摘(zhai) 要：在(zai)開(kai)發(fa)、應(ying)(ying)用紫(zi)外(wai)污水消(xiao)(xiao)毒(du)(du)技(ji)術(shu)方(fang)面(mian)，北(bei)美一直處于這一行業的(de)(de)(de)(de)(de)領導地位(wei)，無論是(shi)從(cong)應(ying)(ying)用時間(jian)還是(shi)從(cong)應(ying)(ying)用范圍和(he)規(gui)模上。在(zai)北(bei)美，傳統的(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)大大降低(di)了由水中病(bing)原體導致的(de)(de)(de)(de)(de)疾病(bing)的(de)(de)(de)(de)(de)突發(fa)，但是(shi)仍(reng)然(ran)會爆發(fa)一些(xie)腸胃疾病(bing)，只是(shi)沒有報道而已。將來，消(xiao)(xiao)毒(du)(du)技(ji)術(shu)和(he)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)方(fang)法(fa)將面(mian)臨新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)致病(bing)細(xi)菌、病(bing)毒(du)(du)和(he)原生(sheng)動物對人類健(jian)康的(de)(de)(de)(de)(de)挑(tiao)戰。本章主要討論了紫(zi)外(wai)線技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)最新(xin)發(fa)展和(he)關于應(ying)(ying)用紫(zi)外(wai)線消(xiao)(xiao)毒(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)概況，并以安(an)大略省污水處理(li)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)情況進行案例說(shuo)明(ming)。 

　　經過二十(shi)多年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展，特潔安(an)(Trojan)技(ji)術公(gong)司的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)（UV）消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)技(ji)術已經發(fa)(fa)展成為(wei)取(qu)代(dai)化學消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成熟技(ji)術。位于加拿大(da)(da)安(an)大(da)(da)略省倫敦市的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特潔安(an)(Trojan) 公(gong)司對紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)給排水(shui)(shui)處(chu)理(li)技(ji)術進行了(le)(le)(le)(le)(le)深(shen)入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究、開(kai)發(fa)(fa)，推動了(le)(le)(le)(le)(le)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展，為(wei)廣泛推廣紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)做(zuo)出(chu)了(le)(le)(le)(le)(le)重(zhong)大(da)(da)貢獻。1982年(nian)(nian)，特潔安(an) (Trojan) 在(zai)安(an)大(da)(da)略省TILLSONBURG污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠安(an)裝(zhuang)了(le)(le)(le)(le)(le)世界上(shang)第一套明(ming)渠式(shi)、模(mo)(mo)塊(kuai)化紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)污(wu)(wu)水(shui)(shui)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)系統(tong)(tong)。這一創(chuang)新大(da)(da)大(da)(da)降低了(le)(le)(le)(le)(le)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)污(wu)(wu)水(shui)(shui)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)成本、使得(de)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)污(wu)(wu)水(shui)(shui)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)應(ying)用(yong)靈活、且運(yun)行維護(hu)簡單方便，從(cong)而促進了(le)(le)(le)(le)(le)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)技(ji)術在(zai)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)里的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)，目前在(zai)全球安(an)裝(zhuang)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)紫(zi)(zi)(zi)外(wai)污(wu)(wu)水(shui)(shui)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)系統(tong)(tong)中有(you)95%以上(shang)采用(yong)了(le)(le)(le)(le)(le)特潔安(an)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)明(ming)渠式(shi)和(he)模(mo)(mo)塊(kuai)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)創(chuang)意。加拿大(da)(da)環境部和(he)特潔安(an)公(gong)司的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術人員對TILLSONBURG紫(zi)(zi)(zi)外(wai)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)性(xing)能、運(yun)行和(he)維護(hu)進行了(le)(le)(le)(le)(le)長時間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)評(ping)估(gu)。《Water Pollution Control》（1984年(nian)(nian)7月）雜志也出(chu)版了(le)(le)(le)(le)(le)該(gai)項目報(bao)告和(he)論文，提供了(le)(le)(le)(le)(le)大(da)(da)量(liang)重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)資料。該(gai)項評(ping)估(gu)通過對大(da)(da)量(liang)指示微(wei)生物(wu)和(he)水(shui)(shui)體毒(du)(du)(du)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)監測，對紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)和(he)氯消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)進行了(le)(le)(le)(le)(le)比較，并(bing)研究了(le)(le)(le)(le)(le)污(wu)(wu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質對紫(zi)(zi)(zi)外(wai)線(xian)劑量(liang)需求(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響。值得(de)說明(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是這套系統(tong)(tong)目前還(huan)在(zai)良好運(yun)行中。

