摘要： 該項評估通過對大量(liang)指示微生(sheng)物和(he)水體毒(du)性(xing)的監測，對紫(zi)外(wai)線消(xiao)毒(du)和(he)氯(lv)消(xiao)毒(du)的效果進行(xing)了比(bi)較，并研究了污水水質對紫(zi)外(wai)線劑量(liang)需(xu)求的影響。值得說明的是這套(tao)系統(tong)目前還在(zai)良好(hao)運行(xing)中。

經過二十多年的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展，特潔安(Trojan)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)公司(si)的(de)(de)(de)(de)(de)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)（UV）消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)已經發(fa)展成(cheng)為(wei)取代化學消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)熟技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)。位于加(jia)拿(na)大(da)安大(da)略省(sheng)倫敦市的(de)(de)(de)(de)(de)特潔安 (Trojan) 公司(si)對紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)給排水處理(li)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)(le)深入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)、開發(fa)，推動了(le)(le)(le)(le)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展，為(wei)廣泛推廣紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)應用做(zuo)出(chu)了(le)(le)(le)(le)重大(da)貢獻(xian)。1982年，特潔安 (Trojan) 在(zai)安大(da)略省(sheng)TILLSONBURG污(wu)水處理(li)廠安裝(zhuang)了(le)(le)(le)(le)世界上(shang)第一(yi)(yi)套(tao)(tao)明(ming)渠式、模塊(kuai)化紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)污(wu)水消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)系(xi)(xi)統(tong)。這(zhe)一(yi)(yi)創(chuang)新大(da)大(da)降低了(le)(le)(le)(le)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)污(wu)水消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)成(cheng)本、使得(de)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)污(wu)水消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)應用靈活、且(qie)運行(xing)維護(hu)簡單方便，從而促進(jin)了(le)(le)(le)(le)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)在(zai)污(wu)水處理(li)里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)應用，目(mu)前(qian)在(zai)全球安裝(zhuang)使用的(de)(de)(de)(de)(de)紫(zi)(zi)外(wai)(wai)污(wu)水消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)系(xi)(xi)統(tong)中有95%以上(shang)采(cai)用了(le)(le)(le)(le)特潔安的(de)(de)(de)(de)(de)明(ming)渠式和(he)模塊(kuai)化的(de)(de)(de)(de)(de)創(chuang)意。加(jia)拿(na)大(da)環境部和(he)特潔安公司(si)的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術(shu)(shu)(shu)(shu)人員對TILLSONBURG紫(zi)(zi)外(wai)(wai)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)性能、運行(xing)和(he)維護(hu)進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)(le)長時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)評估(gu)。《Water Pollution Control》（1984年7月）雜(za)志也(ye)出(chu)版(ban)了(le)(le)(le)(le)該(gai)項(xiang)目(mu)報告和(he)論文(wen)，提供了(le)(le)(le)(le)大(da)量重要的(de)(de)(de)(de)(de)資料。該(gai)項(xiang)評估(gu)通過對大(da)量指示(shi)微生物和(he)水體毒(du)(du)(du)(du)(du)性的(de)(de)(de)(de)(de)監測，對紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)和(he)氯消(xiao)毒(du)(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)效果(guo)進(jin)行(xing)了(le)(le)(le)(le)比較，并(bing)研究(jiu)了(le)(le)(le)(le)污(wu)水水質對紫(zi)(zi)外(wai)(wai)線(xian)劑量需求的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。值得(de)說明(ming)的(de)(de)(de)(de)(de)是這(zhe)套(tao)(tao)系(xi)(xi)統(tong)目(mu)前(qian)還(huan)在(zai)良好(hao)運行(xing)中。

通(tong)過繼續對(dui)這種理想消(xiao)毒技術(shu)的研究(jiu)，1986年美國環保署（US EPA）將紫(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)毒列入了污水(shui)消(xiao)毒設(she)(she)計手冊并預言：做為逐漸成熟的消(xiao)毒技術(shu)，紫(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)毒取代化學消(xiao)毒有著巨大的潛力。在(zai)當時，已經有52套(tao)紫(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)毒系(xi)統在(zai)污水(shui)處(chu)理廠中(zhong)得(de)到應用，65套(tao)紫(zi)外(wai)線(xian)污水(shui)消(xiao)毒系(xi)統正在(zai)設(she)(she)計或建設(she)(she)中(zhong)。

隨著(zhu)對化(hua)學消(xiao)毒(du)產生后果認(ren)識的(de)提高，公眾已經(jing)開始越來越關(guan)心與(yu)其相關(guan)的(de)環境和(he)(he)健康問題(ti)，從而推(tui)動(dong)了紫外線消(xiao)毒(du)取代化(hua)學消(xiao)毒(du)的(de)進程。現在(zai)(zai)，作為(wei)凈水(shui)(shui)和(he)(he)污水(shui)(shui)的(de)一項有效(xiao)消(xiao)毒(du)技術(shu)，紫外線已處于一個有利的(de)位置。現在(zai)(zai)在(zai)(zai)世界各地已有3000多座市政污水(shui)(shui)處理廠安(an)裝使(shi)用了紫外消(xiao)毒(du)系統(tong)。技術(shu)的(de)發(fa)展、產品的(de)不斷優化(hua)和(he)(he)設計改善使(shi)得紫外系統(tong)能滿足于污水(shui)(shui)、飲用水(shui)(shui)和(he)(he)工(gong)業用水(shui)(shui)的(de)處理每一個項目的(de)具體要求。

