摘要：本文對紫外線消毒器出水在不同保存方式和不同靜置時間后細菌增殖情況進行了分析和討論。認為已消毒水宜在4～6 小時內使用,且配水管道應采用不透光材料。

0 　引言

        紫外(wai)線(xian)(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)方(fang)法具有(you)(you)安裝(zhuang)簡單(dan)、管(guan)(guan)(guan)(guan)理(li)方(fang)便、消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)速度快和(he)不(bu)污(wu)染(ran)水(shui)(shui)(shui)(shui)質等優點(dian)，已(yi)越(yue)來越(yue)多地應用(yong)于(yu)(yu)(yu)二次升壓給水(shui)(shui)(shui)(shui)系(xi)統和(he)優質直(zhi)飲水(shui)(shui)(shui)(shui)系(xi)統中，但紫外(wai)線(xian)(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)也(ye)有(you)(you)二個主要(yao)缺(que)點(dian)：紫外(wai)線(xian)(xian)燈管(guan)(guan)(guan)(guan)的輻射強度隨(sui)使用(yong)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的延長而不(bu)斷(duan)下降(jiang)；無持(chi)續消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)能(neng)力。對于(yu)(yu)(yu)第一(yi)個問題，消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)器(qi)廠(chang)家已(yi)經(jing)認(ren)識到并開始對消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)器(qi)加(jia)以改進，如在(zai)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)器(qi)上增(zeng)加(jia)紫外(wai)線(xian)(xian)強度測量裝(zhuang)置，當(dang)紫外(wai)線(xian)(xian)輻射強度小于(yu)(yu)(yu)規(gui)定(ding)值時(shi)(shi)可發(fa)出(chu)報警信號，使管(guan)(guan)(guan)(guan)理(li)人(ren)員能(neng)及時(shi)(shi)更(geng)換紫外(wai)線(xian)(xian)燈管(guan)(guan)(guan)(guan)，保證消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)效果。而紫外(wai)線(xian)(xian)無持(chi)續消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)能(neng)力一(yi)直(zhi)是設計人(ren)員和(he)使用(yong)者關心的并需要(yao)認(ren)真研(yan)究的問題，由于(yu)(yu)(yu)建筑物性質不(bu)同(tong)(tong)，其用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)規(gui)律和(he)特點(dian)也(ye)不(bu)同(tong)(tong)，水(shui)(shui)(shui)(shui)經(jing)過紫外(wai)線(xian)(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)器(qi)后在(zai)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)中滯(zhi)留的時(shi)(shi)間(jian)(jian)也(ye)不(bu)相同(tong)(tong)，尤其是夜間(jian)(jian)經(jing)過紫外(wai)線(xian)(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)器(qi)的水(shui)(shui)(shui)(shui)會在(zai)管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)內滯(zhi)留數小時(shi)(shi)，當(dang)清晨使用(yong)時(shi)(shi)，管(guan)(guan)(guan)(guan)道(dao)內的水(shui)(shui)(shui)(shui)可能(neng)因細菌(jun)的再度繁殖(zhi)已(yi)不(bu)滿(man)足(zu)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質要(yao)求了。因此細菌(jun)增(zeng)殖(zhi)隨(sui)時(shi)(shi)間(jian)(jian)的變化(hua)及在(zai)可見(jian)光條件下水(shui)(shui)(shui)(shui)中細菌(jun)增(zeng)殖(zhi)情(qing)況是本研(yan)究的重點(dian)。 

1 　試驗工藝流程及分析方法

1. 1 　試驗(yan)工藝流(liu)程如圖1 所(suo)示。

圖1 　試(shi)驗工藝(yi)流(liu)程

1. 2 　分析項目及(ji)方法(fa)

              細菌總(zong)數：計數法

2 　試驗方法

       在(zai)實驗室內人工配制水樣，紫外線(xian)消毒器型(xing)號為(wei)DCI - 30 型(xing)，消毒流(liu)量(liang)0. 3～1. 0m3/ h。試驗時(shi)通過(guo)消毒器的流(liu)量(liang)為(wei)Q = 0. 33m3/ h。

