一、應用中的一般常識 1、 應用領域的分類 ----紫外線殺菌(jun1)燈在水處理領域有廣泛的用途。 ----水處理(water treatment)從處理對象分,它包括廢水處理、城市供水(shuǐ)處理、飲用水處理、純淨水處理、養殖場水處理;從原理上分,有消(xiāo)毒、殺菌、光分解降解及其它光化反應;從使用紫外線殺(shā)菌燈的方(fāng)法(fǎ)來分(fèn),有直接把燈放入水中,稱為浸(jìn)沒式;紫外線燈放入套管裏使用,稱為過流式。(目前主要采用的是過(guò)流式的方法。) ----紫外線殺(shā)菌燈在水處理主要應用它的殺菌功能,比如過(guò)流(liú)式的設備工作原理是這樣的:經水(shuǐ)泵產生壓力的一(yī)定流速的水流流(liú)過能透紫外的石英套管外圍,紫外線燈產生的254nm紫外線對水進行消毒、殺菌。其特點是水流流速(sù)很快,一般在石英外套流過的時間(jiān)為不超過1秒,因此要求(qiú)殺菌燈的紫外線強度是很高的,一般(bān)要(yào)求在表麵強度超過30000uw/cm2。要產生如此高的紫(zǐ)外線強度(dù),需選(xuǎn)用高強度大功率的紫外線殺(shā)菌燈。如(rú)果仍然想通過延長時間來提高消毒效果,那麽一般選用較長的燈,做(zuò)較長的設備,或在不鏽鋼外壁上處理成渦流旋轉式結構,來延長水流過的時間。 ----對於高檔產品,過流式消(xiāo)毒方法不僅要配較複雜的結構;還(hái)有複雜的控製係統,如紫(zǐ)外線強度(dù)監測係(xì)統,水溫監測係統,消毒時間累積,紫外線燈監控、故(gù)障報警、自動聲光報警等係統。此外,過流式設備對環境與處理對象也有要求,如水的溫(wēn)度、水的透明度對(duì)消毒效果有(yǒu)很大的影響。紫(zǐ)外線殺菌燈工作時表麵******溫度為40℃,溫度過高或過低都會影響紫外線輸出效果;水的透明度越差,紫外線越易被吸收,利用率就越低。 ----與過流式相比,浸沒式結構簡單。紫外線殺菌(jun1)燈(dēng)直(zhí)接放在水中,這種方法(fǎ)可用於流動的動態水,也可用於(yú)靜態水。這種處理(lǐ)方法要注意(yì)燈管有可能由於(yú)意外情況發生破裂;長時間處理,燈管表麵會被水中藻類等(děng)汙染物覆蓋,將嚴重影響紫外線透出。對不同對(duì)象的水體進行(háng)消毒,主要要了解水質變動情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(yòng)於光(guāng)催化反(fǎn)應,但目前隻停留(liú)在試驗室研究階(jiē)段。 2、產品的一般設計 ----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(guǒ),消毒(dú)效果我(wǒ)們一般用紫外線輻照劑量來衡量,即(jí)254nm紫外線輻照強度×照射時(shí)間。輻照強度可以根據外套管離燈管表麵距離來測試強度,處理時間要(yào)根據水流量、水(shuǐ)壓力、進水管尺寸來定,也可實(shí)測。理論上,照射劑量要達到30000uw.s/cm2,劑量越(yuè)高,對細菌殺滅(miè)率越高。 ----實際上,照(zhào)射劑量在係統(tǒng)工作時是很難測試(shì)的,主要是水體在(zài)設備(bèi)中(zhōng)流過(guò)的時(shí)間往往(wǎng)難以估計和測(cè)試(這(zhè)還(hái)和設備內部結構設計有關),所以通常用(yòng)水流量和紫外線燈功率的比例(lì)關係來衡量消毒效果。 ----水流(liú)量一定,則需(xū)要一定總功率(lǜ)的紫外線燈,但總功率一(yī)定,還有多種(zhǒng)選擇方案。如果選擇總(zǒng)功率600瓦的紫(zǐ)外線燈,可選擇30隻20瓦的燈,也可選擇20隻30瓦的(de)燈,還可選擇6隻100瓦的燈等。即使單隻燈功率一定了,燈的長度(dù)還不一定。可(kě)選擇較短的高強度燈,也可(kě)選(xuǎn)擇較長的高(gāo)效率燈。