在開發(fa)、應(ying)用(yong)(yong)(yong)紫外(wai)污水(shui)(shui)消(xiao)毒(du)技(ji)術(shu)方(fang)面，北(bei)美一直(zhi)處于(yu)這一行業(ye)的(de)(de)領(ling)導地(di)位(wei)，無論是從(cong)應(ying)用(yong)(yong)(yong)時間還是從(cong)應(ying)用(yong)(yong)(yong)范圍和規模上。在北(bei)美，傳(chuan)統的(de)(de)化學消(xiao)毒(du)大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低了由水(shui)(shui)中(zhong)病(bing)(bing)原體(ti)導致的(de)(de)疾(ji)病(bing)(bing)的(de)(de)突(tu)發(fa)，但是仍然會爆發(fa)一些腸(chang)胃疾(ji)病(bing)(bing)，只是沒有報(bao)道而已。將來，消(xiao)毒(du)技(ji)術(shu)和消(xiao)毒(du)方(fang)法將面臨新(xin)的(de)(de)致病(bing)(bing)細菌、病(bing)(bing)毒(du)和原生(sheng)動(dong)物對人類健康(kang)的(de)(de)挑戰。本章主要討論了紫外(wai)線技(ji)術(shu)的(de)(de)最新(xin)發(fa)展和關于(yu)應(ying)用(yong)(yong)(yong)紫外(wai)線消(xiao)毒(du)的(de)(de)概(gai)況，并(bing)以安大(da)(da)略(lve)省污水(shui)(shui)處理廠的(de)(de)情況進行案例說明。

1 介紹

在北(bei)美，實際消毒(du)(du)方(fang)法的(de)(de)(de)選(xuan)取取決于公眾的(de)(de)(de)健康、保護水(shui)(shui)資源和人(ren)類的(de)(de)(de)自身環境要求(qiu)。廣泛地采(cai)用加氯消毒(du)(du)，顯著(zhu)減少了以水(shui)(shui)做為載體的(de)(de)(de)疾病(bing)的(de)(de)(de)爆發，全面提高了人(ren)類的(de)(de)(de)健康水(shui)(shui)平。但同時化學(xue)消毒(du)(du)也帶來了嚴重的(de)(de)(de)問題，例如(ru)(ru)：運輸、儲存(cun)和使用危險(xian)(xian)的(de)(de)(de)化學(xue)物(wu)品(pin)，化學(xue)物(wu)質對環境的(de)(de)(de)負(fu)面影響，水(shui)(shui)體的(de)(de)(de)毒(du)(du)性(xing)（如(ru)(ru)：余氯），有機氯的(de)(de)(de)潛在危險(xian)(xian)（三氯甲烷和鹵乙酸等(deng)）。另(ling)外很多病(bing)毒(du)(du)和原生動物(wu)（如(ru)(ru)：隱孢子蟲）對氯有抗藥性(xing)。

從1878年(nian)人類發現太陽光(guang)中紫外線的(de)殺菌作用以來，人們(men)對紫外線在(zai)飲用水和污水消毒方面進(jin)行了研究。過去的(de)二十多(duo)年(nian)里，紫外線技術有了顯著的(de)進(jin)步，成本(ben)也(ye)大(da)大(da)降低。特潔(jie)安公司(si)將紫外消毒技術發展成一項成熟可靠的(de)技術，市場占(zhan)有率達70%多(duo)。

2 過去的成就

安(an)大(da)略省水資源委(wei)員會(hui)（OWRC）于1965年和1969年分別對(dui)紫外線(xian)在(zai)HUMBER河水的(de)殺菌性能進行了評估。通過對(dui)污水和含有(you)氯化鐵自來水混合溶液的(de)試驗，證(zheng)實了紫外線(xian)完全可以滅活大(da)腸桿菌，并(bing)產生大(da)腸桿菌吞噬(shi)體。研究顯示色(se)度、濁度和固(gu)體懸浮(fu)物(wu)的(de)增(zeng)加將直接(jie)影響消(xiao)毒效果。

