专利名称：自来水紫外技术预处理方法
技术领域：
本发明涉及自来水的杀菌、净化技术，尤其是应用紫外杀菌技术对自来水进行预处理的方法。
背景技术：
近年来，世界各国环保呼声日益高涨，环境法规日趋完善，传统的自来水处理技术正逐步受到限制，如何积极开发和应用无污染、环保型的自来水处理技术已成为今后环境科学与工程学科创新和发展的必然趋势。
自来水水源由于其中存在着的微生物、藻类、红虫等有害物质，在某种程度上，不但会影响水厂的后处理过程，也会使整个水厂及管网产生污染，甚至还会危及人类的健康。为了更好保证自来水厂运行的稳定性，目前，国内外通常采用的方式是对自来水进行预处理，其方法大致有以下几种(1)前加氯法这是应用最早和使用最广泛的方法，它具有杀菌、杀虫、杀藻的功效和较强的氧化作用，但是，预氯化处理会产生大量对人体有“三致”作用的卤代有机污染物，并且破坏的生物细胞会流失出更多的可溶性有机物质，而这些物质基本不能被常规饮用水处理工艺去除。
(2)臭氧氧化法这也是通常所采用的杀菌消毒方法，能氧化许多无机和有机物质，对藻类和多种病原性微生物等具有良好的灭活效果，可用来对自来水进行前处理，但其缺憾是设备投资大，耗电费用也高，而且臭氧在水中不稳定，易挥发，设备复杂，管理不便，成本较高。
(3)高锰酸钾氧化法高锰酸钾作为强氧化剂，降解有机物，抑制藻类生长，随着投加量的增加和接触时间的延长，效果也较理想，而且能在水解过程中形成具有较强氧化能力和表面积大的中间产物——新生态水合二氧化锰絮体。这种絮体的特点是不仅可发挥氧化作用，还具有吸附作用，能有效地去除水中异臭和部分有机物，对藻类也有去除效果，但其缺点是成本高，有副产物。
(4)过氧化氢氧化法过氧化氢在一定的条件下会产生羟基自由基，其氧化还原电位为2.85伏，具有非常强的氧化能力，对于绝大多数的有机物都有高效的分解性，特别是对于那些有持久性有机污染高的农药发挥其氧化能力，有其独到的优势，但其缺点是成本过高。
(5)二氧化氯氧化法这也是我国现阶段在自来水消毒领域最广泛的杀菌方法之一，二氧化氯与水体中的有机物选择性地作用，能氧化不饱和键和芳香化合物的侧链。对于受酚类化合物污染的水用二氧化氯处理可以避免形成氯酚臭味。另外，二氧化氯还具有良好的除藻效果，能氧化藻类的代谢产物。但是，二氧化氯易引起爆炸，不能贮存，必须现制现用，而且制取工艺复杂，操作管理要求高，成本也较高。
紫外杀菌应用于水处理技术方面的研究已经有很长时间，其特点是消毒效率高，可有效灭活水体中致病的病毒、细菌和原生动物，且不会产生副产物，是一种环保型水处理技术。可是由于其技术难度大，长期以来在我国没有得到广泛的推广应用。
紫外照射下，水体中各种病毒和细菌以及其它致病体中的DNA或RNA结构会发生光化学破坏，核酸的破坏干扰了正常的细胞活动，例如蛋白质合成和细胞分裂。由于受紫外线辐射的病原体不能够再复制，就失去了抵抗宿主免疫系统的能力，最终这些病原体会死亡或为宿主的免疫系统所杀，达到去除水中致病体的目的。
虽然紫外杀菌技术在水处理方面的应用相当广泛，但将其用在自来水预处理方面的研究国内外目前还未见有相关报道。如何开发出一种高效、低毒、低能耗、不造成二次污染的水处理技术已成为今后水处理技术研究的热点和方向。
发明内容
为了加快水处理技术的绿色化进程，解决自来水微污染的问题，同时摆脱现有方法所造成的二次污染、成本过高等的限制，本发明是在现有技术的基础上公开了一种新型的自来水预处理方法，即采用紫外杀菌和氧化剂结合的杀菌方法对自来水进行预处理，此种方法不但杀菌完全、凑效快，灭菌种类范围广，而且还不用在水中添加任何化学药剂，避免产生二次污染，是一种“绿色”的、高效的自来水预处理技术。
本发明所述的这种紫外杀菌自来水预处理工艺，其所采用的杀菌系统是Trojan UV SWIFT紫外系统，该系统采用了PLC控制系统，计算机流体模拟设计，有自动清洗系统，紫外光强传感器，电子镇流器和控制柜，是具备多种处理能力的紫外水处理系统。当流经取水泵的自来水源水进入紫外杀菌系统时，水质中的有机物、微生物和有害细菌在紫外光的辐射下，其细胞结构受到破坏，部分有机成分被催化降解，从而完成杀菌消毒，达到预处理的目的。
采取这种紫外系统进行自来水的预处理时，首先，按照需处理的自来水源的量，确定应该使用哪种类型的Trojan UV SWIFT紫外系统，再将其安装在自来水厂泵房与絮凝沉淀池之间的管路上。
然后，根据需要处理的自来水的CODcr值和浊度情况，确定投加氧化剂的用量和种类，具体用量标准是能够使沉淀池出水CODcr能够达到饮用水标准。具体来说，如果水质浊度在8度以上，可选择在水进入紫外装置前投加氧化剂，氧化剂的种类可选自臭氧、二氧化氯、过氧化氢、液氯等。
