一(yī)、應用中(zhōng)的(de)一般常識 1、 應(yīng)用領域的分類 ----紫外線殺菌燈在水處理領域有廣泛的(de)用途。 ----水處理(water treatment)從處理對象分,它包括廢水處理(lǐ)、城市供水處理、飲用(yòng)水處理、純淨水處理、養殖場水處(chù)理;從原理上分,有消毒、殺菌、光(guāng)分解降解及其它光化反應;從使(shǐ)用紫外線殺菌燈的(de)方法來分,有直接把燈(dēng)放入(rù)水中,稱為浸沒式;紫(zǐ)外線燈放入套管裏使(shǐ)用,稱為過流式。(目前(qián)主要采用的是過流式的方法。) ----紫外線(xiàn)殺菌燈(dēng)在水處理主(zhǔ)要應用(yòng)它的殺菌功(gōng)能,比如過流式的設備工作原理是這樣(yàng)的:經水泵產(chǎn)生(shēng)壓力的一定流速的水流流過能透紫外的石(shí)英套管外圍,紫(zǐ)外線燈產生的254nm紫外線對水進行消毒、殺(shā)菌。其特(tè)點(diǎn)是水流流速很快,一般在石(shí)英外套流過的時間為不超過1秒,因此要求(qiú)殺菌燈的紫外線強度是很高的,一般(bān)要求在表麵強(qiáng)度超(chāo)過30000uw/cm2。要產生如此高的紫外線強度,需選用高強度大功率的紫外線殺菌燈(dēng)。如果仍然想通過延(yán)長時間來提高消毒效果,那麽一(yī)般選用較(jiào)長的燈,做較長的設備,或在不鏽鋼外(wài)壁上處理成渦流旋轉式結構,來延長水流過的(de)時間。 ----對於(yú)高檔產品,過流式消毒方法不僅要配較複雜的結構;還有複雜的控製係統(tǒng),如紫外線強度(dù)監測係統,水溫監測係統(tǒng),消毒時間累積,紫外線(xiàn)燈監控、故障報警、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(yě)有要求,如水的溫度、水的透明(míng)度對消毒效果有很大的影響(xiǎng)。紫外線殺菌燈(dēng)工作時表麵******溫度為40℃,溫度過(guò)高或過低都會影響(xiǎng)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(yuè)低。 ----與過流式相(xiàng)比,浸(jìn)沒式結構簡單。紫外線殺菌燈直接放在水中,這種方法可用於流動的動態水,也可用於(yú)靜態水。這種處理方法要注意燈管有可能由於意外情況(kuàng)發生破裂;長時間處理,燈管表麵會被水中(zhōng)藻類等汙染物覆(fù)蓋,將嚴重(chóng)影響紫外線透出。對不同對象的水體進行消毒,主要要了解水質變動情況和水(shuǐ)對紫外線的透過率。 在(zài)水(shuǐ)處理,除消毒殺菌外,紫外線燈還用於光催化反(fǎn)應,但(dàn)目(mù)前隻停留在試驗室研(yán)究階段。 2、產品的一般設計 ----對設(shè)備的設計,除了相關結構和電(diàn)控部份設計之外,一項重要指標是消毒效果,消毒效果我們(men)一般用紫外線輻照劑量來(lái)衡量,即(jí)254nm紫外線輻照(zhào)強度×照射時(shí)間。輻照強度可以根據外套管離燈管(guǎn)表麵距離來測(cè)試強度,處理(lǐ)時間要根據水流量、水壓力、進水管尺寸來定,也可實測。理論上,照射劑量要達到30000uw.s/cm2,劑(jì)量越高,對細菌殺滅率越高。 ----實際上,照射劑量在(zài)係(xì)統工(gōng)作時(shí)是很難測試的,主要是水體在設備中流過的時(shí)間往往難以估計和測試(這還和設(shè)備內部結構設計有(yǒu)關),所以通常用水流量和紫外線燈功(gōng)率的比例關係來衡量消毒效果。 ----水流量一定(dìng),則需要一定總功(gōng)率的紫外線燈,但總功率一定,還有多種選擇方案。如果選擇總功率600瓦的紫外(wài)線(xiàn)燈,可選擇30隻20瓦的燈,也可(kě)選擇20隻30瓦的燈,還可選擇6隻100瓦的燈等。即使單隻燈功率一定了,燈的長(zhǎng)度還不一定。可選擇較短的高強度燈,也可選擇較(jiào)長(zhǎng)的高(gāo)效率燈。