(一)當前水環(huán)境狀況

　　據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)最新報告：全世界80% 的疾病與水有關。目前已發(fā)現(xiàn)由于飲用水不符合衛(wèi)生要求而導致的消化道疾病、結石病、皮膚病、腫瘤、心腦血管病、婦科病及其它傳染病多達50多種……!

　　另據(jù)有關部門對我國100多個大中城市2～7年水質進行監(jiān)測的有關數(shù)據(jù)表明：全國76個城市地下水受到嚴重污染，占總數(shù)的64%;39個城市地下水受到輕度污染，占總數(shù)的33%;水污染已經(jīng)成為我國最主要的環(huán)境問題。

　　水是自然環(huán)境中化學物質遷移和循環(huán)的重要介質。人類活動所產(chǎn)生的污染物很大一部分是以水溶液的形式排放，從而使各類物質很容易進入環(huán)境水體并導致水體污染，甚至造成病原體污染。污染過的水通過飲用、洗漱、洗生菜等各種途徑進入人體。有多種傳染病均可經(jīng)水傳播，其中如痢疾、急性腹瀉、傷寒、傳染性肝炎、脊髓灰質炎等的發(fā)病率和死亡率都是很高的;而水中有毒有害的化學成分亦與某些腫瘤發(fā)病有關。有調查數(shù)據(jù)表明，飲水中可確認的致癌物有20種，疑致癌物有23種，促癌物有18種，致突變物有56種。因此，水的質量好壞將直接影響人們的身體健康。

　　隨著人口和經(jīng)濟的迅速增長，一方面人類對水的需求量和品質要求越來越高;另一方面水體的污染范圍和程度也越來越大。這一日漸嚴重的矛盾，將成為制約我國社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要因素。

　　(二)紫外線消毒器技術發(fā)展

　　解決水質污染的主要途徑即在于運用工程技術手段，通過物理和化學等多種方法進行處理，加工成符合生活和生產(chǎn)使用要求的成品水;將使用過的廢水處理成符合循環(huán)使用或排放要求的水質，以滿足與用水相關的各類需求。

　　紫外線消毒技術在飲用水處理中的應用自1993在美國Milwaukee密爾沃基市爆發(fā)隱孢子蟲病后倍受推崇和青睞，美國國家環(huán)保暑在實驗證實氯消毒不能有效殺滅隱孢子蟲卵囊，而研究發(fā)現(xiàn)紫外線對隱孢子蟲卵囊有很好的殺滅效果，在常規(guī)消毒劑量范圍內紫外線消毒不產(chǎn)生有害副產(chǎn)物后，僅僅5年就批準了紫外線消毒在飲用水中的應用，美國對新技術在飲用水處理中的應用歷來比較遲緩、保守，但對紫外技術的應用則采取了異乎尋常的快速行動。如近兩年美國大型水廠西雅圖水廠、紐約自來水廠等都相繼建成紫外線消毒系統(tǒng)。因此，經(jīng)過多年的發(fā)展，城市給排水紫外線消毒技術在國外發(fā)達國家已經(jīng)成為一項成熟與可靠的技術，應用實例增加十分迅速。從國外的最新發(fā)展趨勢看，紫外線水消毒正在成為水凈化處理中重要的手段之一。

　　紫外線的滅菌作用最早在20世紀初由英國學者貝納德和莫加報道，開始應用為二十世紀六十年代。早期主要是低壓汞燈(LP)，至九十年代中壓汞燈(MP)和脈沖汞燈(P-UV)也得到研究應用。而用于消毒的紫外線是UVC區(qū)，即C波段253 .7nm。紫外線水質消毒是利用紫外線光子能量破壞水體中的各種病毒、細菌以及其它致病體的DNA 結構，使病毒、細菌以及其它致病體喪失復制繁殖能力。

　　由于紫外線對隱孢子蟲的高效殺滅作用和不產(chǎn)生副產(chǎn)物，因此紫外線消毒在給排水處理中顯示了很好的市場潛力。

　　紫外線對幾種微生物的殺滅劑量(μw.s/㎝2)