　　通過繼續(xu)對這種理想(xiang)消(xiao)(xiao)(xiao)毒技術(shu)的研(yan)究，1986年美國環保署（US EPA）將(jiang)紫(zi)外(wai)線消(xiao)(xiao)(xiao)毒列入了污(wu)水消(xiao)(xiao)(xiao)毒設(she)(she)計手冊并(bing)預(yu)言：做為(wei)逐(zhu)漸成熟的消(xiao)(xiao)(xiao)毒技術(shu)，紫(zi)外(wai)線消(xiao)(xiao)(xiao)毒取代化學消(xiao)(xiao)(xiao)毒有(you)(you)著巨大的潛力。在(zai)(zai)當時，已(yi)經(jing)有(you)(you)52套紫(zi)外(wai)線消(xiao)(xiao)(xiao)毒系統(tong)在(zai)(zai)污(wu)水處理廠中(zhong)得到應用，65套紫(zi)外(wai)線污(wu)水消(xiao)(xiao)(xiao)毒系統(tong)正在(zai)(zai)設(she)(she)計或建設(she)(she)中(zhong)。

　　隨著(zhu)對化學消(xiao)毒產生后果認識的(de)(de)提高(gao)，公眾已經開始越來越關(guan)心與其相關(guan)的(de)(de)環(huan)境和(he)健康問題，從(cong)而(er)推(tui)動了紫外線(xian)消(xiao)毒取代化學消(xiao)毒的(de)(de)進程。現在，作(zuo)為凈(jing)水和(he)污水的(de)(de)一(yi)項有效消(xiao)毒技術，紫外線(xian)已處于一(yi)個有利的(de)(de)位置。現在在世界各地已有3000多座(zuo)市政污水處理(li)廠安裝使(shi)用了紫外消(xiao)毒系(xi)統。技術的(de)(de)發(fa)展、產品的(de)(de)不斷優化和(he)設計(ji)改善使(shi)得紫外系(xi)統能滿足于污水、飲用水和(he)工業用水的(de)(de)處理(li)每一(yi)個項目(mu)的(de)(de)具體要(yao)求。

　　在(zai)開發、應(ying)(ying)用紫外(wai)污(wu)水(shui)消(xiao)毒(du)技術方面(mian)，北美一直處(chu)于(yu)(yu)這一行業的(de)(de)領導地位，無論是從(cong)應(ying)(ying)用時間還是從(cong)應(ying)(ying)用范圍(wei)和(he)規(gui)模上。在(zai)北美，傳統(tong)的(de)(de)化學(xue)消(xiao)毒(du)大大降低了由水(shui)中病(bing)原體導致的(de)(de)疾病(bing)的(de)(de)突發，但是仍然會爆(bao)發一些腸胃疾病(bing)，只是沒有報道而已。將(jiang)來，消(xiao)毒(du)技術和(he)消(xiao)毒(du)方法(fa)將(jiang)面(mian)臨新的(de)(de)致病(bing)細(xi)菌、病(bing)毒(du)和(he)原生動物對人類健(jian)康的(de)(de)挑戰。本章主要(yao)討論了紫外(wai)線技術的(de)(de)最(zui)新發展和(he)關于(yu)(yu)應(ying)(ying)用紫外(wai)線消(xiao)毒(du)的(de)(de)概況，并以安大略省污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠的(de)(de)情況進行案例說明。

　　介紹

　　在北(bei)美，實際(ji)消(xiao)毒(du)(du)方法的(de)(de)選(xuan)取取決(jue)于(yu)公眾的(de)(de)健康、保護水(shui)(shui)資(zi)源和(he)(he)人類的(de)(de)自身環境要求。廣泛(fan)地采用加氯(lv)消(xiao)毒(du)(du)，顯著減少了(le)以(yi)水(shui)(shui)做(zuo)為載體的(de)(de)疾病(bing)的(de)(de)爆(bao)發(fa)，全(quan)面提高(gao)了(le)人類的(de)(de)健康水(shui)(shui)平。但同時化學(xue)消(xiao)毒(du)(du)也(ye)帶來了(le)嚴重(zhong)的(de)(de)問(wen)題(ti)，例如(ru)(ru)：運輸、儲存和(he)(he)使用危險的(de)(de)化學(xue)物(wu)(wu)品，化學(xue)物(wu)(wu)質對(dui)環境的(de)(de)負面影響，水(shui)(shui)體的(de)(de)毒(du)(du)性（如(ru)(ru)：余氯(lv)），有機氯(lv)的(de)(de)潛在危險（三(san)氯(lv)甲烷和(he)(he)鹵乙酸(suan)等(deng)）。另外很(hen)多(duo)病(bing)毒(du)(du)和(he)(he)原生動(dong)物(wu)(wu)（如(ru)(ru)：隱孢子(zi)蟲）對(dui)氯(lv)有抗藥性。

　　從1878年人(ren)類發現太陽光(guang)中紫外(wai)線的(de)殺菌作用以來，人(ren)們(men)對(dui)紫外(wai)線在飲用水和污水消(xiao)(xiao)毒方面(mian)進行(xing)了研究。過去(qu)的(de)二十多(duo)年里，紫外(wai)線技術有了顯著的(de)進步(bu)，成(cheng)本(ben)也大大降低。特潔安公司將紫外(wai)消(xiao)(xiao)毒技術發展成(cheng)一項成(cheng)熟可靠的(de)技術，市場占(zhan)有率達(da)70%多(duo)。

