1　工程設計概況

 臨江水廠位于浦東新區的南部，浦東三林塘出口、黃浦江畔，是浦東新區最大的水廠。水廠設計總規模60萬m3/d，分兩期實施：水廠一期于1997年8月建成投產，設計規模40萬m3/d，采用常規凈水處理工藝，設有平流沉淀池2座、“v”型濾池2組、清水池2座、吸水井和送水泵房等。混凝劑采用液體硫酸鋁，水廠消毒采用氯胺消毒。

 水廠二期20萬m3/d擴建工程于2006年7月建成投產，設計規模20萬m3/d，采用常規凈水處理工藝，設有高速actiflo 澄清池3座（其正常設計沉速可達25m3/ m2·h）、tgv雙層（錳砂及石英砂）濾料濾池1座、清水池1座，以及加藥系統、吸水井和送水泵房等。

 為達到上海市2010年供水規劃的水質目標和滿足水體環保要求，于2005年啟動全廠60萬m3/d規模的凈水深度處理和排泥水處置系統的工程設計。在凈水系統中增設了預臭氧、中間提升、中間臭氧、活性炭過濾和uv消毒等工藝設施；在排泥水處置系統中設有排泥水收集、調節、濃縮和脫水等工藝設施。

2 紫外線消毒在國內外供水行業的應用狀況

2.1  紫外線消毒特點

 紫外線消毒機理是利用波長為254 nm及其附近波長范圍內的紫外線使微生物dna的堿基對發生聚合、阻止蛋白質合成而使微生物不能繁殖，因此消毒是依靠純物理作用的。與氯、二氧化氯和臭氧等化學消毒不同，在消毒過程中紫外線基本不會產生副產物。此外，紫外消毒還有如下特點：

 （1）相比化學消毒有更高的殺菌效率。紫外線對細菌、病毒的殺菌作用一般在1 s以內，而氯氣、二氧化氯或者臭氧等化學消毒要達到同樣的殺菌效果，一般需要30 min甚至更長的接觸時間。

 （2）有高效殺菌廣譜性。紫外消毒的廣譜性相當高，它對大多數致病原生動物、細菌、病毒等都能高效率殺滅，特別是對一些于人類危害較大且有抗氧性的原生動物類如隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲等都能有效殺滅。自從1993年美國miwaukee市暴發隱孢子蟲病并致57人死亡、5萬多人住院以來，紫外消毒由于對隱孢子蟲的特殊消毒效果而得以逐步推廣。

 （3）無二次污染。由于不加入任何化學藥劑，因此它不會對水體和周圍環境產生二次污染。而傳統的氯消毒產生的鹵代有機物，大多數對人體有“三致”作用；臭氧和二氧化氯也有產生對人體有害的副產物如溴酸鹽和亞氯酸鹽的風險。

（4）紫外消毒不腐蝕設備，運行安全、可靠。

 （5）運行維護簡單、費用低。由于20世紀90年代對紫外線消毒核心技術的完善，紫外線消毒技術不僅消毒效率高，而且消毒運行維護簡單，運行成本低，其運行費用與氯有可比性，比臭氧要低。

（6）占地面積小。因紫外線消毒需要的接觸時間很短，通常在5 s以內，因此占地面積很小。

2.2  國內外應用紫外線消毒的實例

2.2.1 國內紫外線消毒用于飲用水情況

（1）清華大學在東莞市進行了現場紫外線消毒系統工藝試驗，處理能力25 m3/h。

（2）已建成的有紫外消毒工藝的工程－大慶5萬m3/d水廠。

 （3）正在施工或設計中的采用紫外消毒工藝的水廠－上海臨江水廠（60萬m3/d）、天津開發區水廠（三期）（15萬m3/d）

 在國內，隨著我國自來水行業新標準的修訂、頒布和實施，uv消毒技術的研究和應用已越來越呈現出其優越性。我國在紫外消毒方面也有了相應的行業標準。

2.2.2 國外紫外線消毒技術的應用情況

 （1）美國紐約catskill&delaware水廠工程規模：820萬m3/d，建成后世界最大。紫外線系統含56個單元，各單元處理能力達15萬m3/d，隱孢子蟲的滅活率將達到3 log。

 （2）華盛頓西雅圖市cedar水廠－世界上已建成的最大的紫外線消毒系統，供水規模68萬m3/d。紫外線系統保證輸出紫外線40 ml/cm2，對隱孢子蟲3 log的滅活率、甲第蟲4 log的滅活率以及病毒5 log的滅活率，紫外線裝置垂直安裝。

 （3）維多利亞japan gulch自來水廠－加拿大最大的紫外線消毒系統，工程規模50萬m3/d。

（4）歐洲最大的飲用水紫外消毒系統－荷蘭，鹿特丹水廠，規模為47.04萬m3/d

3　紫外線消毒工藝在臨江水廠設計中的應用

3.1  紫外消毒工藝設計采用背景

 依據工程設計水質目標并結合浦東威利雅公司幾項要求更高的內控目標（如隱孢子蟲為0），對采用臭氧消毒和uv消毒在經濟上作了比較，結果表明：一次性投資基本相同，但臭氧消毒的年運行費約500萬元，而uv消毒年運行費約為130萬元（含uv燈管更新），因此設計以uv消毒作為首選工藝。

3.2 紫外消毒系統設計簡介

 臨江水廠工程設計采用wedeco公司的紫外線反應器裝置。共分為4條生產線（每條為dn 1200管式反應器裝置），每條生產線規模15萬m3/d。計算加注量為40 mj/cm2。

本設計中紫外燈采用低壓燈，采用低壓燈的優點主要如下：

 （1）由于低壓燈為單波長254 nm射線，安裝功率比中壓低2~3倍，節約電費，效率比高壓燈高300%；

（2）由于是單頻射線，所以避免了副產品物的產生；

 （3）低壓燈的壽命比中壓低燈的長，工程中所選裝置保證12 000 hr使用壽命,預計實際可達15 000 hr；

 （4）低壓燈的水力反應要求沒有中壓燈敏感，設計中在該水力反應器中放了數量較多的燈管以避免水流短流的產生；

（5）可以在相當大范圍內調節燈的強度以適應水量、水質的變化；

紫外系統的清洗方式及清洗劑考慮如下：

 （1）清洗時機及方式：在uv強度因表面結垢下降達20％就進行清洗，將表面結垢和污物沖出發生器室，uv模塊和傳感器窗同時清洗。

 （2）清洗劑：所用清洗劑為wedeco公司推薦使用qa32清洗劑。它是磷酸基的，以濃縮物（>30％）的形式提供。使用前要按1：2至1：5的比例進行稀釋。濃縮液能使用兩次（最長時間為1年）；標準是1：5的稀釋比例，可用10次。所需的停留時間取決于清潔劑的濃度和ph值及垢層的類型和程度。一般來說，濃縮液至少需要15分鐘，1：5的稀釋液需要30分鐘。

4　結語

 由于紫外消毒工藝在自來水處理中具有獨特的優點，雖然目前在國內應用實例很少，但隨著其在上海臨江水廠工程中的大規模設計應用，其有別于其它傳統消毒方式的優點將隨工程的建成投產運行得以展示，并可為紫外消毒技術在我國自來水行業的逐步應用提供示范和借鑒。

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