最后，将需处理的自来水源水流经紫外杀菌系统，在紫外光波波长为100nm～310nm之间、紫外剂量为30～200mws/cm2时，使自来水源水均匀的流经紫外杀菌系统，完成杀菌，然后再进入絮凝沉淀池处理工艺。
如果自来水源水的水质浊度在8度以上时，可在水进入紫外系统时在其前端投加氧化剂。在紫外系统运行一定时间后，根据紫外剂量的大小，自动启动清洗装置，使紫外灯长期保持洁净如初，具体清冼频率因水质情况而定。
与现有自来水预处理技术相比，本发明具有以下明显优势(1)高效紫外处理方法能100％杀灭常见细菌、病毒，而且时间一般在数秒之内，尤其对藻类的杀灭一般在1分钟之内。
(2)广谱在目前所有已知的消毒技术中，紫外技术是最为广谱的，它可以杀灭所有的细菌、病毒、霉菌、水藻、寄生虫等。
(3)安全紫外技术是一种光学辐射作用，不但不向水中添加任何化学药剂，相反还能分解一些有害有机物，因而不会对水体和周围环境产生任何二次污染。
(4)简单经济紫外杀菌技术运行和维护相对比较简单稳定，受周围环境条件及水质条件的影响小，而且运行成本低，占地少，噪音小；固定投资主要是紫外设备，运行成本低，性价比高。
附图是本发明所述的自来水紫外技术预处理的工艺流程图其中，1.源水 2.取样口 3.泵 4.氧化剂添加口 5.Trojan UVMAX-E紫外系统 6.电源 7.搅拌槽。
具体实施例方式
以下结合实施例与附图对本发明作进一步说明实施例1对两个水质浊度不同的水源水进行杀菌消毒处理其中，水源(2)的浊度大于水源(1)的浊度，且其浊度在8度以上。原水流经泵，进入Trojan的UVMAX-E紫外设备，经紫外辐射后进入ZR3-6搅拌槽。紫外输出波长为254nm，紫外强度取10.6mW/cm2，腔体体积为2.983L。测量处理后水质的除藻率、杀菌率，与预氯化的效果对比，发现经紫外消毒后的水体在杀菌效果上远远好于预氯化的水体处理结果分析1)、水源(1)藻类数量数量级为107左右，前加氯为1.5mg/l，分析其处理结果为表1水源(1)藻类的去除率
测定采用黑白瓶方法，从表1可看出，紫外剂量只需62.08mj/cm2就可达到优于前加氯的除藻率。
2)、水源(2)水质浊度COD都稍高，藻类数量级在107以上，生产加氯为3.0mg/l，分析其灭菌率处理结果为表2水源(2)藻类去除率
由表2可知，相对水质浊度较高的再来水水源，前加氯量需提高一倍，但紫外剂量只需提高一半。
实施例2单独的紫外杀菌处理不能完全使有机物氧化氧化彻底，而且在后续工艺中紫外线没有延续作用，因此，考虑将紫外处理与其他技术方法联用来改善处理效果。采用紫外预处理与H2O2联合作用的方式对自来水的进行预处理，其工艺同上，而且各种限定参数相同。
1)、采用紫外+H2O2处理水源(1)的结果
由表可知，H2O2，紫外+H2O2联合处理对提高后续混凝沉淀的除藻和降低浊度都有很好的效果。
2)、采用紫外+H2O2处理水源(2)的结果
实施例3采用通过投加摇蚊，观察通过紫外设备后的摇蚊灭活率，从而得出紫外设备在自来水预处理对一些生物的影响。
从以上试验结果可以得出1)辐射30秒，卵即不能孵化。
2)辐射10-30秒，I、II龄幼虫都死亡。
3)辐射10、20、30秒，IV龄幼虫的死亡率分别为61.5％、72.6％、85.7％，因此水的流速越慢即辐射时间越长IV龄幼虫的死亡率越高。
权利要求
1.一种自来水紫外技术预处理方法，其特征在于在自来水厂泵房与絮凝池之间的管路上安装Trojan UV SWIFT紫外杀菌系统，当水流进入紫外系统时，在紫外光波波长为100nm～310nm之间、紫外剂量为30～200mws/cm2时，使自来水源水完成紫外杀菌；如果水质的浊度在8度以上时，可以选择在水流进入紫外系统时添加氧化剂；然后再让杀菌过后的水进入絮凝沉淀池处理工艺。
2.根据权利要求1所述的自来水紫外技术预处理方法，其特征在于所需添加的氧化剂可选自臭氧、双氧水、高锰酸钾、二氧化氯和液氯。
3.根据权利要求1或2所述的自来水紫外技术预处理方法，其特征在于所需添加氧化剂的投加量可在2～8mg/l。
4.根据权利要求1所述的自来水紫外技术预处理方法，其特征在于所安装的Trojan UV SWIFT紫外杀菌系统有多种大小不同的水处理能力。
全文摘要
本发明涉及自来水的杀菌、净化技术，尤其是应用紫外杀菌技术对自来水进行预处理的方法。具体是指，在自来水厂泵房与絮凝池之间的管路上安装Trojan UV SWIFT紫外杀菌系统，当水流进入紫外系统时，在紫外光波波长为100nm～310nm之间、紫外剂量为30～200mws/cm
文档编号C02F1/32GK1552633SQ0312389
公开日2004年12月8日 申请日期2003年5月26日 优先权日2003年5月26日
发明者唐吉刚, 何唯平 申请人:深圳市海川实业股份有限公司