　　不同殺滅率時的照射劑量

　　微生物 99.0% 99.9% 99.99%

　　臘樣桿菌芽胞 28170 73300 190731

　　枯草軒菌黑色變種芽胞 26398 82632 253473

　　大腸桿菌 2025 7544 21807

　　白色葡萄球菌 6089 14113 32711

　　紫外線可以殺滅各種微生物，包括細菌、真菌、病毒、立克次體等，每種微生物都有其特定的紫外線死亡劑量閾值。一般來說，革蘭氏陰性菌對紫外線最敏感，其次為革蘭氏陽性球菌，細胞芽胞和真菌孢子抵抗力最強。病毒對紫外線的抵抗力介于細菌繁殖體和芽胞之間。殺菌劑量(K)是照射強度(I)和照射時間(T)的乘積，即K=IT。從理論上講，高強度短時間或低強度(但需>40μw/㎝2)長時間照射，均能獲得同樣的效果。

　　近年來，國際專業(yè)機構及美國國家環(huán)保暑，美國國家水研究院相繼發(fā)布了一系列技術標準和規(guī)程，EPA、IUVA、NWRI等國際專業(yè)機構發(fā)布的相關技術標準和規(guī)程。例如：EPA 625/1-86/021，美國國家環(huán)保暑“城市污水消毒設計手冊”(1986)，NWRI-2—3-06 ;美國國家水研究院“飲用水及中水紫外消毒指南”(2003)， NSF/ANSI 55-2002：美國衛(wèi)生基金會國際標準/美國國家標準“紫外線微生物水處理系統(tǒng)”(2002)。為此，國際紫外線協(xié)會(IUVA)在1999年成立。

　　紫外線水消毒技術約在5～6年前被引進，在我國還屬于很新的技術。雖然我國整體引進、吸收和消化國際先進的科學技術方面有了長足的進步，但在個別領域與國外還存在很大的差距。2006年以來，國家正式頒布了一系列與紫外線水消毒技術相關的標準和規(guī)范，如《城市給排水紫外線消毒設備》標準、《室外給排水設計規(guī)范》等，其中對紫外線水消毒技術制定了相應的設計、生產(chǎn)和檢測技術要求，從根本上扭轉了紫外線水消毒技術發(fā)展的被動局面。

　　隨著國家環(huán)境保護建設的加強，污染防治力度逐步加大和環(huán)境法制建設的進一步完善，這將對設備生產(chǎn)企業(yè)更多、更系統(tǒng)地了解和掌握先進的紫外線水消毒技術，擴大該技術的應用范圍，提高該技術的應用水平，縮小與國外先進技術的差距，促進我國紫外線水消毒技術的發(fā)展都將會產(chǎn)生極積的作用。

　　(三)紫外線消毒技術在二次供水領域的應用

　　由于國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，各類大型及高層建筑日益增多，二次供水設施的使用也越來越普遍。二次供水是指生活飲用水經(jīng)儲存或加壓再供給用戶的一種供水方式。它可有效地解決管網(wǎng)水壓偏低問題，并能滿足高層建筑用水的需求。

　　有關二次供水的衛(wèi)生安全問題，日漸成為公眾注目的焦點。用二次供水來解決水源和水量不足的問題，與此同時二次供水又存在著水質二次污染的隱患，究其原因，主要是管網(wǎng)輸送過程中管道破損，引起的滴漏，還有二次供水的高層蓄水箱(池)等衛(wèi)生防護措施不到位，以及衛(wèi)生管理制度不健全造成的，污染的水質飲用后將對人體造成極大的危害。

　　迄今為止，用于水質消毒凈化處理的化學消毒劑沒有一種對人是無毒的，使用氯制劑處理的水質中含有氯化副產(chǎn)物，即以三鹵甲烷和鹵乙酸分別代表了揮發(fā)性和非揮發(fā)性氯化副產(chǎn)物，具強致癌性，傳統(tǒng)的水消毒采用氯及含氯化合物藥劑，操作大多以人工投放方式或化學消毒設備進行，由于有機氯對人體具有致癌作用，這些已為越來越多的人們所認識。

　　當前二次供水主要采用：單設水箱供水方式;設水池，水泵和水箱的供水方式：設水池、水泵和水箱部分加壓的供水方式;水池、氣壓罐給水設備的供水方式：水池、變頻恒壓設備的給水方式。

　　據(jù)國內研究表明：二次供水水質下降率占飲用水水質下降的70﹪，普遍存在的問題是細菌學指標超標。有關部門監(jiān)測結果表明;自來水在水箱中貯存24/h后，余氯為零，特別是在夏天，水溫較高，水中余氯迅速減小，不宜直接飲用。當水溫低于10℃時，滯留時間超過48/h時;當水溫在15℃時，滯留時間超過36/h，當水溫大于20℃時，滯留時間超過24/h，細菌、總大腸菌群指標明顯增加。