具體設計時, 考慮設備的長度、體(tǐ)積,如果允許設備長,不能太大,則采用(yòng)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(dà)的,則選(xuǎn)用(yòng)紫外線燈管時,宜采用較小功率,支數較多的。對於選擇支數(shù)較少紫外線燈時流過石英外套管的水層厚度要厚(hòu),紫外(wài)線在水中比在空氣中更容(róng)易衰減,它的衰減(jiǎn)係數比可見光在水中的衰(shuāi)減要大得多。隻能允許水層厚度在1cm左右(yòu),如果更厚,則需(xū)浪費更多的紫外線來(lái)達到相同的消毒(dú)效果。即(jí)紫(zǐ)外線燈應用效率(lǜ)會降低。 2、 燈的選用 ----在水處理中,尤其在廢(fèi)水(shuǐ)處理中,應用(yòng)高強度的紫外(wài)線燈是很有必要的。因為如果使(shǐ)用較多數量的紫(zǐ)外線燈,那麽鎮流器數量也多,線路更複雜,控製部分也更複雜(zá),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,壞掉一隻的概率也就越大。 ----在傳統的紫(zǐ)外線燈中,功率一般(bān)隻能做到幾十瓦(wǎ),如傳統規格40瓦、30瓦(wǎ)。如果用到大流量水處理,總功率需(xū)幾千(qiān)瓦,紫外(wài)線燈的數量要用(yòng)到數十隻到上百隻,設備龐大,控製線路也很複雜。當用大功(gōng)率的紫外線(xiàn)燈,如300瓦,那麽,燈和鎮流器數量(liàng)將會大大減少,可簡化設(shè)備。提高設備安全可(kě)靠性,降低設備的故障發生率。 ----高強度的紫外(wài)線燈在水處理(lǐ)中使(shǐ)用(yòng),可分別選擇有臭氧和無臭氧燈。所謂有臭氧燈(dēng),指這種燈能透185nm譜線(汞的特征譜線),這種譜線在空氣中能電離空氣產生臭氧。據國(guó)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-OH(羥基(jī)),-OH有很強的氧化性,可礦化分解水(shuǐ)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(zǐ)外(wài)線隻占燈管所耗電能(néng)的20%,其效果不顯著,隻有大功率的紫外線燈才能表現(xiàn)出一定(dìng)效果(guǒ)。 ----在水處理(lǐ)除了應用紫外線燈消毒殺菌之外,還(hái)可用到(dào)紫外線(xiàn)燈的另外的作用(yòng)原理。這就(jiù)是光催化反應。這種原理現已被(bèi)成功用於空氣(qì)淨(jìng)化。我們在市場上看到的光催化空氣淨化器就是用到該原(yuán)理。在飲用水和廢水淨(jìng)化方麵,國(guó)內目前有(yǒu)數十家大學和企業在研究,被認為是高效(xiào)、最有前景的廢水、廢氣(qì)治理方法,是(shì)國內外研(yán)究的熱點。 ----目前,光催(cuī)化活性較(jiào)好的是TIO2。理論上,波長小於387nm的紫外線都能對TiO2激化而產生羥基而起到催化氧化(huà)的作用。市場上,我們可看(kàn)到(dào)兩個(gè)波長的紫外線(xiàn)燈,一種是254nm,一種是365 nm的紫外線燈,這兩種燈現都已成功用於(yú)光催化反(fǎn)應的應用中, 254nm的紫外線燈也就是通常的殺菌燈,是由汞原 子發出的譜線。365nm譜線的燈,通常見到的是采用專用的黑色的透紫外線玻(bō)璃;另一種是采用石英玻璃,塗覆365nm的紫(zǐ)光粉,采用石英材料的(de)透光率要高,但其成本也相應增高。 ----用(yòng)在水處理,通常選用254nm的紫外線燈做光催化反應(yīng),這實際用到了254nm的雙從作用,一是直接殺菌,一是光催化產生羥基礦化降解和殺(shā)菌。在空(kōng)氣淨化方麵,目前365nm的黑光管和254nm的石英燈都已有人成功運用,本公司(sī)已開發峰值波長為312nm的紫外(wài)線燈,該(gāi)燈種光譜在UV-C、UV-B、UV-A等波段均有分布,可對光催化(huà)效率大大提高,是光催化應(yīng)用******燈種!