2. 1 　靜(jing)置時間(jian)對已消毒水(shui)中細菌增(zeng)殖(zhi)的影響

  ;      經過(guo)紫(zi)外線消毒器后的水，分(fen)別避(bi)光靜(jing)置存(cun)放后，分(fen)別測定水樣中細菌總數(shu)。

2. 2 　光線對(dui) 毒水中細菌增殖的影響已(yi)消毒水分(fen)別(bie)在可見光和避光兩種條件(jian)下(xia)保存,經過0h、1. 0h、5. 0h、20h 后(hou),分(fen)別(bie)測定水樣中細菌總數。

3 　試驗結果及分析

          靜置時間、光照對已消毒水中細菌增殖的影，其結果見表1。
 

表(biao)1 　時間、光照對(dui)已(yi)消毒水中細菌增殖的影(ying)響(xiang)

3. 1 　靜置時間的影響

       由表1 可知：在進水(shui)(shui)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)總(zong)數(shu)C0 = 1269 個(ge)(ge)/ ml時，消(xiao)毒器出(chu)水(shui)(shui)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)總(zong)數(shu)為6 個(ge)(ge)/ ml ，滿足生活飲用水(shui)(shui)要(yao)求，當在室溫下(xia)避光保存1h、5h 和(he)20h 后，其水(shui)(shui)樣中(zhong)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)總(zong)數(shu)分別為9 個(ge)(ge)/ ml 、11 個(ge)(ge)/ ml 和(he)376個(ge)(ge)/ ml 。水(shui)(shui)經(jing)過消(xiao)毒后，由于不能100 %的(de)(de)殺死(si)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)，因此隨靜置(zhi)時間的(de)(de)延長(chang)，水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)殘(can)存細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)會再度繁殖(zhi)。已消(xiao)毒水(shui)(shui)中(zhong)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)的(de)(de)個(ge)(ge)數(shu)很少，相對而言(yan)水(shui)(shui)中(zhong)基質(zhi)過剩，細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)在經(jing)過暫短(duan)的(de)(de)抑制后迅速繁殖(zhi)，處于對數(shu)增長(chang)階段，滿足下(xia)式：

       dx/ dt = k1x (1)
       式中x —某一時間t 時細菌的濃度;
　　k1 —細菌增長率。
      積分得: ln (x/ x0) = k1t (2)
      式中x0 —細菌起始濃度。
      根據表1 的試驗結果回歸分析(見圖2) ,可求
      出避光條件下的細菌增長率k1 = 0. 2051。
      即ln (x/ x0) = 0. 2051t (3)
      或x = x0e0. 2051t (4)

 圖2 　細菌(jun)增長速率(可見光和避(bi)光條件(jian))

        當x = 100 個/ ml 時(shi)，t≈14h。即已消毒(du)水中(zhong)細(xi)(xi)菌(jun)(jun)數為(wei)6 個/ ml 時(shi)，經過約14h 后，水中(zhong)細(xi)(xi)菌(jun)(jun)增(zeng)殖會使水質不(bu)(bu)再滿足生活飲用水的(de)(de)要求(qiu)。然而(er)消毒(du)器使用一段時(shi)間(jian)后，紫外線(xian)燈管(guan)的(de)(de)輻射(she)強度會降(jiang)低，如已消毒(du)水中(zhong)細(xi)(xi)菌(jun)(jun)數為(wei)50 個/ ml (仍(reng)滿足生活飲用水要求(qiu)) ，根(gen)據(ju)式(4) 計算約3. 4h 后細(xi)(xi)菌(jun)(jun)的(de)(de)增(zeng)殖會超(chao)過100 個/ ml 。另外在消毒(du)器和用水點之間(jian)的(de)(de)管(guan)道內壁上如已有細(xi)(xi)菌(jun)(jun)棲息，則已消毒(du)水保證不(bu)(bu)超(chao)標準的(de)(de)時(shi)間(jian)會更(geng)短(duan)。