　　分析各類用于二次供水消毒設備進行優(yōu)勢比較，研究各種二次供水設施及水質特點進行對照，我們不難發(fā)現(xiàn)，運用紫外線這種行之有效的物理方法置于管網(wǎng)的末梢進行消毒具有極大的優(yōu)勢，它所獨特的優(yōu)越性即在于：對廣譜細菌的殺傷力強，不改變水的理化指標和水質特性，無有害副產(chǎn)物產(chǎn)生，現(xiàn)消毒現(xiàn)飲用，接觸時間短，既安全環(huán)保，又具經(jīng)濟性。它的優(yōu)越性在二次供水、自備水源消毒領域更是其它消毒方法所無可比擬的，而它的實用性、經(jīng)濟性和環(huán)保性也是其它水消毒設備所不具有的。

　　紫外線系統(tǒng)對二次供水(低濁透明)水體進行消毒雖然具有極大的優(yōu)勢，但高效能的紫外線系統(tǒng)還須有相應的支撐要素，即紫外線系統(tǒng)良好的滅菌效果與輻射半徑和輻照歷時相關聯(lián)，提高殺菌率必須減小輻射半徑，使輻射層流值均≤2cm，并有效的控制過流水量，大幅延長水體過流行程和增加輻照時間，另外石英管外壁的清洗工作是運行和維修的關鍵，當水體流經(jīng)系統(tǒng)時，其中有許多無機雜質會沉淀粘附在套管的外壁上，還因各類水質的不同(有機物含量較高)形成的污垢膜，微生物也極易形成生物膜，這些都會抑制紫外線的透射，影響系統(tǒng)裝置消毒效果。

　　綜上所述，由于環(huán)境污染的影響，人們逐步認識到安全用水的重要性，消費觀念也正在發(fā)生著變化，因此，市場期待一種既能與二次供水設施工作環(huán)境相適應，又能夠滿足二次供水消毒技術要求的專用設備，其設計原則為：具有獨創(chuàng)的結構設計，充分利用供水過程中低濁透明的良好外部條件，符合GB/T1983-2005 《城市給排水紫外線消毒設備》國家標準要求，技術先進、功能完備的水消毒防護設備，使方便快捷與經(jīng)濟實用和環(huán)保安全結合在一起。

　　本文重點介紹杭州勵進環(huán)保設備有限公司專門為二次供水設施研制的配套消毒設備，LJ-L-20型紫外線水質消毒處理器[專利號：LJ 200620078870.1]產(chǎn)品已獲得衛(wèi)生部大型水質處理器衛(wèi)生許可批件，[衛(wèi)水字(2007)118號]該系統(tǒng)裝置解決的技術問題是：針對上述紫外線水消毒器裝置存在的結構缺陷和問題，提供一種能夠與供水管網(wǎng)設施相配套，適應國內給排水設施的特點，符合水消毒處理要求的設備，通過供水的自然壓力使過流水體在有效時間內完成消毒過程。

　　該系統(tǒng)裝置“立式、單腔體內置導流板封閉壓力結構紫外線水消毒器”采用多燈輻射和過流式原理(水體呈倒U形過流)，由立式、內置導流板封閉壓力腔體裝置、高強度單端紫外光源、新型數(shù)顯電壓、電流(一體)裝置、數(shù)顯紫外燈計時、累時裝置，專用高性能變頻鎮(zhèn)流器、以及互為獨立的前后腔機械清洗裝置和紫外線傳感監(jiān)測裝置組合而成。

　　系統(tǒng)裝置進出水口可與符合國家標準的法蘭盤進行連接，在承壓>0.8MPa和流量不變的狀態(tài)下，能夠大幅延長水的過流時間，增加紫外線輻照強度，極大地提高殺菌效率，單臺腔體系統(tǒng)裝置即能滿足流量在10 m3 /h～20 m3 /h凈水處理需求(二次供水、自備水源蓄水設施)，具有殺菌廣譜、速度快、成本低、體積小、易安裝、環(huán)保無副產(chǎn)物、不改變水質特性等特點。

 

　　隨著近年來國家新頒標準和規(guī)范的實施，將對我國紫外線水消毒技術領域的發(fā)展產(chǎn)生重要作用，對于阻斷因水質污染而引發(fā)的介水傳染病，保障安全用水具有重大的社會意義，同時也給紫外線消毒技術在給排水領域的應用帶來了巨大商機。并能產(chǎn)生極大的經(jīng)濟效益。