紫外線消毒業(yè)在過去20年中取得了巨大的發(fā)展——特別是在歐洲、美國和東南亞。在這一時(shí)期,新紫外線技術(shù)紫外線殺菌儀的開發(fā)是產(chǎn)業(yè)投資滿足市場需求的一個(gè)典型例子,這個(gè)例子表明市場需要一種有效、低成本且環(huán)保的消毒方式實(shí)現(xiàn)廢水利用。在污水處理過程中,紫外線消毒的日處理量可達(dá)四百萬立方米,證明了紫外線不再是一種“新興”的技術(shù),而是一種被工程師接受并廣泛應(yīng)用的技術(shù),它可以保障人類健康,減輕環(huán)境壓力。再生水的回用已有幾十年的歷史,且應(yīng)用形式多種多樣,在再生水的回用領(lǐng)域美國處于較為領(lǐng)先的地位。目前在南美、南歐、中東、澳大利亞和許多亞洲國家都存在嚴(yán)重缺水的問題,這也迫使他們在再生水回用方面加大投資。
焦點(diǎn)問題
細(xì)菌和病菌的再生成為紫外線消毒技術(shù)的個(gè)焦點(diǎn)問題——微生物對(duì)由紫外線造成的DNA損壞有很強(qiáng)的修復(fù)能力,這就為它們的繁殖提供了條件。DNA修復(fù)可以在密閉(黑暗修復(fù))的系統(tǒng)中進(jìn)行,但在有陽光直射(光復(fù)活作用)的開放系統(tǒng)中進(jìn)行更加劇烈。紫外線的劑量和燈管的類型對(duì)再生的程度有極大的影響,低壓(單波長)紫外線燈比中壓(中波長)燈更容易受光復(fù)活作用的影響(見參考文獻(xiàn)第一條)。我們需要在接下來的五年中對(duì)光復(fù)合作用方面進(jìn)行更廣泛更深入的研究。大量的研究都針對(duì)紫外線消毒副產(chǎn)品展開,特別是對(duì)于最普通的水結(jié)構(gòu),比如氯、溴化物、硝酸鹽、臭氧、自然有機(jī)物、鐵。事實(shí)證明,一般的紫外線消毒劑量,不會(huì)生成消毒副產(chǎn)品。
紫外線給廢水利用市場帶來的益處
廢水消毒再利用最普遍采用的方法是加氯消毒法。拋開加氯消毒法的失敗的案例不談,大量的消毒副產(chǎn)品以及近來事實(shí)證明對(duì)病原體失效等等,都在推動(dòng)著氯消毒法向其他方法轉(zhuǎn)變,比如紫外線就是其中一種,而且它不會(huì)產(chǎn)生任何的消毒副產(chǎn)品。密閉紫外線系統(tǒng)在管道里面更易安裝,占地面積小,對(duì)現(xiàn)場操作極低。晝夜操作很簡單,現(xiàn)場的工作人員只需對(duì)紫外線燈管和清洗環(huán)進(jìn)行定時(shí)的更換,便可以保證日常操作和維護(hù)。根據(jù)美國國家水研究所(NWRI)頒布的條例,用于再生水回用的紫外線系統(tǒng)對(duì)于飲用水系統(tǒng)也同樣有效,盡管飲用水系統(tǒng)要求更高的紫外線劑量。應(yīng)用于飲用水制備的紫外線消毒系統(tǒng),更加需要經(jīng)過嚴(yán)格的認(rèn)證,這也將成為飲用水評(píng)估的主要依據(jù),光復(fù)活反應(yīng)和黑暗修復(fù)也將成為關(guān)注點(diǎn)。
再生水的利用
再生水的潛在應(yīng)用范圍很廣,農(nóng)業(yè)灌溉最為常見,美國的加利福尼亞和佛羅里達(dá),以及澳大利亞的許多洲在這方面都在快速發(fā)展。再生水還可應(yīng)用于環(huán)境美化和娛樂設(shè)施的建設(shè),還有高爾夫球場、公園、草坪灌溉等等。再生水還可以用來補(bǔ)充地下水,比如補(bǔ)充蓄水層的儲(chǔ)藏量和幫助其恢復(fù),或者防止鹽水侵蝕到沿海的蓄水層等等。衛(wèi)生間的沖洗,消防方面的應(yīng)用,以及建筑工業(yè)和人工造雪,再生水的回用大大減輕了飲用水資源的負(fù)擔(dān)。
紫外線工業(yè)經(jīng)過十余年的發(fā)展,已經(jīng)頗為成熟,并被世界上工程技術(shù)公司所應(yīng)用。多靈紫外線殺菌儀已經(jīng)通過現(xiàn)場測試,并有大量的應(yīng)用數(shù)據(jù)。技術(shù)和工程的不確定性已經(jīng)大大減少,在未來二十年,紫外線將發(fā)展的更加迅猛。CFD在很大程度上拯救了傳統(tǒng)的紫外線設(shè)計(jì),并將成為今后設(shè)計(jì)的日常校準(zhǔn)工具。再生水市場也正處于快速增長的階段,很多國家的水資源緊張,加上人口的增加,將給水資源的短缺帶來了更大的壓力。限制污染排放,促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展將會(huì)在未來起到極為重要的作用。