在(zai)(zai)BURLINGDON市，加(jia)拿大內(nei)陸水(shui)中(zhong)心對(dui)紫外(wai)線取代(dai)化(hua)學消毒(du)非(fei)常感興趣。1975年(nian)OLIVER和COSROVE（1975）在(zai)(zai)實驗室對(dui)HUMITTON和OAKVILLE污(wu)水(shui)處(chu)理廠的(de)(de)(de)二級處(chu)理的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)消毒(du)進行(xing)(xing)了(le)模(mo)擬實驗評估。接著的(de)(de)(de)研(yan)究是，OLIVER和CAREY（1975）對(dui)流量在(zai)(zai)9L到90L/分鐘(zhong)的(de)(de)(de)污(wu)水(shui)，經過(guo)低壓紫外(wai)燈(deng)進行(xing)(xing)測試，觀察到紫外(wai)線對(dui)紅鱒魚(yu)沒(mei)有毒(du)性，而氯(lv)則有毒(du)性。

TONELLI和HO（1978年）對(dui)紫(zi)外(wai)線(xian)進行(xing)了(le)評估(gu)，研(yan)究表明低劑量的紫(zi)外(wai)線(xian)對(dui)二級處理排放(fang)的污水消(xiao)毒是(shi)有(you)效的殺毒劑，不會產生(sheng)有(you)害副(fu)產物。研(yan)究還表明紫(zi)外(wai)線(xian)消(xiao)毒的主要優勢在于：消(xiao)毒時間短(duan)，費(fei)用上比氯消(xiao)毒/脫氯方(fang)式有(you)競爭力。

1979年在MISSISSAUGA由于火(huo)車出軌引起氯氣(qi)的泄露，導致了240,000人的撤(che)離(li)。從此，人們開始關心(xin)安全問題，并加強尋找(zhao)其他消毒(du)方(fang)法。

安大略省環境部對這種(zhong)新型的(de)(de)(de)消(xiao)毒(du)(du)技術(shu)表(biao)示持續(xu)的(de)(de)(de)興趣。1982年HO（1982）在NEWMARKET進行(xing)了為期(qi)8個月(yue)的(de)(de)(de)研(yan)究，處理過程包括：活性污泥法(fa)和在沙濾后(hou)加氯(lv)化(hua)鐵除(chu)磷(lin)工藝；紫(zi)外線消(xiao)毒(du)(du)中試由(you)16根(gen)同(tong)軸密封(feng)低(di)壓紫(zi)外燈構(gou)成，每(mei)根(gen)燈管都(dou)由(you)石英管保護，紫(zi)外燈排列和污水水流(liu)方(fang)向垂直；管壁(bi)每(mei)24小時進行(xing)手動清潔；沒有計算紫(zi)外線劑量。大腸桿菌總數指(zhi)標(biao)的(de)(de)(de)幾何平均數要(yao)小于(yu)2500/100ml，這個指(zhi)標(biao)基于(yu)10個試樣，其中85%的(de)(de)(de)大腸桿菌總數要(yao)小于(yu)5000/100ml，用16根(gen)燈管殺菌的(de)(de)(de)效果能達(da)到99.97%。紫(zi)外線消(xiao)毒(du)(du)的(de)(de)(de)費用估計是加氯(lv)/脫氯(lv)的(de)(de)(de)1.2-1.3倍，是臭(chou)氧(yang)和二氧(yang)化(hua)氯(lv)消(xiao)毒(du)(du)的(de)(de)(de)一半。

1984年(nian)HO和(he)BOHM（1984）在RICHMOND HILL WPCP經(jing)過(guo)6個月的(de)(de)(de)(de)研究，繼續對(dui)紫(zi)(zi)外(wai)線(xian)(xian)消毒進(jin)行評(ping)估。二級(ji)(ji)處理(li)污(wu)水(shui)(shui)(shui)經(jing)過(guo)常規的(de)(de)(de)(de)活性污(wu)泥法、加(jia)氯化鐵除磷再(zai)流經(jing)紫(zi)(zi)外(wai)線(xian)(xian)進(jin)行中(zhong)試(shi)。通過(guo)增加(jia)導流板和(he)分配管(guan)來改變16根燈的(de)(de)(de)(de)中(zhong)試(shi)系統。紫(zi)(zi)外(wai)線(xian)(xian)劑(ji)量為(wei)25mWs/cm2 時(shi)，大腸(chang)(chang)桿(gan)菌的(de)(de)(de)(de)總(zong)數在200到500/100ml。劑(ji)量為(wei)50mWs/cm2時(shi)，大腸(chang)(chang)桿(gan)菌的(de)(de)(de)(de)減(jian)少(shao)沒有明顯提高。在實驗中(zhong)采用二級(ji)(ji)處理(li)污(wu)水(shui)(shui)(shui)和(he)一級(ji)(ji)處理(li)污(wu)水(shui)(shui)(shui)相混(hun)合來模擬一級(ji)(ji)混(hun)合污(wu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)，二級(ji)(ji)污(wu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)固體顆粒所含鐵的(de)(de)(de)(de)濃度較(jiao)高，要達到大腸(chang)(chang)桿(gan)菌指(zhi)標(biao)時(shi)，需要較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)紫(zi)(zi)外(wai)線(xian)(xian)劑(ji)量（表1）。鐵濃度對(dui)紫(zi)(zi)外(wai)線(xian)(xian)劑(ji)量的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響要高于一級(ji)(ji)混(hun)合污(wu)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)高TSS濃度的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響。實驗中(zhong)每8小時(shi)手(shou)動清潔石英管(guan)壁。