具體設計時, 考慮設備的(de)長度、體積,如果允許(xǔ)設備長(zhǎng),不能太大,則采用細長(zhǎng)的燈,這樣支(zhī)數相應減(jiǎn)少,內腔(qiāng)空腔可縮小。相反,設備設計不能長(zhǎng),可大的,則選(xuǎn)用紫外(wài)線燈管(guǎn)時,宜采用(yòng)較小功率(lǜ),支數較多的。對於選擇支數較少紫外線燈時流過石英(yīng)外套管的水(shuǐ)層厚(hòu)度要(yào)厚,紫外線在水中比在空(kōng)氣中更容易(yì)衰減,它的衰(shuāi)減係數比可見光在水中的衰減要大得多。隻能(néng)允許(xǔ)水層厚度在1cm左右,如果更厚,則需浪費更多(duō)的紫外線來達到相同的消毒效果。即紫外線(xiàn)燈應用效率會降低。 2、 燈的選用 ----在水處理中(zhōng),尤其在廢水處理中,應用高強(qiáng)度(dù)的紫外線(xiàn)燈是很有必要(yào)的。因為如果使用較多數量的紫外線燈,那麽鎮流器數量也(yě)多,線路更複雜,控製部分也更複雜,往往壞一隻燈,就要停機更換,檢修。而燈和鎮流器使用數量越多,壞掉一(yī)隻的概率也就越大。 ----在傳統的(de)紫外線燈中,功率一般隻能做到幾(jǐ)十瓦,如傳統規格40瓦、30瓦。如果用到大流量水處理,總功率需幾千瓦(wǎ),紫外線燈的數量(liàng)要用到數十隻到上百隻,設備龐大,控製(zhì)線路也很複雜。當用大功率的紫外線燈,如(rú)300瓦,那麽,燈和鎮流器數量將會大大減少,可簡化設備。提高設備安全可靠性,降低設備(bèi)的故障發生率。 ----高強度的紫外線燈在水處理中使(shǐ)用,可(kě)分別選(xuǎn)擇有臭氧和無臭氧燈。所謂有臭氧燈,指這種燈能透185nm譜線(汞的特征(zhēng)譜(pǔ)線),這種譜線在空氣中能電離空氣產生臭氧(yǎng)。據國外的試驗研究,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),-OH有很強的氧化性,可礦化(huà)分解水中的有機 物,降低TOC。但是一般的低壓汞燈,本身功率不大,185nm紫外(wài)線隻占燈管所耗電能(néng)的(de)20%,其效果不顯著,隻有大功率的紫外線燈才能表現出一定效(xiào)果。 ----在水處理除了應用紫外線燈消毒殺菌之外,還可用到紫外線燈的另外的作用原理。這就是光催化反應(yīng)。這種原理現已被(bèi)成功用於空氣淨化。我們在(zài)市場上看到的光(guāng)催化空氣淨化(huà)器就是用到(dào)該原理。在飲用水和廢水淨化方麵,國內目前有數(shù)十家(jiā)大學和企業在研究,被認為是高(gāo)效、最有前景的廢水、廢氣治理方(fāng)法,是國內外研究的熱點。 ----目前,光催化活性較好的是TIO2。理論上,波長(zhǎng)小於387nm的紫外線都能對TiO2激化(huà)而產生羥(qiǎng)基而起到催化氧化的作用。市場上,我們(men)可看到兩個波(bō)長的紫外線燈,一種是254nm,一種是365 nm的紫外線燈,這兩種燈現(xiàn)都已成功用於(yú)光催化反應的應用中, 254nm的紫外線(xiàn)燈也就是通常的殺菌燈,是由(yóu)汞原 子發出的譜線。365nm譜線的燈,通(tōng)常見到的是采用專用的黑色的(de)透紫外線(xiàn)玻(bō)璃;另(lìng)一種是(shì)采(cǎi)用石英(yīng)玻璃,塗覆365nm的紫光(guāng)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(shuǐ)處理,通常選用254nm的紫外線燈做光催化反應,這(zhè)實際用到了254nm的雙從作用,一是(shì)直接殺菌,一是光(guāng)催化產生羥基礦(kuàng)化降(jiàng)解和殺菌。在空氣(qì)淨化方麵,目前365nm的黑光管和254nm的(de)石英燈(dēng)都已有人成功運用,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,是光催化應用******燈種!