劉文君深度解析紫外線消毒市場狀況和國標修訂

時間：2017-01-19 16:40

來源：中國水網

作者：李姝樂

劉文君指出，在使用紫外線消毒技術時，工程中主要遇到的問題可能會包括：一、燈管的選擇和數量。“因為對紫外線技術的不了解，甲方可能會一味的依賴供貨商，乙方則會追求經濟效益，結果大家都不考慮真正需要什么樣的燈管”；二、水質的影響。“水質對紫外線消毒效果有很大的影響，但是在之前很少有人會考慮這方面因素”；三、燈管與整流器的匹配問題。“因為缺乏經驗，很多人都沒有注意到兩者的匹配與否會很大程度上影響消毒的效果”；四、設計和參數設定不合理。“我們在設計第一個反應器的時候，沒有排氣的閥門，因為沒有考慮到會有氣體的存在。通過實踐和經驗的累積，之后的反應器就設了排氣閥。”

除了行業上的問題，專家們可能會遇到學術上的一些問題。“我們遇到的第一個問題就是消毒以后的水應該在哪取樣檢測”，劉文君說。因為紫外線消毒效果短暫，細菌被殺死之后可能還會恢復，所以取樣點與消毒點太遠可能會“冤枉”了企業，但是如果太近，又會影響檢測效果。“另外，消毒以后‘重生’的細菌對水系統的影響是否與之前的一樣，也值得考慮”，劉文君說。這里提到的“對水系統的影響”指的是細菌本身的性質是否因為紫外線消過毒而發生變化，即同樣數量的消毒前的細菌和消毒后“重生”的細菌是否會有相同的“破壞力”，不過目前，這個問題在學術上并沒有公認的答案。

除了國內的問題，國際上也遇到了關于紫外線消毒技術的棘手難題。美國專家曾經向劉文君教授請教：紫外消毒后到底該用什么方法檢測細菌？“這是個很有意思的問題”，劉文君說，“傳統檢測細菌的方式是用培養皿，培養一段時間后查菌落的個數，這種方法的實驗周期比較長。目前基因技術發展較快，細菌數一般采用檢測DNA的方式，因為氯消毒的時候DNA會被分解，當檢測不出DNA的時候，就可以判斷微生物已經被消除。然而，如果使用紫外線消毒，消毒之后，細菌并沒有真正的‘死亡’，DNA還在，只不過不能復制了，所以DNA的方法可能會有問題。目前我們正在研究檢測相關技術問題”

“實踐中的這些問題導致紫外線技術在污水處理中受阻，也反映出老標準不太適合當前的新的情況。所以想通過這次修改國標來解決這幾點問題”，劉文君說，“所以修訂的重點還是在技術參數和測試方法上，比如燈的壽命、劑量的計算、溫度的影響等都被考慮在內。在修訂啟動之前，我們做了大量的調研工作，讓一些已經使用了紫外線技術的機構總結使用感受和成功與不成功的案例。我們還從美國請來了專家，來問問他們的意見。”

開啟第三方驗證中心以生物曲線檢驗紫外消毒系統

紫外線消毒跟傳統的消毒處理不一樣，單位是mJ/cm²，所以，想要得知紫外線系統的效率，很難像傳統的消毒技術（單位是mg/L）那么直觀。“想驗證反應器到底有多少劑量，計算很繁瑣。另外，燈的折射和反射等作用也很復雜，所以驗證計算不是很準確”，劉文君教授說道，“這個時候，就需要用生物驗證的方法。”今年6月1日開始施行的《紫外線消毒技術術語》和《紫外線水消毒設備紫外線劑量測試方法》就是詳細說明了生物驗證的應用方法。驗證候，通過加入定量的細菌，測量出水中細菌的滅活率，從而得出以流量、劑量和透光率為變量的生物曲線，到達計算劑量的目的。

除了劑量的計算，紫外線消毒系統還有一個核心部分就是其“燈管”的質量。“燈管本身的質量往往容易被忽視，我們自己的實驗室也吃過這個虧，因為實驗效果不理想，原因查找了好幾個月，最后才發現是紫外線燈管有問題”，劉文君教授說，“因此，有必要引進一個第三方機構，通過生物驗證曲線來檢驗包括紫外線設備在內的整個消毒系統。為了確保公平公正，這個機構必須要是獨立的、與任何一方沒有利益關系的。開啟第三方驗證中心也是我們近期與國家質檢總局正在做的。”

新型技術興起 LED紫外燈或是未來發展趨勢

隨著紫外消毒技術的快速發展，一些新型紫外技術也慢慢興起。“最近發展比較快的是LED紫外燈，目前在我國也有大規模生產，如在青島、馬鞍山和深圳等地，但在水處理中LED UV剛剛開始，如果LED燈可以的話，我們可能會重點發展這塊領域”，劉文君教授說。相比傳統紫外燈，LED燈的優勢是：一、燈的壽命更長。“傳統的紫外燈壽命很短，國標規定低壓燈是12000小時，中壓燈管是5000小時。因為LED是半導體，所以壽命會更長”；二、燈的波長更多樣化。“傳統的紫外燈放出的波長是254nm，用LED的話，波長會更多”；三、燈的電效率會更高。“現在的紫外燈70%以上的電都用來發熱而不是變成紫外線，而LED燈的效率會更高。”不過劉文君教授認為，目前LED紫外燈離工程運用還有一小段距離，因為單個LED紫外燈的功率很低，“不過，不可否認的是，LED燈的出路和前景不錯。”

最后，劉文君教授表示，新標準的修訂已經正式啟動，在2017年有望正式頒布，“新標準旨在能夠在中國國情下反應國內工程實際的需求，以解決之前遇到的問題。爭取做到有‘先進性、實用性、可行性、代表性’”。

編輯：李姝樂

贊