中压紫外线提高游泳池水质油箱

中压紫外线提高游泳池水质

中压紫外线提高游泳池水质 2011： 2012年，伦敦奥运会游泳场馆将全部采用紫外线消毒。游泳池水处理中，中压紫外线系统的特点体现在 ：多波长紫外线 ；有效控制水中的微生物；有效降解游泳池水中的化合氯（氯胺）和三卤甲烷等其他消毒剂的消毒副产物 ；有效提高游泳池水质。另外，紫外线设备具备游泳池行业中最为理想的消毒工艺。 紫外线的基本概念 紫外线是太阳光中的一部分，是介于可见光和X射线之间，光谱为100 nm-400 nm的电磁波谱。根据不同的波长，紫外线可以分为四个波段： ◆UVA波紫外线，称长波紫外线：波长为315-400 nm； ◆UVB波紫外线，称中波紫外线：波长为280-315 nm； ◆UVC波紫外线，称短波紫外线：波长为200-280 nm； ◆VUV波紫外线，称真空紫外线：波长为100-200 nm。

图1. 不同价态的化合氯对不同紫外线的吸收率

紫外线在泳池水处理中的优势 紫外线消毒杀菌的机理是：细菌和病毒受到紫外光照射后，紫外光谱能量为细菌核吸收，使其核酸结构遭到破坏，各种细菌、病毒等丧失复制繁殖能力，从而达到灭菌效果。 不同波长的紫外线对物质的穿透能力不同，随着波长的增加而增强，所以UVA波段紫外线穿透能力最强，其次是UVB和UVC波段。中压紫外线技术是根据灯管内部所充惰性气体的压强来决定的，是一种有别于传统紫外线技术的人为定义。中压技术，从上世纪90年代开始兴起，由于其在游泳池水处理应用中的绝对优势，受到了越来越多用户和工程师们的青睐。 中压紫外线的特殊优势体现在： 1）中压紫外线灯波长范围宽广，对所有已知细菌都表现了有效的杀灭作用。 对于游泳池这种低负荷的轻微污染水体，中压紫外线完全满足杀菌效果，确保水质安全，同时保障游泳者的安全。 2）中压高强紫外灯管输出波长的范围较宽，在230 nm-370 nm之间，含有降低氯胺所需要的245 nm、297 nm及340 nm的波长。 对氯胺的有效控制可以更好的保护游泳者和工作人员的安全，避免由于室内泳池氯胺浓度超标可能造成的钢结构应力腐蚀。

图2. 海诺威中压紫外线设备

紫外线通过光—氧化作用能有效促进氯胺和其他有机物的分解，基本的反应方程式如下： 一氯胺： 2NH2Cl + HOCl UV N2 + 3HCl + H2O （245 nm） 二氯胺： NHCl2 + OH- UV Cl2N- + H2O Cl2N- + NHCl2 UV Cl2N-NHCl + Cl- Cl2N-NHCl UV Cl-N=N-Cl + HCl Cl-N=N-Cl UV N2 + 2Cl （297 nm） 三氯胺： 2NCl3 + 6OH--HCl UV N2 + 4OCl- + 8HCl + 2H2O （340 nm） 2HOCl UV 2HCl + O2 其中一氯胺的最佳分解波长在UVC段，二氯胺的最佳分解波长在UVB段，三氯胺的最佳分解波长在UVA段，所以只有中压紫外线才有分解化合氯的能力。不同价态的化合氯对不同紫外线的吸收率如图1所示。 丹麦科技大学和德国的海德堡（Heidelberg）大学都曾经用实验证实：中压紫外线技术在氯胺分解方面远远优于传统的低压紫外线技术。实验地点是在丹麦Gladsaxe运动中心，实验采用同样功率（1200 W）的中压和低压紫外线，对泳池中的氯胺进行光分解，中压紫外线有效分解氯胺可达到74%（mg/L级）。 3）有效改善泳池水质的紫外线穿透率。 穿透率是评估水质的标准之一，当紫外线穿过水层，由于水中的物质（有机或者无机物质）会吸收紫外线光强，从而降低紫外线的强度。而穿透率与浊度、色度不完全相同，因为浊度仅是对水中悬浮物的表征，而不代表水中的溶解物质。紫外线可以氧化水中的有机物，还可以破坏部分能导致水中混浊物质的结构，从而与过滤工艺相结合，不断提高水质的穿透率。根据相关报道，中压紫外线可以将水质的穿透率从75%提高到至少97%以上。 4）温度对杀菌效果影响很小。 一般游泳池的水温是26-28℃或更高，高于一般消毒剂和消毒方式的作用温度（一般自来水和污水都低于此温度）。中压紫外线的发生量和发生效率基本不受温度影响，可在0-60℃水温条件下正常工作，并且确保杀菌和去除氯胺的效果。 消毒技术比较 2012年伦敦奥运会已经决定在所有游泳池内都采用紫外线设备进行消毒，包括竞赛池、跳水池和训练池在内的总计12个独立泳池。其中的原因主要是，中压紫外线与传统的氯消毒和臭氧消毒相比较，有许多无法媲美的优点： 1）系统结构简单，操作方便，无需日常维护。 2）强杀菌性。杀菌效率高、杀菌速度快，对常见的细菌、病毒的杀灭作用一般在几秒的时间内即可完成。 3）杀菌的广谱性高。对所有的细菌和病毒都能高效杀灭，能够永久灭活抗氯性微生物组织，例如嗜肺军团菌、大肠杆菌、假单胞菌、隐孢子虫、阿米巴虫和细菌等，紫外线通过破坏这些微生物的DNA和DNA修复酶来达到灭活效果。 4）在消毒过程中不会产生有毒及有害副产物，不改变被消毒的水体的成分和性质，对水体和周围环境不产生二次污染；降低氯的投放量，降低余氯，使泳池水中的氯含量降低，减少了消毒副产品，令泳池环境更健康。 5）中压紫外线具备降解化合氯的能力，包括一氯胺、二氯胺、三氯胺等，这就有效杜绝了致癌物质三卤甲烷（THM）的产生，杜绝了化合氯对人体的影响。在减少泳池中刺鼻气味的同时，有效的改善了游泳者嬉戏和运动的环境，并且大大提升了泳池工作人员的工作环境。 6）中压紫外线消毒技术占地面积小，运行安全、可靠，运行费用低。 可见，中压紫外线消毒具有高效率杀菌、广谱性杀菌、无污染、运行安全可靠等优点，并且不会形成有毒副产物，因而目前工程应用也越来越多。为保证消毒效果，泳池所需紫外线剂量室内池不应小于60，室外池不应小于40，且应保持有一定的安全余量。 为了保证紫外线消毒的效果，所有的紫外线消毒器应设置湿式在线检测探头，当紫外线灯的辐射量低于设定水平时，发出警报。多管紫外线发生器在任何一个灯管故障时，应当能够发出警报。紫外线灯管表面的污垢会影响消毒效果，用于游泳池的紫外线消毒器必须配备在线自动清洗装置。