但(dan)在(zai)(zai)當時，紫(zi)外線系統(tong)僅在(zai)(zai)飲用(yong)(yong)水處(chu)理中有(you)所(suo)應用(yong)(yong)，而且當時普遍(bian)認(ren)為(wei)紫(zi)外線僅僅對殺死細菌、病毒(du)(du)有(you)效，而賈第蟲(chong)(chong)則(ze)具有(you)抗紫(zi)外性(xing)（RICE，1981）。后來對隱孢子蟲(chong)(chong)也有(you)類似的(de)(de)結(jie)論，由于發現滅活原(yuan)生動(dong)物(wu)需要較高的(de)(de)紫(zi)外劑(ji)量，通常認(ren)為(wei)紫(zi)外線不適(shi)合在(zai)(zai)這方面的(de)(de)應用(yong)(yong)。所(suo)以TOBIN于1983年建議在(zai)(zai)UV消(xiao)毒(du)(du)處(chu)理之前應先濾去胞(bao)(bao)囊。15年后新(xin)(xin)的(de)(de)實(shi)驗研究表(biao)明，當初的(de)(de)分析方法低估了紫(zi)外線對胞(bao)(bao)囊傳染(ran)性(xing)的(de)(de)真正(zheng)作(zuo)用(yong)(yong)（CLANCY，1998，FINCH，1999，LINDEN，1999）。這些(xie)新(xin)(xin)的(de)(de)研究結(jie)果表(biao)明實(shi)際上用(yong)(yong)很低的(de)(de)紫(zi)外劑(ji)量就(jiu)可對賈第蟲(chong)(chong)和隱孢子蟲(chong)(chong)進行滅活。受到(dao)這些(xie)新(xin)(xin)研究發現的(de)(de)推動(dong)，美國(guo)環保(bao)署(shu)正(zheng)在(zai)(zai)制定新(xin)(xin)的(de)(de)地(di)表(biao)水和地(di)下水處(chu)理規(gui)則(ze)，新(xin)(xin)的(de)(de)標(biao)(biao)準(zhun)中消(xiao)毒(du)(du)要求更為(wei)嚴(yan)格并增加(jia)隱孢子蟲(chong)(chong)做為(wei)指標(biao)(biao)微(wei)生物(wu)之一(yi)，與此同時還即將出(chu)臺更為(wei)嚴(yan)格的(de)(de)消(xiao)毒(du)(du)副(fu)產物(wu)標(biao)(biao)準(zhun)。美國(guo)環保(bao)署(shu)的(de)(de)有(you)關技術經濟評估表(biao)明紫(zi)外線消(xiao)毒(du)(du)比加(jia)氯消(xiao)毒(du)(du)和臭氧消(xiao)毒(du)(du)可以更為(wei)經濟有(you)效地(di)控制這些(xie)原(yuan)生動(dong)物(wu)，且不會產生消(xiao)毒(du)(du)副(fu)產物(wu)。預計這些(xie)新(xin)(xin)標(biao)(biao)準(zhun)的(de)(de)實(shi)施將使紫(zi)外線消(xiao)毒(du)(du)技術在(zai)(zai)自來水廠(chang)中得到(dao)大(da)規(gui)模(mo)的(de)(de)應用(yong)(yong)。

安大略(lve)省環境部MOE繼續(xu)試(shi)驗紫外(wai)線對廢水消(xiao)毒(du)的效果(guo)。1982年BOHM和HO對8家污水處理廠的二級(ji)和三(san)級(ji)污水進行(xing)了研究（表2）。污水經(jing)過6只Teflon管子，這些管子由(you)12只低壓(ya)燈和反射鏡包圍著，最大流量(liang)為190L/分(fen)鐘（50GPM US）。

通過對被滅(mie)活的總大(da)(da)腸(chang)菌（TC）、糞大(da)(da)腸(chang)菌（FC）、大(da)(da)腸(chang)桿菌（E.coli）、糞鏈球菌和沙門氏菌數量(liang)來(lai)估計紫外線(xian)的劑量(liang)需求。

他(ta)們的(de)結論是(shi)：對二級(ji)和(he)三級(ji)污水采用(yong)紫(zi)外消毒(du)投(tou)資效益高，且當紫(zi)外線劑(ji)量在17到58mWs/cm2的(de)范圍時，能達到＜2500TC/100ml的(de)消毒(du)指標，實驗發現(xian)紫(zi)外線能有效地降(jiang)低所(suo)有測(ce)試(shi)微(wei)生物(wu)含量。由于紫(zi)外線穿透率(lv)不是(shi)影響(xiang)消毒(du)的(de)唯一(yi)參數，他(ta)們建議進行進一(yi)步地研究，來探明TSS和(he)粒徑對消毒(du)的(de)影響(xiang)。