3. 2 　光照的影響

       根(gen)據表(biao)1 試驗結果及利用(yong)公式(2) ，同樣可(ke)求(qiu)出在有光(guang)(guang)條件下(xia)(xia)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)增(zeng)長(chang)率k1′= 0. 2502 ，該值是避(bi)(bi)光(guang)(guang)條件下(xia)(xia)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)增(zeng)長(chang)率k1 的(de)1. 2 倍左右， 即當x0 = 6 個/ ml時，約經過11h 后，細菌(jun)(jun)(jun)(jun)數量會超標(biao)準，如x0 = 50 個/ ml 時，約經過2. 8h 后，細菌(jun)(jun)(jun)(jun)總數會超過標(biao)準。即在光(guang)(guang)照條件下(xia)(xia)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)增(zeng)殖(zhi)速率要遠大于避(bi)(bi)光(guang)(guang)條件下(xia)(xia)的(de)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)增(zeng)殖(zhi)速率。其(qi)(qi)原因主(zhu)要是在光(guang)(guang)照下(xia)(xia)細菌(jun)(jun)(jun)(jun)會獲得較(jiao)多的(de)能量，使(shi)其(qi)(qi)繁殖(zhi)力增(zeng)強，因此給(gei)水管道應采用(yong)不透(tou)光(guang)(guang)或深色材質，避(bi)(bi)免或減小細菌(jun)(jun)(jun)(jun)獲得光(guang)(guang)能加快繁殖(zhi)速率的(de)現象。

       由試驗還(huan)可(ke)看出(chu)，不論(lun)是(shi)避光條(tiao)件(jian)保存(cun)還(huan)是(shi)在(zai)可(ke)見光條(tiao)件(jian)下保存(cun)，二者細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)增(zeng)(zeng)殖(zhi)(zhi)曲線(xian)有相似(si)的(de)(de)(de)規律，即初始一(yi)段(duan)時(shi)(shi)間(jian)(jian)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)增(zeng)(zeng)殖(zhi)(zhi)量(liang)(liang)小，當(dang)超(chao)過(guo)一(yi)定時(shi)(shi)間(jian)(jian)后(hou)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)殖(zhi)(zhi)量(liang)(liang)迅(xun)速(su)上升，在(zai)達到某一(yi)時(shi)(shi)間(jian)(jian)后(hou)其(qi)(qi)(qi)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)總數(shu)會(hui)超(chao)過(guo)生活飲用水標準(zhun)的(de)(de)(de)要求。究其(qi)(qi)(qi)原因(yin)(yin)可(ke)能(neng)是(shi)經過(guo)紫(zi)(zi)外線(xian)消毒(du)器后(hou)，剩余極少的(de)(de)(de)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)雖(sui)然未被(bei)殺死，但紫(zi)(zi)外線(xian)對其(qi)(qi)(qi)細(xi)(xi)(xi)胞結構(蛋白質等) 會(hui)造成不同程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)損(sun)傷，影響了(le)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)按正(zheng)常幾何指數(shu)增(zeng)(zeng)殖(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)能(neng)力，使細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)在(zai)一(yi)段(duan)時(shi)(shi)間(jian)(jian)內(nei)處(chu)于修復(fu)(fu)或恢(hui)復(fu)(fu)期，只有經過(guo)一(yi)段(duan)時(shi)(shi)間(jian)(jian)恢(hui)復(fu)(fu)后(hou)，細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)才能(neng)進入(ru)正(zheng)常的(de)(de)(de)代(dai)謝階(jie)段(duan)，雖(sui)然飲用水中(zhong)營養基(ji)質總量(liang)(liang)上是(shi)很少的(de)(de)(de)，但相對于極少數(shu)的(de)(de)(de)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)而言還(huan)是(shi)過(guo)量(liang)(liang)，所以(yi)(yi)細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)殖(zhi)(zhi)速(su)率會(hui)迅(xun)速(su)增(zeng)(zeng)大。因(yin)(yin)此細(xi)(xi)(xi)菌(jun)(jun)(jun)受損(sun)傷修復(fu)(fu)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)長短可(ke)以(yi)(yi)認(ren)為是(shi)紫(zi)(zi)外線(xian)的(de)(de)(de)持(chi)續消毒(du)能(neng)力的(de)(de)(de)大小。

4 　結論

      1) 　已消毒水在管道中滯留時間越長，細菌增殖越快，因此已消毒水在管道內的滯留時間不宜超過6h ，在設計中宜有相應的保證措施。
      2) 　可見(jian)(jian)光條(tiao)件(jian)下(xia)細菌(jun)增(zeng)殖(zhi)率k1′約為避(bi)光條(tiao)件(jian)下(xia)細菌(jun)增(zeng)殖(zhi)率k1 的1. 2 倍。在可見(jian)(jian)光條(tiao)件(jian)下(xia)細菌(jun)增(zeng)殖(zhi)會更快，因此消毒器以后至(zhi)用水點之(zhi)前(qian)的管道應(ying)采用不透光或(huo)深(shen)色(se)的材質。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章