　　過去的成就

　　安大(da)略省水(shui)資(zi)源委員會（OWRC）于1965年(nian)和1969年(nian)分別對(dui)紫(zi)外線(xian)在HUMBER河水(shui)的(de)殺(sha)菌(jun)性能進(jin)行了評估。通過對(dui)污水(shui)和含有(you)氯化鐵自來水(shui)混合溶液的(de)試驗，證實了紫(zi)外線(xian)完(wan)全(quan)可以滅活(huo)大(da)腸桿(gan)菌(jun)，并產生大(da)腸桿(gan)菌(jun)吞噬體。研究顯示色度、濁度和固體懸浮(fu)物的(de)增加將直接影響消毒效果(guo)。

　　在BURLINGDON市(shi)，加拿(na)大內陸水(shui)中心(xin)對(dui)紫外線取代化(hua)學(xue)消毒(du)非(fei)常感興趣(qu)。1975年OLIVER和COSROVE（1975）在實驗室對(dui)HUMITTON和OAKVILLE污水(shui)處理(li)廠的二級處理(li)的污水(shui)消毒(du)進行(xing)了模(mo)擬(ni)實驗評(ping)估。接著的研究是(shi)，OLIVER和CAREY（1975）對(dui)流量在9L到90L/分鐘(zhong)的污水(shui)，經過低(di)壓紫外燈進行(xing)測試，觀察到紫外線對(dui)紅(hong)鱒魚沒有毒(du)性(xing)，而氯則有毒(du)性(xing)。

　　TONELLI和HO（1978年）對紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)進(jin)行(xing)了評(ping)估，研究表明(ming)低(di)劑量的(de)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)對二級處理(li)排放的(de)污水消(xiao)(xiao)毒(du)是(shi)有效的(de)殺(sha)毒(du)劑，不會產生有害副產物。研究還表明(ming)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)的(de)主要優勢在于：消(xiao)(xiao)毒(du)時間短，費用(yong)上(shang)比(bi)氯消(xiao)(xiao)毒(du)/脫氯方(fang)式有競爭(zheng)力(li)。

　　1979年在(zai)MISSISSAUGA由(you)于(yu)火車出(chu)軌(gui)引(yin)起氯氣的(de)泄露，導致了240,000人(ren)的(de)撤離(li)。從(cong)此，人(ren)們開(kai)始關心安全(quan)問題，并加強(qiang)尋找(zhao)其他消毒(du)方(fang)法。

　　安大略(lve)省環境部(bu)對這種新型的(de)(de)(de)消毒(du)技(ji)術表示(shi)持續的(de)(de)(de)興趣。1982年HO（1982）在NEWMARKET進行了為期8個(ge)月的(de)(de)(de)研究，處(chu)理過程包括(kuo)：活性污(wu)泥法和(he)(he)在沙濾后(hou)加氯(lv)化(hua)鐵除磷工藝；紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)消毒(du)中試(shi)由16根(gen)同軸密(mi)封低壓紫(zi)外(wai)燈(deng)(deng)構成，每(mei)根(gen)燈(deng)(deng)管(guan)(guan)都(dou)由石英管(guan)(guan)保護，紫(zi)外(wai)燈(deng)(deng)排列和(he)(he)污(wu)水水流(liu)方向(xiang)垂直；管(guan)(guan)壁每(mei)24小(xiao)時進行手動(dong)清潔；沒有計算紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)劑量。大腸桿菌(jun)總數指標的(de)(de)(de)幾何平均(jun)數要小(xiao)于(yu)2500/100ml，這個(ge)指標基(ji)于(yu)10個(ge)試(shi)樣，其中85%的(de)(de)(de)大腸桿菌(jun)總數要小(xiao)于(yu)5000/100ml，用(yong)16根(gen)燈(deng)(deng)管(guan)(guan)殺菌(jun)的(de)(de)(de)效果(guo)能達到99.97%。紫(zi)外(wai)線(xian)(xian)消毒(du)的(de)(de)(de)費用(yong)估(gu)計是(shi)加氯(lv)/脫氯(lv)的(de)(de)(de)1.2-1.3倍，是(shi)臭氧(yang)和(he)(he)二氧(yang)化(hua)氯(lv)消毒(du)的(de)(de)(de)一半。