图3. 英国拉塞尔皇家学校的两个室内游泳池

应用案例 案例1 自从安装海诺威紫外线水处理系统以来，新西兰最具人气的室内游泳池之一——新西兰马努卡市Lloyd Elsmore公园休闲中心室内的嬉水池——在水和空气质量方面都发生了较大的转变；其运营成本也大大降低，并且这个紫外线系统在不到一年的时间内就完全收回了成本。 中心管理员Gary Burr高兴地说：“我们使用海诺威中压紫外线系统来控制化合氯，即氯胺。自安装以来，紫外线系统的效果始终保持在完美的状态，化合氯水平从1.8 ppm下降到0.4 ppm，从而大大改善了泳池的环境。客人们都注意到了这种改进，并且不断表扬我们在泳池水处理上的进步，例如，一点儿也没有难闻的‘氯气’味，也没有一般室内游泳池通常会出现的眼睛刺痛现象。客人们发现自己不再需要使用护目镜，离开泳池时也闻不到身上有氯水的气味。水的清洁度也大大提高，透光度从80%迅速提升到95%，泳池水变得清澈透明。” 案例2 海诺威中压紫外线设备在英国拉塞尔皇家学校（Royal Russell School）的应用大获成功。学校的工程师Bob Ellis说：“海诺威紫外线系统操作非常简便，除了有效控制微生物以外，它还帮助我们有效地将氯胺浓度降至0.2 ppm，TDS也有明显的降低，池水更加清澈了，这大大减少了稀释水的用量。在安装紫外线系统之前，我们每周更换大约400立方米的水，只是为了将化合氯保持在一个较低的水平上；而现在低于0.2 ppm的氯胺浓度让我们和我们的客人都非常满意。新水用量、废水排放量、能量损失和化学药剂用量都大大降低了，运行成本明显降低。由于运行成本的大大降低，安装这台紫外线系统的投资在一年左右的时间内就收回了。”

图4. 安装拉塞尔皇家学校的海诺威紫外线处理系统

图5. 最近澳大利亚一所学校内安装了一套紧凑型海诺威紫外消毒系统

结束语 传统氯消毒技术因在消毒过程中会产生二氯胺、三氯胺、三卤甲烷等诸多副产物，从而对人体的健康造成一定的危害。臭氧消毒技术成熟，杀菌效果好，但是由于系统复杂，投资成本和运行费用高，并且存在操作难度大，需要大量的日常维护，对操作人员的技术要求高等问题，并不适用于绝大多数游泳场馆。中压紫外线消毒技术具有高效杀菌、无污染、运行安全可靠等优点，并且不会形成有毒副产物，是最为理想的消毒方式之一。

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