了5种典型有机紫外防晒剂:胡莫柳酯(HMS)、甲氧基肉桂酸乙基已酯(EHMC)、二苯酮-3(BP-3)、4-甲基苄亚基樟脑(4-MBC)和奥克立林(OC)作为目标物质,利用气相色谱-质谱联用技术,检测了昆明市5座城市污水处理厂进水、二级生化处理及深度处理进出水中有机紫外防晒剂的含量,分析了不同二级生化处理及深度处理工艺对目标物质去除效率的影响。结果表明,目标物质的去除主要依靠二级生化处理工艺,3种工艺都有比较好的去除效果,其中缺氧-厌氧-缺氧膜生物反应器工艺相对来说更好。此外,深度处理也能有效去除目标物质,紫外消毒去除效果更好。5种目标物质的总去除率达58.76%~94.0%,可见还有一部分的有机紫外防晒剂迁移到了环境中,具有一定的环境与健康风险。     

自来水二氧化氯消毒控制三氯甲烷研究

对自来水二氧化氯消毒控制三氯甲烷形成进行了试验研究，二氧化氯预消毒替代预氯化消毒可以降低水中的三氯甲烷，预消毒处理后形成三氯甲烷的反应受温度和反应时间的影响。使用二氧化氯与氯配制的混合消毒剂消毒时，随二氧化氯含量增加，水中的三氯甲烷将明显减少。     

水体中化学需氧量的快速测定

介绍了一种快速测定水体中COD的新方法，该法将近红外光谱分析技术中的化学计量学方法应用到紫外可见光区域，对水体进行COD测试，并将结果和标准试验方法进行比较，取得了令人满意的结果。     

紫外-氯顺序灭活地下水源水中真菌的效能

以地下水源水中真菌为研究对象,研究了单独紫外线灭活、单独氯灭活以及紫外线-氯顺序灭活的灭菌效果,同时对单独消毒剂灭活进行了动力学研究,确定了其动力学参数。结果表明:单独紫外线灭活时,在相同紫外剂量(I·t)下,高紫外强度(I)下真菌的灭活效果优于低紫外强度的灭活效果;紫外线灭活符合一级光化学反应,其速率常数k为0.044~0.077 cm2·(m W·s)~(-1)。单独氯灭活时,氯浓度2.0 mg·L~(-1),作用30 min,真菌灭活率达到95%;氯衰减符合一级衰减模型,即氯灭活真菌符合一级动力学反应,其速率常数k为0.056~0.081 L·(mg·s)~(-1)。紫外线-氯顺序灭活时,高紫外剂量-低加氯量可以达到低紫外剂量-高加氯量的灭活效果;真菌完全灭活时,紫外剂量从5 m J·cm~(-2)增加到30 m J·cm~(-2),加氯量可降低1~2 mg·L~(-1),减少了消毒副产物的生成量,降低了生态环境风险;紫外线与氯顺序灭活具有协同效应。     

真空紫外灯动态降解空气中低浓度甲醛的研究

以集中空调中处理室内可挥发性有机物（VOCs）为应用背景，搭建了试验台。实验研究了真空紫外灯（主波长254nm，185nm）降解甲醛的影响因素以及产生O3的情况。研究表明，在产生的O3浓度低于室内空气质量标准（0．16mg／m^3）的情况下，真空紫外灯也能够高效地降解空气中低浓度甲醛（〈1mg／m^3）；甲醛降解率与反应器空气流速及甲醛初始浓度成反比；降解速率与甲醛初始浓度成正比，与反应器空气的流速成反比；绝对湿度对真空紫外灯降解甲醛有一定的影响；反应器空间大小对甲醛降解影响比较显著。应用于集中空调系统净化室内空气中VOCs，取得了很好的效果。