　　1984年(nian)HO和(he)(he)BOHM（1984）在(zai)RICHMOND HILL WPCP經過6個月的(de)(de)(de)(de)研究，繼(ji)續對紫(zi)外線(xian)(xian)消毒進(jin)行評估。二(er)(er)級(ji)(ji)處(chu)理污(wu)水(shui)(shui)經過常規的(de)(de)(de)(de)活性污(wu)泥法(fa)、加氯化鐵除(chu)磷再流(liu)經紫(zi)外線(xian)(xian)進(jin)行中試。通(tong)過增加導流(liu)板和(he)(he)分配管來(lai)改變16根燈的(de)(de)(de)(de)中試系統(tong)。紫(zi)外線(xian)(xian)劑(ji)(ji)量為(wei)25mWs/cm2 時(shi)(shi)(shi)，大腸(chang)桿(gan)菌的(de)(de)(de)(de)總數在(zai)200到(dao)500/100ml。劑(ji)(ji)量為(wei)50mWs/cm2時(shi)(shi)(shi)，大腸(chang)桿(gan)菌的(de)(de)(de)(de)減少沒有(you)明(ming)顯(xian)提高(gao)。在(zai)實驗中采(cai)用二(er)(er)級(ji)(ji)處(chu)理污(wu)水(shui)(shui)和(he)(he)一級(ji)(ji)處(chu)理污(wu)水(shui)(shui)相(xiang)混(hun)合來(lai)模擬一級(ji)(ji)混(hun)合污(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)，二(er)(er)級(ji)(ji)污(wu)水(shui)(shui)中固體顆粒所含鐵的(de)(de)(de)(de)濃度較(jiao)高(gao)，要(yao)達到(dao)大腸(chang)桿(gan)菌指標時(shi)(shi)(shi)，需要(yao)較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)(de)紫(zi)外線(xian)(xian)劑(ji)(ji)量（表(biao)1）。鐵濃度對紫(zi)外線(xian)(xian)劑(ji)(ji)量的(de)(de)(de)(de)影(ying)響要(yao)高(gao)于一級(ji)(ji)混(hun)合污(wu)水(shui)(shui)中高(gao)TSS濃度的(de)(de)(de)(de)影(ying)響。實驗中每8小時(shi)(shi)(shi)手動清潔石英管壁。

　　表1：大腸桿菌達標時(shi)，污水(shui)水(shui)質與(yu)紫外線劑量的關系

　　但在當時，紫外線系統僅在飲用水處理中有所應用，而且當時普遍認為紫外線僅僅對殺死細菌、病毒有效，而賈第蟲則具有抗紫外性（RICE，1981）。后來對隱孢子蟲也有類似的結論，由于發現滅活原生動物需要較高的紫外劑量，通常認為紫外線不適合在這方面的應用。所以TOBIN于1983年建議在UV消毒處理之前應先濾去胞囊。15年后新的實驗研究表明，當初的分析方法低估了紫外線對胞囊傳染性的真正作用（CLANCY，1998，FINCH，1999，LINDEN，1999）。這些新的研究結果表明實際上用很低的紫外劑量就可對賈第蟲和隱孢子蟲進行滅活。受到這些新研究發現的推動，美國環保署正在制定新的地表水和地下水處理規則，新的標準中消毒要求更為嚴格并增加隱孢子蟲做為指標微生物之一，與此同時還即將出臺更為嚴格的消毒副產物標準。美國環保署的有關技術經濟評估表明紫外線消毒比加氯消毒和臭氧消毒可以更為經濟有效地控制這些原生動物，且不會產生消毒副產物。預計這些新標準的實施將使紫外線消毒技術在自來水廠中得到大規模的應用。
 
安(an)大(da)(da)略省環境部MOE繼續試驗紫外線對廢水(shui)消毒的效(xiao)果。1982年BOHM和(he)HO對8家污(wu)(wu)水(shui)處理廠(chang)的二級和(he)三級污(wu)(wu)水(shui)進行(xing)了(le)研究（表2）。污(wu)(wu)水(shui)經過6只Teflon管子，這些管子由12只低壓(ya)燈和(he)反射(she)鏡(jing)包(bao)圍著，最大(da)(da)流量(liang)為190L/分鐘（50GPM US）。

　　表2：消毒達標(biao)時，污水水質與紫外線劑量(liang)關系

　　通過對被滅活的總大腸(chang)菌(jun)(jun)(jun)（TC）、糞大腸(chang)菌(jun)(jun)(jun)（FC）、大腸(chang)桿菌(jun)(jun)(jun)（E.coli）、糞鏈球菌(jun)(jun)(jun)和(he)沙門氏(shi)菌(jun)(jun)(jun)數量(liang)來估計紫外線的劑量(liang)需求。

　　他們(men)的(de)結論是：對(dui)二級和三級污水采用紫(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)消毒投(tou)資效(xiao)(xiao)益高，且當紫(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)線劑量在17到(dao)58mWs/cm2的(de)范圍時(shi)，能達到(dao)＜2500TC/100ml的(de)消毒指標(biao)，實(shi)驗(yan)發現紫(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)線能有效(xiao)(xiao)地降低所有測試微生物含量。由于紫(zi)(zi)(zi)(zi)外(wai)線穿(chuan)透(tou)率(lv)不是影(ying)響消毒的(de)唯一(yi)參數，他們(men)建(jian)議進行(xing)進一(yi)步地研究，來探明(ming)TSS和粒(li)徑(jing)對(dui)消毒的(de)影(ying)響。