1982年在安大略省TILLSONBURG安裝(zhuang)了第(di)一(yi)套完整的(de)紫外線(xian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)—TROJAN UV2000系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)，該系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)也是第(di)一(yi)套應用明渠(qu)式模(mo)塊化(hua)設(she)計的(de)紫外消毒系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)并采用了低壓紫外燈。TILLSONBURG 污(wu)水(shui)處(chu)理廠采用活性污(wu)泥法工藝。紫外系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)由4組(zu)紫外燈模(mo)塊組(zu)成，安裝(zhuang)在渠(qu)道的(de)后面，這些研究直接提供了紫外線(xian)消毒與加氯消毒效果的(de)比較。通過對(dui)污(wu)水(shui)的(de)測試(shi)，得(de)出出水(shui)平均紫外穿透率為77%，TSS小于10mg/L。

對接(jie)受水(shui)(shui)體的(de)(de)靜態實驗沒(mei)(mei)有發現(xian)任何光修復(fu)現(xian)象。3小(xiao)時(shi)內(nei)也沒(mei)(mei)有發現(xian)暗修復(fu)。紫(zi)外(wai)線(xian)處理污(wu)(wu)水(shui)(shui)48小(xiao)時(shi)以上，對紅鱒魚(yu)都沒(mei)(mei)有致命影響(xiang)，而加(jia)(jia)氯消(xiao)毒(du)24小(xiao)時(shi)內(nei)，紅鱒魚(yu)就全部死亡(wang)(wang)，7小(xiao)時(shi)內(nei)死亡(wang)(wang)率為50%。1984年(nian)，WHITBY的(de)(de)研(yan)究(jiu)表明紫(zi)外(wai)線(xian)比加(jia)(jia)氯消(xiao)毒(du)能更有效地達(da)到(dao)消(xiao)毒(du)指標(biao)（表3），紫(zi)外(wai)線(xian)處理污(wu)(wu)水(shui)(shui)對環境沒(mei)(mei)有毒(du)性(xing)。論文研(yan)究(jiu)也表明：隨著懸浮物的(de)(de)增加(jia)(jia)，紫(zi)外(wai)線(xian)的(de)(de)需求劑量(liang)也相應增加(jia)(jia)。

1984年美國環保署（US EPA）報道了(le)52套(tao)(tao)紫(zi)外線(xian)消(xiao)毒裝置(zhi)，另外35個項目(mu)正在設(she)計(ji)中，30個項目(mu)正在建(jian)造(zao)中。其(qi)中TILLSONBURG已經(jing)安裝使用了(le)加(jia)拿大的設(she)備(bei)，COLLINGWOOD作為(wei)一(yi)個建(jian)設(she)項目(mu)。到1992年，紫(zi)外線(xian)污水(shui)消(xiao)毒設(she)備(bei)的數量已增加(jia)到424套(tao)(tao)（EPA，1992）。

1993年安大(da)略省(sheng)關于(yu)紫外技術的(de)(de)報告，列出了17個應用紫外線消(xiao)毒(du)的(de)(de)污(wu)水處(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)理(li)(li)后的(de)(de)二級(ji)污(wu)水的(de)(de)TSS小于(yu)5mg/L。消(xiao)毒(du)程度隨不同的(de)(de)地點變化(hua)而變化(hua)。要(yao)求的(de)(de)處(chu)理(li)(li)標準有：糞(fen)大(da)腸菌（FC)為(wei)20/100ml、40/100ml和200/100ml（11/17的(de)(de)處(chu)理(li)(li)廠(chang)），大(da)腸桿(gan)菌（E .coli）為(wei)150-200/100ml（4/17的(de)(de)處(chu)理(li)(li)廠(chang)）或總(zong)TC為(wei)200/100ml（2/17的(de)(de)處(chu)理(li)(li)廠(chang)）。9/17的(de)(de)處(chu)理(li)(li)廠(chang)需(xu)要(yao)連續消(xiao)毒(du)，8/17的(de)(de)處(chu)理(li)(li)廠(chang)需(xu)要(yao)季節性消(xiao)毒(du)。處(chu)理(li)(li)廠(chang)消(xiao)毒(du)指標的(de)(de)幾(ji)何平均(jun)值在1-210/100ml之(zhi)間(jian)，17個污(wu)水處(chu)理(li)(li)廠(chang)的(de)(de)總(zong)設計(ji)流量為(wei)167000m3/d。

表4匯編了(le)MOE1997年的(de)數據，這(zhe)些(xie)數據來自于(yu)安大(da)略(lve)省市政污水處理(li)廠的(de)實踐結果（HAWLEY，1999）。污水處理(li)廠總設(she)計流量從167000 m3/d增加到700000 m3/d。

