水处理紫外线消毒杀菌主要是通过紫外线消毒对微生物的照射。生物体内的核酸吸收紫外线消毒的光能,改变了DNA的生物活性,导致核酸的键和链断裂,链间交联,形成光化学产物,使微生物无法复制,造成致命伤害。大量研究表明,波长在250-270 nm范围内的C波段紫外线消毒对微生物有很大的灭活能力,其中254-257 nm的灭活能力最大。c波段紫外线消毒会使细菌、病毒、孢子等致病菌的DNA失活,破坏其复制能力,导致微生物死亡。适当的紫外线消毒技术和有效的紫外线消毒剂量可以有效杀灭病毒和细菌,保证饮用水的安全。全世界每天有超过30亿升的饮用水被紫外线消毒。
美国在20世纪90年代修改了它的环境立法,推荐在饮用水消毒中使用紫外线消毒技术。一些欧洲国家不仅在新建的水厂中使用这一技术,还“不惜一切代价”改造原有的供水消毒设施。其中,紫外线消毒技术在挪威整个供水系统中的比例已经达到了70%。加拿大在紫外线消毒技术和设备的研究和制造方面一直处于领先水平,在我国已广泛应用于医院、学校和家庭。
水处理紫外线消毒技术的阐述:
(1)对“病毒、细菌”有较高的杀灭效果。紫外线消毒在水处理系统中的中压紫外灯能有效杀灭饮用水中传播的所有病原体、细菌、原虫和病毒,包括新水质标准GB5749-2006中增加了杀灭要求的贾第鞭毛虫和隐孢子虫。昆虫对氧化性消毒剂——氯气有很强的耐受性,普通的氯气消毒几乎无效。紫外线消毒技术已被公认为适合杀灭隐孢子虫和贾第鞭毛虫的技术,尤其适用于地表水等易感水源。
(2)紫外线消毒系统是一种绿色消毒方法,利用一定波长的紫外线消毒杀灭细菌,不会引入或形成新的有害物质。其他方法,如氯消毒,会产生有机卤素等副产物,不仅有致癌作用,还有致突变作用。另一个例子是臭氧氧化。溴酸盐是含溴离子的水在处理过程中形成的消毒副产物,对人体健康留下隐患。此外,使用臭氧进行治疗时,残留的臭氧会刺激和损伤人的深层呼吸道,还会损伤中枢神经系统,对眼睛有轻微刺激。所以需要在后端增加一个剩余臭氧吸收装置,一定程度上增加了投资成本。
(3)紫外线消毒不会在水中加入化学物质,所以不会影响饮用水的口感和气味。但二氧化氯等气体用于饮用水消毒时,由于是黄绿色刺激性气体,可能会对人体造成感官不适。目前国内外水厂都是用二氧化氯对饮用水进行消毒,是现场配制的。而且二氧化氯具有活性、爆炸性和毒性,给安全储存和运输带来困难。紫外线消毒不涉及危险品,所以不需要考虑危险品的运输和储存。