　　1982年(nian)在(zai)安大略(lve)省TILLSONBURG安裝了第一套完整的(de)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)系(xi)(xi)統—TROJAN UV2000系(xi)(xi)統，該系(xi)(xi)統也是第一套應用明渠(qu)式模(mo)塊化設計(ji)的(de)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)消毒系(xi)(xi)統并采(cai)用了低(di)壓紫(zi)(zi)外(wai)(wai)燈。TILLSONBURG 污水處理廠采(cai)用活性污泥法工藝。紫(zi)(zi)外(wai)(wai)系(xi)(xi)統由4組紫(zi)(zi)外(wai)(wai)燈模(mo)塊組成，安裝在(zai)渠(qu)道(dao)的(de)后(hou)面，這些研(yan)究直接提供了紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)消毒與加(jia)氯消毒效果的(de)比較。通過對污水的(de)測試，得出(chu)出(chu)水平(ping)均紫(zi)(zi)外(wai)(wai)穿透率為(wei)77%，TSS小于10mg/L。

　　對接受水(shui)體(ti)的(de)靜態實(shi)驗(yan)沒(mei)有(you)(you)(you)發(fa)(fa)現(xian)任何(he)光(guang)修(xiu)復現(xian)象。3小(xiao)時(shi)(shi)內(nei)也(ye)沒(mei)有(you)(you)(you)發(fa)(fa)現(xian)暗修(xiu)復。紫外線(xian)(xian)處理污(wu)水(shui)48小(xiao)時(shi)(shi)以上，對紅鱒(zun)魚(yu)(yu)都沒(mei)有(you)(you)(you)致(zhi)命(ming)影響，而加氯消毒(du)(du)24小(xiao)時(shi)(shi)內(nei)，紅鱒(zun)魚(yu)(yu)就全(quan)部死亡，7小(xiao)時(shi)(shi)內(nei)死亡率(lv)為(wei)50%。1984年(nian)，WHITBY的(de)研究表明紫外線(xian)(xian)比加氯消毒(du)(du)能更有(you)(you)(you)效地達到消毒(du)(du)指標（表3），紫外線(xian)(xian)處理污(wu)水(shui)對環境沒(mei)有(you)(you)(you)毒(du)(du)性。論文(wen)研究也(ye)表明：隨著(zhu)懸浮(fu)物的(de)增加，紫外線(xian)(xian)的(de)需求(qiu)劑量也(ye)相應(ying)增加。

　　表3：滅活指(zhi)示微生物(wu)和病原體的數量級（LOG）

　　1984年美國環保署（US EPA）報(bao)道了52套紫外(wai)線(xian)消(xiao)毒裝置，另外(wai)35個項目正在設(she)計中，30個項目正在建造中。其中TILLSONBURG已經安裝使用(yong)了加拿(na)大(da)的設(she)備(bei)，COLLINGWOOD作為(wei)一個建設(she)項目。到(dao)1992年，紫外(wai)線(xian)污水消(xiao)毒設(she)備(bei)的數量(liang)已增加到(dao)424套（EPA，1992）。

　　1993年安大略省關于(yu)紫外技術的(de)(de)報告，列出(chu)了17個應用紫外線消(xiao)毒(du)的(de)(de)污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)和8個建議使(shi)用的(de)(de)項(xiang)目（圖1），6個項(xiang)目處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)后的(de)(de)二(er)級(ji)污(wu)水(shui)的(de)(de)TSS小(xiao)于(yu)5mg/L。消(xiao)毒(du)程(cheng)度(du)隨不同的(de)(de)地點(dian)變化而變化。要(yao)求(qiu)的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)標(biao)準有：糞大腸菌(jun)（FC)為(wei)20/100ml、40/100ml和200/100ml（11/17的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)），大腸桿菌(jun)（E .coli）為(wei)150-200/100ml（4/17的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)）或總TC為(wei)200/100ml（2/17的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)）。9/17的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)需要(yao)連續消(xiao)毒(du)，8/17的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)需要(yao)季節性(xing)消(xiao)毒(du)。處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)消(xiao)毒(du)指(zhi)標(biao)的(de)(de)幾何平均值在1-210/100ml之(zhi)間，17個污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)的(de)(de)總設計流(liu)量為(wei)167000m3/d。

圖 1：裝在安大(da)略省的(de)紫外線消毒(du)系統

　　表4匯編了MOE1997年的(de)數(shu)據，這些(xie)數(shu)據來(lai)自于安大略省市政污水處理(li)廠(chang)的(de)實踐(jian)結果（HAWLEY，1999）。污水處理(li)廠(chang)總(zong)設計流量從167000 m3/d增(zeng)加到700000 m3/d。