3 紫外技術的現狀

紫外(wai)線消毒技術在北美(mei)(mei)已(yi)經被(bei)廣(guang)泛(fan)接受，并成為(wei)取代化學消毒的(de)技術。1999年Trojan的(de)科學家調查表明：在安(an)大略(lve)省城市(shi)污(wu)水紫外(wai)線消毒裝置(zhi)(zhi)增加(jia)到104套。在加(jia)拿大，一些(xie)新建的(de)污(wu)水處理(li)(li)廠(chang)(chang)和一些(xie)擴建的(de)污(wu)水處理(li)(li)廠(chang)(chang)都選用了(le)紫外(wai)線消毒，在美(mei)(mei)國由于氯氣(qi)的(de)儲藏、運輸的(de)規章變(bian)化也(ye)有類似的(de)趨勢。統(tong)一防火條例要求抽氯裝置(zhi)(zhi)以應付氯氣(qi)的(de)意外(wai)泄露，現場儲氯超過1000磅的(de)污(wu)水廠(chang)(chang)需要實施處理(li)(li)意外(wai)事故的(de)危險管理(li)(li)方案（RMP）。排污(wu)許可證包含了(le)對水中(zhong)余(yu)氯的(de)限制，常常導(dao)致最終要進(jin)行(xing)脫氯處理(li)(li)，大大增加(jia)了(le)加(jia)氯消毒的(de)成本。

1982年投(tou)入(ru)使用(yong)的(de)(de)TILLSONBURG 紫(zi)外設備仍在(zai)(zai)良好(hao)運行并能達到消(xiao)毒指標(biao)。由于紫(zi)外線消(xiao)毒技術在(zai)(zai)過去(qu)的(de)(de)20年時(shi)間(jian)里不斷發展完善，我們現(xian)在(zai)(zai)可以(yi)提供先進高效的(de)(de)紫(zi)外燈和(he)電子鎮流器、自動清洗系(xi)統和(he)完善的(de)(de)控(kong)制系(xi)統。紫(zi)外消(xiao)毒系(xi)統可以(yi)設計應(ying)用(yong)在(zai)(zai)一級處理、二(er)級處理和(he)三級處理污水(shui)(shui)中滿(man)足相應(ying)的(de)(de)消(xiao)毒標(biao)準(zhun)，也(ye)可以(yi)在(zai)(zai)標(biao)準(zhun)更(geng)為嚴格的(de)(de)回用(yong)水(shui)(shui)以(yi)及(ji)敏感的(de)(de)受納(na)水(shui)(shui)體中應(ying)用(yong)。紫(zi)外線目前(qian)已(yi)被廣泛應(ying)用(yong)在(zai)(zai)制藥、食品、電子工業以(yi)及(ji)市政污水(shui)(shui)和(he)飲(yin)用(yong)水(shui)(shui)的(de)(de)消(xiao)毒中。紫(zi)外線在(zai)(zai)下水(shui)(shui)道(dao)溢流混合(he)（CSO）中的(de)(de)應(ying)用(yong)，AVERILL（1998）經過3年的(de)(de)研(yan)究，對在(zai)(zai)紫(zi)外線消(xiao)毒之前(qian)采用(yong)高比率的(de)(de)物化法預處理下水(shui)(shui)道(dao)益流混合(he)（CSO）進行了評估。

設(she)備的(de)新設(she)計和(he)改(gai)進(jin)(jin)提高了(le)(le)設(she)備的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)，降低(di)(di)了(le)(le)維護(hu)時間和(he)要求。燈(deng)(deng)的(de)型號各不相(xiang)同，例如：（常規）低(di)(di)壓(ya)（低(di)(di)強(qiang)）燈(deng)(deng)、低(di)(di)壓(ya)高強(qiang)燈(deng)(deng)、中壓(ya)（高強(qiang)）燈(deng)(deng)。這(zhe)些燈(deng)(deng)被(bei)水平或垂直地安裝(zhuang)在明(ming)渠或封閉的(de)渠道中，燈(deng)(deng)的(de)排列與水流呈平行(xing)(xing)或垂直。新的(de)設(she)計包括人工化(hua)學清(qing)洗燈(deng)(deng)管(guan)和(he)全自動(dong)機械(xie)加化(hua)學式(shi)清(qing)洗燈(deng)(deng)管(guan)的(de)清(qing)洗選擇(ze)，實際運(yun)行(xing)(xing)表明(ming)所有紫外(wai)系統燈(deng)(deng)管(guan)都需要用清(qing)洗劑進(jin)(jin)行(xing)(xing)化(hua)學清(qing)洗，而選擇(ze)合(he)適(shi)的(de)清(qing)洗劑相(xiang)當重要。先進(jin)(jin)的(de)控制可(ke)以調節運(yun)行(xing)(xing)功率來適(shi)應(ying)水質和(he)水量的(de)變化(hua)。在線監測可(ke)用來監視UV的(de)穿透率、濁(zhuo)度(du)、燈(deng)(deng)的(de)強(qiang)度(du)和(he)流量。

