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摘要：城市污水处理厂二级处理出水对水体造成的影响，引起了人们对健康和安全关注。污水经过二级处理后，水质已经明显改善，细菌含量也大幅减少，但细菌的绝对数量仍很可观，并存有病原菌，这就要求对污水进行消毒处理，除掉这些微生物，才可以安全地排入水体或循环再用。
关键词：污水处理；紫外线；二氧化氯；液氯；安全
1城市污水几种消毒方式
目前常见的消毒方式：液氯、二氧化氯、紫外线消毒等。加氯消毒工艺中的余氯对受纳水体中的鳍类等生物具有毒性，可导致其大量死亡，同时与水中有机物发生复杂反应会产生三卤甲烷等致癌、致基因畸变的消毒副产物。经过研究，特别是通过最近UV对贾第虫、隐孢子卵囊的灭活证明，紫外线是最环保、最安全的消毒技术。
从上表可以看出，由于紫外线具有广谱灭菌、快速高效、安全又环保、且占地面积少登有点，越来越受到研究人员的重视，并广泛的应用到了处理污水当中。
2紫外线消毒原理
紫外线的四个不同波段：紫外A（uv-A315-400hm）；紫外B（UV-B 275-315nm）；紫外C（UV-C 200-275nm）；紫外D（UV-D 10-200tml）。现代紫外线消毒技术主要采用的紫外C（UV-C）消毒。紫外线消毒技术是水中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外C光辐射后，其细胞中的DNA结构遭到破坏，从而杀灭水中的细菌、病毒以及其它致病体，达到消毒和净化的目的广泛应用于污水处理、净水等领域。
3紫外线消毒系统构成
紫外线消毒设备一般由紫外线灯模块、模块支架、配电系统、系统控制中心、水位探测及控制装置等组成，设备的核心部件是紫外灯。目前，大部分污水厂紫外线消毒系统都采用模块化明渠工艺，它主要由紫外消毒模塊组、控制系统以及自动清洗系统及供配电系统组成。紫外消毒模块组浸没在水中，污水流出时经紫外灯的辐射灭活污水中的微生物，达到消毒的目的。
4工程实例
某污水处理厂总规模是6万m3/d，出水执行—锻B标准，其处理后出水的粪大肠菌群必须达到10000个/L，其二级处理后的菌群需达105-109个/左右，所以需要对出水进行消毒处理。综合上表各消毒公益的优缺点，采用了紫外线消毒处理方式。
5紫外线消毒系统的设计
（1）设计参数的确定。污水厂消毒处理设计规模为60000m3/d，K日=1.3。平均流量：60000m3/d，高峰系数：1.3，峰值系数78000m3/d。TSS：20mg/L，BODs=20mg/L，紫外透光率（UVT）：65%，平均悬浮颗粒尺寸：30 m，出水粪大肠菌群数：104个/L。
（2）紫外线剂量的计算。三种方法：平均紫外线剂量法，水动力学模型法，紫外线生物验定剂量。本工程要求消毒指标为粪大肠菌群数不超过10000个/L，此时所需的紫外线剂量约为12Mws/cm2。另外，消毒器灯管老化系数和结垢系数使用规定的默认值0.5、0.8。
（3）紫外线消毒灯管的选择。紫外灯管是紫外消毒系统的重要组件，除考虑供货商样本中所描述的参数外，还要计入灯管的老比系数。不同厂家的老化系统在50-80%，应由厂商通过国外独立第三方NWRI紫外验证协议认证。灯管的结垢系数与水质和清洗方式有关，本工程采用机械加化学清洗结垢系数1.0。
（4）紫外线消毒统尺寸确定。本工程属中小污水处理厂，宜选用低压灯和低压高强灯较合适。根据最大负荷计算最少需要灯管数为78000÷500=156根。若用低压灯则数量增—倍。本工程采用Todan公司的3000PlusTM低压高强灯，单根灯管紫外输出功率为250W，石英套管壁厚1.5mm，此外透光率91%，经修正后有效紫外剂量不低于13Ws/cm2，单根灯管水力负荷500m3/d根左右。采用机械加化学自动清洗方式，消毒系统采用开放明渠，灯管排布为顺流式排布。
（5）紫外线渠道设计。灯管数量=60000+500=120根（平均流量6万m3/d，每根灯管水力负荷500m3/d）有效水深：本工程采用每个模块8根灯管（模块本身高度不超过于750mm）共计120÷8=15模块组，有效水深应大于89×8=712mm，但不能淹没模块上部的镇流器，故取有效水深0.82m。
渠道宽度=89×15=1335mm（15个模块，间距89mm）
渠道长度=2630+900+2000=5730mm，取5500mm。（紫外线消毒系统固定按照支架中心间距为2630mm，调流板整流长度约900mm，为避免调节水位时产生紊流，也应留有约2000mm，故渠遭长度取5500mm）。
过流面积：渠宽1335mm，有效水深820mm，过流面积为1.095m2。
平均曝光时间：过流面积为1.095m2，平均过流量为60000m3/d，水平流速为60000+24+3600÷1.095=0.634m/s，灯管长约2m，则平均曝光时间为3.15s。系统水头损失估算为0.35m
6影响紫外杀菌效果的因素
紫外消毒法属物理消毒法，没有向水中添加任何化学药剂，不能提供剩余的消毒能力，当自处理水离开消毒池之后，一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA，使细菌再生。考虑到安全措施，要进—步研究光复活的原理和条件，确定避免光复活发生的最小照射强度、时间或紫外剂量。处理的污水的悬浮物、溶解性有机物和无机物以及其造成的灯管结垢，都会抑制紫外线的，影响消毒效果。因此，必须确保出水悬浮物控制在30mg/L以下，并且通过定时清洗除去灯管上的结垢，以保证杀菌消毒的效果。
7总结
紫外线消毒技术具肓高效的消毒能力和可靠的操作安全性，以及投资运营成本低廉、不会对水体造成污染，土建规模比传统的液氯和二氧化氯消毒低，占地省，自动化程度高。随着紫外线消毒技术的不断完善，其在城市污水处理系统中必将发挥风大的作用。