　　表 4：1997年安大略省污水處理廠的消毒情(qing)況

紫外技術的現狀

　　紫(zi)(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)技(ji)術在北(bei)美已(yi)經被廣泛接(jie)受，并成為(wei)取(qu)代化(hua)學(xue)消(xiao)(xiao)毒(du)的(de)(de)技(ji)術。1999年(nian)Trojan的(de)(de)科學(xue)家調查表明：在安大略省城市污水(shui)(shui)紫(zi)(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)裝(zhuang)置增加(jia)到104套。在加(jia)拿大，一些(xie)新建的(de)(de)污水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理廠(chang)和一些(xie)擴建的(de)(de)污水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理廠(chang)都(dou)選用了(le)(le)紫(zi)(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)(xiao)毒(du)，在美國由(you)于氯(lv)氣(qi)的(de)(de)儲藏、運輸的(de)(de)規章變化(hua)也(ye)有類似的(de)(de)趨(qu)勢。統一防(fang)火條例要(yao)(yao)求抽氯(lv)裝(zhuang)置以應(ying)付氯(lv)氣(qi)的(de)(de)意外(wai)泄露(lu)，現場儲氯(lv)超過1000磅的(de)(de)污水(shui)(shui)廠(chang)需要(yao)(yao)實施處(chu)(chu)(chu)理意外(wai)事故的(de)(de)危(wei)險管(guan)理方(fang)案（RMP）。排污許(xu)可證包含了(le)(le)對水(shui)(shui)中余(yu)氯(lv)的(de)(de)限制(zhi)，常(chang)常(chang)導致最終要(yao)(yao)進行(xing)脫氯(lv)處(chu)(chu)(chu)理，大大增加(jia)了(le)(le)加(jia)氯(lv)消(xiao)(xiao)毒(du)的(de)(de)成本。

　　1982年投入(ru)使用(yong)的TILLSONBURG 紫外設備(bei)仍在(zai)良(liang)好運(yun)行并(bing)能達到消(xiao)毒指標(biao)。由于紫外線消(xiao)毒技術在(zai)過去的20年時間里不斷發(fa)展完(wan)善，我(wo)們現在(zai)可(ke)以(yi)(yi)提供先進高效的紫外燈(deng)和電子(zi)鎮流(liu)器、自動清洗系(xi)(xi)統(tong)和完(wan)善的控制系(xi)(xi)統(tong)。紫外消(xiao)毒系(xi)(xi)統(tong)可(ke)以(yi)(yi)設計應用(yong)在(zai)一級處(chu)理、二級處(chu)理和三(san)級處(chu)理污(wu)水(shui)(shui)中滿足相應的消(xiao)毒標(biao)準(zhun)，也可(ke)以(yi)(yi)在(zai)標(biao)準(zhun)更(geng)為嚴格(ge)的回用(yong)水(shui)(shui)以(yi)(yi)及敏感的受(shou)納(na)水(shui)(shui)體(ti)中應用(yong)。紫外線目前已被廣泛應用(yong)在(zai)制藥、食品、電子(zi)工業以(yi)(yi)及市(shi)政污(wu)水(shui)(shui)和飲用(yong)水(shui)(shui)的消(xiao)毒中。紫外線在(zai)下水(shui)(shui)道溢流(liu)混合（CSO）中的應用(yong)，AVERILL（1998）經(jing)過3年的研究，對在(zai)紫外線消(xiao)毒之前采用(yong)高比率的物(wu)化(hua)法預處(chu)理下水(shui)(shui)道益流(liu)混合（CSO）進行了評估。

　　設(she)備的(de)新(xin)設(she)計(ji)和(he)改進提高(gao)了(le)設(she)備的(de)可(ke)靠性，降低(di)了(le)維護時(shi)間和(he)要求。燈(deng)(deng)(deng)的(de)型號各不相同，例如：（常規(gui)）低(di)壓(ya)(ya)（低(di)強）燈(deng)(deng)(deng)、低(di)壓(ya)(ya)高(gao)強燈(deng)(deng)(deng)、中壓(ya)(ya)（高(gao)強）燈(deng)(deng)(deng)。這些燈(deng)(deng)(deng)被水(shui)(shui)平或垂直地(di)安(an)裝在(zai)明渠或封閉的(de)渠道(dao)中，燈(deng)(deng)(deng)的(de)排列與水(shui)(shui)流呈平行(xing)(xing)或垂直。新(xin)的(de)設(she)計(ji)包括人工化(hua)(hua)學清(qing)洗(xi)(xi)燈(deng)(deng)(deng)管(guan)和(he)全自(zi)動(dong)機(ji)械加(jia)化(hua)(hua)學式清(qing)洗(xi)(xi)燈(deng)(deng)(deng)管(guan)的(de)清(qing)洗(xi)(xi)選(xuan)擇，實際運行(xing)(xing)表明所有紫外系統燈(deng)(deng)(deng)管(guan)都需要用清(qing)洗(xi)(xi)劑(ji)進行(xing)(xing)化(hua)(hua)學清(qing)洗(xi)(xi)，而選(xuan)擇合適的(de)清(qing)洗(xi)(xi)劑(ji)相當(dang)重要。先進的(de)控(kong)制可(ke)以調節運行(xing)(xing)功率(lv)來(lai)適應水(shui)(shui)質(zhi)和(he)水(shui)(shui)量(liang)的(de)變化(hua)(hua)。在(zai)線監測可(ke)用來(lai)監視UV的(de)穿(chuan)透率(lv)、濁度(du)(du)、燈(deng)(deng)(deng)的(de)強度(du)(du)和(he)流量(liang)。

