刘文君指出,在使用紫外线消毒技术时,工程中主要遇到的问题可能会包括:一、灯管的选择和数量。“因为对紫外线技术的不了解,甲方可能会一味的依赖供货商,乙方则会追求经济效益,结果大家都不考虑真正需要什么样的灯管”;二、水质的影响。“水质对紫外线消毒效果有很大的影响,但是在之前很少有人会考虑这方面因素”;三、灯管与整流器的匹配问题。“因为缺乏经验,很多人都没有注意到两者的匹配与否会很大程度上影响消毒的效果”;四、设计和参数设定不合理。“我们在设计第一个反应器的时候,没有排气的阀门,因为没有考虑到会有气体的存在。通过实践和经验的累积,之后的反应器就设了排气阀。”
除了行业上的问题,专家们可能会遇到学术上的一些问题。“我们遇到的第一个问题就是消毒以后的水应该在哪取样检测”,刘文君说。因为紫外线消毒效果短暂,细菌被杀死之后可能还会恢复,所以取样点与消毒点太远可能会“冤枉”了企业,但是如果太近,又会影响检测效果。“另外,消毒以后‘重生’的细菌对水系统的影响是否与之前的一样,也值得考虑”,刘文君说。这里提到的“对水系统的影响”指的是细菌本身的性质是否因为紫外线消过毒而发生变化,即同样数量的消毒前的细菌和消毒后“重生”的细菌是否会有相同的“破坏力”,不过目前,这个问题在学术上并没有公认的答案。
除了国内的问题,国际上也遇到了关于紫外线消毒技术的棘手难题。美国专家曾经向刘文君教授请教:紫外消毒后到底该用什么方法检测细菌?“这是个很有意思的问题”,刘文君说,“传统检测细菌的方式是用培养皿,培养一段时间后查菌落的个数,这种方法的实验周期比较长。目前基因技术发展较快,细菌数一般采用检测DNA的方式,因为氯消毒的时候DNA会被分解,当检测不出DNA的时候,就可以判断微生物已经被消除。然而,如果使用紫外线消毒,消毒之后,细菌并没有真正的‘死亡’,DNA还在,只不过不能复制了,所以DNA的方法可能会有问题。目前我们正在研究检测相关技术问题”
“实践中的这些问题导致紫外线技术在污水处理中受阻,也反映出老标准不太适合当前的新的情况。所以想通过这次修改国标来解决这几点问题”,刘文君说,“所以修订的重点还是在技术参数和测试方法上,比如灯的寿命、剂量的计算、温度的影响等都被考虑在内。在修订启动之前,我们做了大量的调研工作,让一些已经使用了紫外线技术的机构总结使用感受和成功与不成功的案例。我们还从美国请来了专家,来问问他们的意见。”
开启第三方验证中心 以生物曲线检验紫外消毒系统
紫外线消毒跟传统的消毒处理不一样,单位是mJ/cm2,所以,想要得知紫外线系统的效率,很难像传统的消毒技术(单位是mg/L)那么直观。“想验证反应器到底有多少剂量,计算很繁琐。另外,灯的折射和反射等作用也很复杂,所以验证计算不是很准确”,刘文君教授说道,“这个时候,就需要用生物验证的方法。”今年6月1日开始施行的《紫外线消毒技术术语》和《紫外线水消毒设备 紫外线剂量测试方法》就是详细说明了生物验证的应用方法。验证候,通过加入定量的细菌,测量出水中细菌的灭活率,从而得出以流量、剂量和透光率为变量的生物曲线,到达计算剂量的目的。
除了剂量的计算,紫外线消毒系统还有一个核心部分就是其“灯管”的质量。“灯管本身的质量往往容易被忽视,我们自己的实验室也吃过这个亏,因为实验效果不理想,原因查找了好几个月,最后才发现是紫外线灯管有问题”,刘文君教授说,“因此,有必要引进一个第三方机构,通过生物验证曲线来检验包括紫外线设备在内的整个消毒系统。为了确保公平公正,这个机构必须要是独立的、与任何一方没有利益关系的。开启第三方验证中心也是我们近期与国家质检总局正在做的。”
新型技术兴起 LED紫外灯或是未来发展趋势
随着紫外消毒技术的快速发展,一些新型紫外技术也慢慢兴起。“最近发展比较快的是LED紫外灯,目前在我国也有大规模生产,如在青岛、马鞍山和深圳等地,但在水处理中LED UV刚刚开始,如果LED灯可以的话,我们可能会重点发展这块领域”,刘文君教授说。相比传统紫外灯,LED灯的优势是:一、灯的寿命更长。“传统的紫外灯寿命很短,国标规定低压灯是12000小时,中压灯管是5000小时。因为LED是半导体,所以寿命会更长”;二、灯的波长更多样化。“传统的紫外灯放出的波长是254nm,用LED的话,波长会更多”;三、灯的电效率会更高。“现在的紫外灯70%以上的电都用来发热而不是变成紫外线,而LED灯的效率会更高。”不过刘文君教授认为,目前LED紫外灯离工程运用还有一小段距离,因为单个LED紫外灯的功率很低,“不过,不可否认的是,LED灯的出路和前景不错。”
最后,刘文君教授表示,新标准的修订已经正式启动,在2017年有望正式颁布,“新标准旨在能够在中国国情下反应国内工程实际的需求,以解决之前遇到的问题。争取做到有‘先进性、实用性、可行性、代表性’”。
编辑:李姝乐
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