常規的(de)(de)低壓(ya)紫(zi)(zi)外燈系統(tong)只適合于小(xiao)型處(chu)理(li)廠或是低流(liu)量的(de)(de)應(ying)用。高(gao)強紫(zi)(zi)外燈和自動(dong)清(qing)潔系統(tong)的(de)(de)引進(jin)，只需要較小(xiao)的(de)(de)安(an)(an)裝空(kong)間(jian)和占地，就可以(yi)在(zai)大(da)(da)流(liu)量的(de)(de)處(chu)理(li)廠中(zhong)(zhong)應(ying)用。例(li)如(ru)：EDMONTON GOLD BAR污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠，最(zui)大(da)(da)流(liu)量為(wei)58.8萬(wan)噸/天(tian)（中(zhong)(zhong)壓(ya)燈系統(tong)）。在(zai)安(an)(an)大(da)(da)略省的(de)(de)GREENWAY和WINDSOR污(wu)水(shui)處(chu)理(li)廠的(de)(de)兩套大(da)(da)型紫(zi)(zi)外線裝置，最(zui)大(da)(da)處(chu)理(li)量分別為(wei)：30.4萬(wan)噸/天(tian)（中(zhong)(zhong)壓(ya)燈系統(tong)）和12.5萬(wan)噸/天(tian)（中(zhong)(zhong)壓(ya)燈系統(tong)）。除此之外，中(zhong)(zhong)壓(ya)（高(gao)強）燈還適合于低質污(wu)水(shui)（如(ru)一(yi)級排(pai)放，一(yi)級化(hua)學強化(hua)排(pai)放以(yi)及CSO）的(de)(de)消(xiao)毒處(chu)理(li)。目前，TORONTO處(chu)理(li)廠正在(zai)對3種紫(zi)(zi)外線技術進(jin)行比較研究。

由(you)其(qi)在世界(jie)(jie)各地安裝運行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)2600多個市政(zheng)污/廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)廠中紫外(wai)消(xiao)毒系統(tong)所積(ji)累(lei)的(de)(de)(de)(de)經(jing)驗(yan)、數(shu)據(ju)以(yi)及過去20多年(nian)里的(de)(de)(de)(de)大量科研成果使Trojan成為行(xing)(xing)(xing)業內真正掌握(wo)復雜的(de)(de)(de)(de)污/廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)紫外(wai)消(xiao)毒技(ji)(ji)術的(de)(de)(de)(de)制(zhi)造廠家。其(qi)技(ji)(ji)術實力得到(dao)國際給排水(shui)(shui)(shui)(shui)工程界(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)信(xin)賴和認同。對于常規處(chu)理(li)排放(fang)的(de)(de)(de)(de)污/廢(fei)水(shui)(shui)(shui)(shui)，Trojan不需(xu)做小型實驗(yan)來決(jue)定紫外(wai)消(xiao)毒的(de)(de)(de)(de)可(ke)行(xing)(xing)(xing)性和紫外(wai)劑量要求，其(qi)25年(nian)來所積(ji)累(lei)的(de)(de)(de)(de)數(shu)據(ju)庫(ku)和最基本的(de)(de)(de)(de)污水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質參數(shu)（如紫外(wai)穿透率，TSS和顆粒尺寸）相結合(he)即可(ke)提供足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)信(xin)息對排放(fang)污水(shui)(shui)(shui)(shui)進行(xing)(xing)(xing)綜合(he)估(gu)計并依此(ci)設計出相應的(de)(de)(de)(de)紫外(wai)消(xiao)毒系統(tong)。

4 紫(zi)外消毒技(ji)術(shu)的未來

在加(jia)拿大和(he)美國(guo)(guo)，加(jia)氯(lv)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)被紫(zi)外(wai)線消(xiao)(xiao)毒(du)(du)替代已經成為趨勢。類(lei)似于1999年國(guo)(guo)家(jia)污(wu)(wu)水(shui)報(bao)(bao)表之類(lei)的環境報(bao)(bao)告將繼續宣(xuan)傳提倡用紫(zi)外(wai)線消(xiao)(xiao)毒(du)(du)替代化學(xue)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)，即更好(hao)的污(wu)(wu)/廢水(shui)處理技術(shu)。使用瓶裝水(shui)和(he)住宅(zhai)用水(shui)處理設(she)備的增加(jia)，表明(ming)公眾支持由(you)化學(xue)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)轉向更環保(bao)的紫(zi)外(wai)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)。