　　常規的(de)(de)低壓(ya)(ya)紫(zi)外燈(deng)系(xi)統(tong)只適合(he)于小型處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)或是低流(liu)量(liang)(liang)的(de)(de)應(ying)用。高(gao)強紫(zi)外燈(deng)和(he)自動清(qing)潔系(xi)統(tong)的(de)(de)引進，只需要較小的(de)(de)安(an)裝空間和(he)占地，就(jiu)可以(yi)在大流(liu)量(liang)(liang)的(de)(de)處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)中應(ying)用。例如：EDMONTON GOLD BAR污水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)，最大流(liu)量(liang)(liang)為58.8萬噸(dun)/天(tian)（中壓(ya)(ya)燈(deng)系(xi)統(tong)）。在安(an)大略省的(de)(de)GREENWAY和(he)WINDSOR污水(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)的(de)(de)兩套大型紫(zi)外線裝置，最大處(chu)(chu)理(li)(li)量(liang)(liang)分別為：30.4萬噸(dun)/天(tian)（中壓(ya)(ya)燈(deng)系(xi)統(tong)）和(he)12.5萬噸(dun)/天(tian)（中壓(ya)(ya)燈(deng)系(xi)統(tong)）。除(chu)此之(zhi)外，中壓(ya)(ya)（高(gao)強）燈(deng)還適合(he)于低質污水(shui)（如一(yi)級(ji)排放，一(yi)級(ji)化學強化排放以(yi)及CSO）的(de)(de)消毒處(chu)(chu)理(li)(li)。目前，TORONTO處(chu)(chu)理(li)(li)廠(chang)正在對3種紫(zi)外線技術進行(xing)比較研究。

　　由其在(zai)世界各地安裝運行的(de)(de)(de)2600多(duo)個市(shi)政污(wu)/廢(fei)(fei)水(shui)廠(chang)中紫(zi)外消(xiao)(xiao)毒(du)系(xi)統(tong)(tong)所(suo)積累的(de)(de)(de)經驗(yan)(yan)、數據以及過去20多(duo)年里(li)的(de)(de)(de)大(da)量科(ke)研成果使(shi)Trojan成為行業內真(zhen)正(zheng)掌握復雜(za)的(de)(de)(de)污(wu)/廢(fei)(fei)水(shui)紫(zi)外消(xiao)(xiao)毒(du)技術的(de)(de)(de)制造(zao)廠(chang)家。其技術實(shi)力得到國際給(gei)排(pai)水(shui)工(gong)程界的(de)(de)(de)信(xin)賴和(he)認同。對(dui)于常規(gui)處理排(pai)放的(de)(de)(de)污(wu)/廢(fei)(fei)水(shui)，Trojan不需做(zuo)小(xiao)型實(shi)驗(yan)(yan)來(lai)決(jue)定紫(zi)外消(xiao)(xiao)毒(du)的(de)(de)(de)可(ke)行性和(he)紫(zi)外劑(ji)量要求，其25年來(lai)所(suo)積累的(de)(de)(de)數據庫和(he)最(zui)基本的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)水(shui)質參(can)數（如紫(zi)外穿透率，TSS和(he)顆粒尺寸(cun)）相(xiang)結合即(ji)可(ke)提供足(zu)夠的(de)(de)(de)信(xin)息(xi)對(dui)排(pai)放污(wu)水(shui)進行綜(zong)合估計并依此設計出相(xiang)應的(de)(de)(de)紫(zi)外消(xiao)(xiao)毒(du)系(xi)統(tong)(tong)。

紫外消毒技術的未來

　　在加(jia)拿大和美國，加(jia)氯消毒(du)(du)被(bei)紫(zi)外(wai)線(xian)消毒(du)(du)替(ti)代已經成為趨勢。類似于1999年國家污水(shui)報表(biao)之類的環境報告將繼續宣傳提(ti)倡用紫(zi)外(wai)線(xian)消毒(du)(du)替(ti)代化(hua)學(xue)消毒(du)(du)，即更(geng)好(hao)的污/廢(fei)水(shui)處理技(ji)術。使用瓶裝水(shui)和住宅用水(shui)處理設備(bei)的增加(jia)，表(biao)明公眾(zhong)支持由化(hua)學(xue)消毒(du)(du)轉向更(geng)環保的紫(zi)外(wai)消毒(du)(du)。

