一、應(yīng)用中的一般常識(shí) 1、 應(yīng)用領(lǐng)域的分類 ----紫外線殺菌燈在水處理領(lǐng)域有廣泛的用途。 ----水處理(water treatment)從處理對(duì)象分，它包括廢水處理、城市供水處理、飲用水處理、純凈水處理、養(yǎng)殖場(chǎng)水處理;從原理上分，有消毒、殺菌、光分解降解及其它光化反應(yīng);從使用紫外線殺菌燈的方法來(lái)分，有直接把燈放入水中，稱為浸沒(méi)式;紫外線燈放入套管里使用，稱為過(guò)流式。(目前主要采用的是過(guò)流式的方法。) ----紫外線殺菌燈在水處理主要應(yīng)用它的殺菌功能，比如過(guò)流式的設(shè)備工作原理是這樣的：經(jīng)水泵產(chǎn)生壓力的一定流速的水流流過(guò)能透紫外的石英套管外圍，紫外線燈產(chǎn)生的254nm紫外線對(duì)水進(jìn)行消毒、殺菌。其特點(diǎn)是水流流速很快，一般在石英外套流過(guò)的時(shí)間為不超過(guò)1秒，因此要求殺菌燈的紫外線強(qiáng)度是很高的，一般要求在表面強(qiáng)度超過(guò)30000uw/cm2。要產(chǎn)生如此高的紫外線強(qiáng)度，需選用高強(qiáng)度大功率的紫外線殺菌燈。如果仍然想通過(guò)延長(zhǎng)時(shí)間來(lái)提高消毒效果，那么一般選用較長(zhǎng)的燈，做較長(zhǎng)的設(shè)備，或在不銹鋼外壁上處理成渦流旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，來(lái)延長(zhǎng)水流過(guò)的時(shí)間。 ----對(duì)于高檔產(chǎn)品，過(guò)流式消毒方法不僅要配較復(fù)雜的結(jié)構(gòu);還有復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如紫外線強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，水溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，消毒時(shí)間累積，紫外線燈監(jiān)控、故障報(bào)警、自動(dòng)聲光報(bào)警等系統(tǒng)。此外，過(guò)流式設(shè)備對(duì)環(huán)境與處理對(duì)象也有要求，如水的溫度、水的透明度對(duì)消毒效果有很大的影響。紫外線殺菌燈工作時(shí)表面******溫度為40℃，溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響紫外線輸出效果;水的透明度越差，紫外線越易被吸收，利用率就越低。 ----與過(guò)流式相比，浸沒(méi)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。紫外線殺菌燈直接放在水中，這種方法可用于流動(dòng)的動(dòng)態(tài)水，也可用于靜態(tài)水。這種處理方法要注意燈管有可能由于意外情況發(fā)生破裂;長(zhǎng)時(shí)間處理，燈管表面會(huì)被水中藻類等污染物覆蓋，將嚴(yán)重影響紫外線透出。對(duì)不同對(duì)象的水體進(jìn)行消毒，主要要了解水質(zhì)變動(dòng)情況和水對(duì)紫外線的透過(guò)率。 在水處理，除消毒殺菌外，紫外線燈還用于光催化反應(yīng)，但目前只停留在試驗(yàn)室研究階段。 2、產(chǎn)品的一般設(shè)計(jì) ----對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)，除了相關(guān)結(jié)構(gòu)和電控部份設(shè)計(jì)之外，一項(xiàng)重要指標(biāo)是消毒效果，消毒效果我們一般用紫外線輻照劑量來(lái)衡量，即254nm紫外線輻照強(qiáng)度×照射時(shí)間。輻照強(qiáng)度可以根據(jù)外套管離燈管表面距離來(lái)測(cè)試強(qiáng)度，處理時(shí)間要根據(jù)水流量、水壓力、進(jìn)水管尺寸來(lái)定，也可實(shí)測(cè)。理論上，照射劑量要達(dá)到30000uw.s/cm2，劑量越高，對(duì)細(xì)菌殺滅率越高。 ----實(shí)際上，照射劑量在系統(tǒng)工作時(shí)是很難測(cè)試的，主要是水體在設(shè)備中流過(guò)的時(shí)間往往難以估計(jì)和測(cè)試(這還和設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān))，所以通常用水流量和紫外線燈功率的比例關(guān)系來(lái)衡量消毒效果。 ----水流量一定，則需要一定總功率的紫外線燈，但總功率一定，還有多種選擇方案。如果選擇總功率600瓦的紫外線燈，可選擇30只20瓦的燈，也可選擇20只30瓦的燈，還可選擇6只100瓦的燈等。即使單只燈功率一定了，燈的長(zhǎng)度還不一定。可選擇較短的高強(qiáng)度燈，也可選擇較長(zhǎng)的高效率燈。具體設(shè)計(jì)時(shí)， 考慮設(shè)備的長(zhǎng)度、體積，如果允許設(shè)備長(zhǎng)，不能太大，則采用細(xì)長(zhǎng)的燈，這樣支數(shù)相應(yīng)減少，內(nèi)腔空腔可縮小。相反，設(shè)備設(shè)計(jì)不能長(zhǎng)，可大的，則選用紫外線燈管時(shí)，宜采用較小功率，支數(shù)較多的。對(duì)于選擇支數(shù)較少紫外線燈時(shí)流過(guò)石英外套管的水層厚度要厚，紫外線在水中比在空氣中更容易衰減，它的衰減系數(shù)比可見(jiàn)光在水中的衰減要大得多。只能允許水層厚度在1cm左右，如果更厚，則需浪費(fèi)更多的紫外線來(lái)達(dá)到相同的消毒效果。即紫外線燈應(yīng)用效率會(huì)降低。 2、 燈的選用 ----在水處理中，尤其在廢水處理中，應(yīng)用高強(qiáng)度的紫外線燈是很有必要的。因?yàn)槿绻褂幂^多數(shù)量的紫外線燈，那么鎮(zhèn)流器數(shù)量也多，線路更復(fù)雜，控制部分也更復(fù)雜，往往壞一只燈，就要停機(jī)更換，檢修。而燈和鎮(zhèn)流器使用數(shù)量越多，壞掉一只的概率也就越大。 ----在傳統(tǒng)的紫外線燈中，功率一般只能做到幾十瓦，如傳統(tǒng)規(guī)格40瓦、30瓦。如果用到大流量水處理，總功率需幾千瓦，紫外線燈的數(shù)量要用到數(shù)十只到上百只，設(shè)備龐大，控制線路也很復(fù)雜。當(dāng)用大功率的紫外線燈，如300瓦，那么，燈和鎮(zhèn)流器數(shù)量將會(huì)大大減少，可簡(jiǎn)化設(shè)備。提高設(shè)備安全可靠性，降低設(shè)備的故障發(fā)生率。 ----高強(qiáng)度的紫外線燈在水處理中使用，可分別選擇有臭氧和無(wú)臭氧燈。所謂有臭氧燈，指這種燈能透185nm譜線(汞的特征譜線)，這種譜線在空氣中能電離空氣產(chǎn)生臭氧。據(jù)國(guó)外的試驗(yàn)研究，185nm的紫外線在水中能產(chǎn)生光化反應(yīng)，即電離H2O產(chǎn)生-OH(羥基)，-OH有很強(qiáng)的氧化性，可礦化分解水中的有機(jī) 物，降低TOC。但是一般的低壓汞燈，本身功率不大，185nm紫外線只占燈管所耗電能的20%，其效果不顯著，只有大功率的紫外線燈才能表現(xiàn)出一定效果。 ----在水處理除了應(yīng)用紫外線燈消毒殺菌之外，還可用到紫外線燈的另外的作用原理。這就是光催化反應(yīng)。這種原理現(xiàn)已被成功用于空氣凈化。我們?cè)谑袌?chǎng)上看到的光催化空氣凈化器就是用到該原理。在飲用水和廢水凈化方面，國(guó)內(nèi)目前有數(shù)十家大學(xué)和企業(yè)在研究，被認(rèn)為是高效、最有前景的廢水、廢氣治理方法，是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。 ----目前，光催化活性較好的是TIO2。理論上，波長(zhǎng)小于387nm的紫外線都能對(duì)TiO2激化而產(chǎn)生羥基而起到催化氧化的作用。市場(chǎng)上，我們可看到兩個(gè)波長(zhǎng)的紫外線燈，一種是254nm，一種是365 nm的紫外線燈，這兩種燈現(xiàn)都已成功用于光催化反應(yīng)的應(yīng)用中， 254nm的紫外線燈也就是通常的殺菌燈，是由汞原 子發(fā)出的譜線。365nm譜線的燈，通常見(jiàn)到的是采用專用的黑色的透紫外線玻璃;另一種是采用石英玻璃，涂覆365nm的紫光粉，采用石英材料的透光率要高，但其成本也相應(yīng)增高。 ----用在水處理，通常選用254nm的紫外線燈做光催化反應(yīng)，這實(shí)際用到了254nm的雙從作用，一是直接殺菌，一是光催化產(chǎn)生羥基礦化降解和殺菌。在空氣凈化方面，目前365nm的黑光管和254nm的石英燈都已有人成功運(yùn)用，本公司已開(kāi)發(fā)峰值波長(zhǎng)為312nm的紫外線燈，該燈種光譜在UV-C、UV-B、UV-A等波段均有分布，可對(duì)光催化效率大大提高，是光催化應(yīng)用首選燈種!