隨著人口密度(du)的(de)(de)增加(jia)(jia)，需(xu)要提供(gong)更(geng)多(duo)的(de)(de)市(shi)政(zheng)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)。有(you)限(xian)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)供(gong)給(gei)和(he)人口增長的(de)(de)壓力，需(xu)要使用(yong)(yong)更(geng)多(duo)的(de)(de)地(di)表(biao)水(shui)(shui)(shui)。這(zhe)些(xie)水(shui)(shui)(shui)需(xu)要額外的(de)(de)處(chu)理，以保(bao)證安全無傳染疾(ji)病。在北(bei)美(mei)，已有(you)幾起(qi)(qi)由于水(shui)(shui)(shui)中(zhong)賈第蟲(chong)或隱孢子(zi)囊(nang)蟲(chong)引起(qi)(qi)的(de)(de)疾(ji)病爆發，被歸因為市(shi)政(zheng)自(zi)來(lai)水(shui)(shui)(shui)廠的(de)(de)加(jia)(jia)氯消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)。例如：VICTORIA和(he)KELOWNA給(gei)水(shui)(shui)(shui)中(zhong)，常規的(de)(de)加(jia)(jia)氯消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)不(bu)能有(you)效的(de)(de)滅(mie)(mie)活(huo)這(zhe)些(xie)原生(sheng)動物。美(mei)國地(di)表(biao)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理法(fa)規中(zhong)規定，必須除去或滅(mie)(mie)活(huo)3log的(de)(de)賈第蟲(chong)，4log的(de)(de)病毒(du)(du)(du)，將來(lai)還包括4log的(de)(de)隱孢子(zi)蟲(chong)；由于氯對(dui)隱孢子(zi)蟲(chong)的(de)(de)效果不(bu)好，這(zhe)些(xie)法(fa)規的(de)(de)實(shi)施將要求現有(you)水(shui)(shui)(shui)廠使用(yong)(yong)過濾和(he)使用(yong)(yong)如UV或/和(he)臭氧的(de)(de)附加(jia)(jia)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)工藝(yi)，而新(xin)水(shui)(shui)(shui)廠則(ze)需(xu)使用(yong)(yong)過濾和(he)多(duo)級組合式消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)工藝(yi)，即多(duo)屏障消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)工藝(yi)（兩種(zhong)以上的(de)(de)消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)技(ji)術(shu)結合起(qi)(qi)來(lai)使用(yong)(yong)）。美(mei)國新(xin)的(de)(de)關(guan)于消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)/消(xiao)(xiao)毒(du)(du)(du)副(fu)產(chan)物及(ji)其地(di)表(biao)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)法(fa)規將影響北(bei)美(mei)及(ji)歐洲的(de)(de)飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理。

北美在地下水(shui)中發現了(le)病毒，這(zhe)種曾經認為是干(gan)凈的(de)水(shui)也需(xu)要進行消(xiao)(xiao)毒，而(er)累積的(de)氯導致水(shui)的(de)味道、顏(yan)色的(de)改變，使用(yong)戶難以接受。在這(zhe)方面紫外(wai)線(xian)是最理(li)想的(de)消(xiao)(xiao)毒方法(fa)。滑鐵盧(lu)地區對紫外(wai)線(xian)消(xiao)(xiao)毒設備進行了(le)研(yan)究，安裝了(le)一套(tao)低壓紫外(wai)線(xian)系統(tong)作為多級處理(li)裝置來處理(li)井(jing)水(shui)，然后(hou)與處理(li)過的(de)地表(biao)水(shui)混合使用(yong)。

1999年美國環保署(shu)（EPA）召開了一次紫外技(ji)術(shu)(shu)研(yan)討會，來評(ping)估關于紫外線對(dui)原(yuan)生(sheng)(sheng)動物(wu)作用(yong)的(de)一些最(zui)新(xin)研(yan)究(jiu)成果（CLANCY，1999，FINCH，1999，LINDEN，1999）。其中的(de)一項研(yan)究(jiu)是(shi)在(zai)MANNHEIM的(de)地表水(shui)(shui)處理(li)中進行(xing)的(de)，結論是(shi)：低劑量的(de)紫外線(小于10mWs/cm2)，即(ji)能有(you)效地滅(mie)活隱孢子蟲和(he)賈第(di)蟲，低壓和(he)中壓紫外燈對(dui)原(yuan)生(sheng)(sheng)動物(wu)的(de)效果一樣。幾年前，作為一種經(jing)濟可(ke)靠的(de)飲用(yong)水(shui)(shui)消毒(du)技(ji)術(shu)(shu)，紫外線在(zai)歐(ou)洲即(ji)被認可(ke)。現在(zai)美國環保署(shu)（EPA）認為紫外線對(dui)滅(mie)活隱孢子蟲和(he)賈第(di)蟲是(shi)最(zui)有(you)效可(ke)行(xing)的(de)技(ji)術(shu)(shu)，這徹(che)底(di)改變了人們以前的(de)看法(fa)：即(ji)只有(you)過濾和(he)臭氧消毒(du)才(cai)可(ke)以對(dui)飲用(yong)水(shui)(shui)中的(de)原(yuan)生(sheng)(sheng)動物(wu)進行(xing)有(you)效地處理(li)。

5 結論

Trojan公司的給排水紫外消毒技術已發展成為成熟可靠的消毒技術.紫外線消毒技術將繼續取代化學消毒在給排水處理中得到廣泛應用，它可以確保安全，保護環境、生態和人類健康.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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