　　隨著人口密度的(de)增加，需(xu)要提供更多(duo)的(de)市(shi)(shi)政用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。有(you)限的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)供給(gei)和(he)(he)人口增長的(de)壓力，需(xu)要使(shi)用(yong)更多(duo)的(de)地(di)表水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。這(zhe)些水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)需(xu)要額外的(de)處(chu)理(li)，以保(bao)證(zheng)安全無傳染疾病。在北美(mei)(mei)，已有(you)幾起(qi)(qi)由于(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)賈第蟲或(huo)隱孢(bao)(bao)子囊蟲引(yin)起(qi)(qi)的(de)疾病爆發，被歸因(yin)為市(shi)(shi)政自來水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠的(de)加氯(lv)消(xiao)(xiao)毒。例如：VICTORIA和(he)(he)KELOWNA給(gei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)，常(chang)規(gui)的(de)加氯(lv)消(xiao)(xiao)毒不能有(you)效(xiao)的(de)滅(mie)活(huo)這(zhe)些原生動物。美(mei)(mei)國(guo)地(di)表水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)法規(gui)中(zhong)規(gui)定(ding)，必須除去或(huo)滅(mie)活(huo)3log的(de)賈第蟲，4log的(de)病毒，將來還(huan)包(bao)括4log的(de)隱孢(bao)(bao)子蟲；由于(yu)氯(lv)對(dui)隱孢(bao)(bao)子蟲的(de)效(xiao)果不好，這(zhe)些法規(gui)的(de)實施將要求現(xian)有(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠使(shi)用(yong)過濾(lv)和(he)(he)使(shi)用(yong)如UV或(huo)/和(he)(he)臭氧的(de)附加消(xiao)(xiao)毒工(gong)藝，而新(xin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠則需(xu)使(shi)用(yong)過濾(lv)和(he)(he)多(duo)級組合(he)式(shi)消(xiao)(xiao)毒工(gong)藝，即多(duo)屏障消(xiao)(xiao)毒工(gong)藝（兩種(zhong)以上的(de)消(xiao)(xiao)毒技(ji)術結合(he)起(qi)(qi)來使(shi)用(yong)）。美(mei)(mei)國(guo)新(xin)的(de)關(guan)于(yu)消(xiao)(xiao)毒/消(xiao)(xiao)毒副產(chan)物及(ji)(ji)其(qi)地(di)表水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)法規(gui)將影響(xiang)北美(mei)(mei)及(ji)(ji)歐洲(zhou)的(de)飲(yin)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)。

　　北美在(zai)地下(xia)水中發(fa)現了病毒，這種(zhong)曾經認為是干凈(jing)的(de)(de)水也(ye)需(xu)要進行消(xiao)毒，而累積的(de)(de)氯導致水的(de)(de)味道、顏色的(de)(de)改(gai)變(bian)，使用戶(hu)難以接受。在(zai)這方面紫外(wai)線(xian)是最理(li)想(xiang)的(de)(de)消(xiao)毒方法。滑鐵(tie)盧地區對紫外(wai)線(xian)消(xiao)毒設備進行了研究，安(an)裝了一(yi)套(tao)低壓紫外(wai)線(xian)系統作為多(duo)級處(chu)理(li)裝置來處(chu)理(li)井水，然后與(yu)處(chu)理(li)過的(de)(de)地表水混合使用。

　　1999年美國環(huan)(huan)保(bao)署（EPA）召開了一次紫(zi)外(wai)(wai)技(ji)(ji)術(shu)研討會，來評估關(guan)于(yu)紫(zi)外(wai)(wai)線對原(yuan)生(sheng)動物(wu)作用(yong)的一些最新研究(jiu)成果(guo)（CLANCY，1999，FINCH，1999，LINDEN，1999）。其中的一項研究(jiu)是(shi)在MANNHEIM的地表水處理中進行的，結論是(shi)：低劑量的紫(zi)外(wai)(wai)線(小(xiao)于(yu)10mWs/cm2)，即能有效地滅活隱(yin)(yin)孢(bao)子(zi)蟲和(he)(he)賈(jia)第蟲，低壓和(he)(he)中壓紫(zi)外(wai)(wai)燈(deng)對原(yuan)生(sheng)動物(wu)的效果(guo)一樣。幾年前(qian)，作為一種經濟可靠的飲(yin)用(yong)水消毒技(ji)(ji)術(shu)，紫(zi)外(wai)(wai)線在歐(ou)洲即被(bei)認可。現在美國環(huan)(huan)保(bao)署（EPA）認為紫(zi)外(wai)(wai)線對滅活隱(yin)(yin)孢(bao)子(zi)蟲和(he)(he)賈(jia)第蟲是(shi)最有效可行的技(ji)(ji)術(shu)，這徹(che)底改變了人們(men)以前(qian)的看法：即只有過濾和(he)(he)臭氧(yang)消毒才可以對飲(yin)用(yong)水中的原(yuan)生(sheng)動物(wu)進行有效地處理。

　　結論

　　Trojan公司的給排(pai)水(shui)紫外(wai)消(xiao)毒(du)技術已(yi)發展(zhan)成(cheng)(cheng)為(wei)成(cheng)(cheng)熟可靠(kao)的消(xiao)毒(du)技術

　　紫(zi)外線消(xiao)毒技術將繼(ji)續(xu)取代(dai)化學消(xiao)毒在給排水處理中得到廣(guang)泛應用，它可以確保安全，保護環境、生態和人類健康(kang)

　　紫外線對滅活病原性細菌、病毒和原生動物（隱孢子蟲、賈第蟲）是投資效益高的技術
 

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