1　工程設(shè)計(jì)概況

臨江水廠位于浦東新區(qū)的南部，浦東三林塘出口、黃浦江畔，是浦東新區(qū)最大的水廠。水廠設(shè)計(jì)總規(guī)模60萬(wàn)m3/d，分兩期實(shí)施：水廠一期于1997年8月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模40萬(wàn)m3/d，采用常規(guī)凈水處理工藝，設(shè)有平流沉淀池2座、“v”型濾池2組、清水池2座、吸水井和送水泵房等?；炷齽┎捎靡后w硫酸鋁，水廠消毒采用氯胺消毒。

水廠二期20萬(wàn)m3/d擴(kuò)建工程于2006年7月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)規(guī)模20萬(wàn)m3/d，采用常規(guī)凈水處理工藝，設(shè)有高速actiflo 澄清池3座（其正常設(shè)計(jì)沉速可達(dá)25m3/ m2·h）、tgv雙層（錳砂及石英砂）濾料濾池1座、清水池1座，以及加藥系統(tǒng)、吸水井和送水泵房等。

為達(dá)到上海市2010年供水規(guī)劃的水質(zhì)目標(biāo)和滿(mǎn)足水體環(huán)保要求，于2005年啟動(dòng)全廠60萬(wàn)m3/d規(guī)模的凈水深度處理和排泥水處置系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)。在凈水系統(tǒng)中增設(shè)了預(yù)臭氧、中間提升、中間臭氧、活性炭過(guò)濾和uv消毒等工藝設(shè)施；在排泥水處置系統(tǒng)中設(shè)有排泥水收集、調(diào)節(jié)、濃縮和脫水等工藝設(shè)施。

2 紫外線消毒在國(guó)內(nèi)外供水行業(yè)的應(yīng)用狀況

2.1  紫外線消毒特點(diǎn)

紫外線消毒機(jī)理是利用波長(zhǎng)為254 nm及其附近波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外線使微生物dna的堿基對(duì)發(fā)生聚合、阻止蛋白質(zhì)合成而使微生物不能繁殖，因此消毒是依靠純物理作用的。與氯、二氧化氯和臭氧等化學(xué)消毒不同，在消毒過(guò)程中紫外線基本不會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物。此外，紫外消毒還有如下特點(diǎn)：

（1）相比化學(xué)消毒有更高的殺菌效率。紫外線對(duì)細(xì)菌、病毒的殺菌作用一般在1 s以?xún)?nèi)，而氯氣、二氧化氯或者臭氧等化學(xué)消毒要達(dá)到同樣的殺菌效果，一般需要30 min甚至更長(zhǎng)的接觸時(shí)間。

（2）有高效殺菌廣譜性。紫外消毒的廣譜性相當(dāng)高，它對(duì)大多數(shù)致病原生動(dòng)物、細(xì)菌、病毒等都能高效率殺滅，特別是對(duì)一些于人類(lèi)危害較大且有抗氧性的原生動(dòng)物類(lèi)如隱孢子蟲(chóng)和賈第鞭毛蟲(chóng)等都能有效殺滅。自從1993年美國(guó)miwaukee市暴發(fā)隱孢子蟲(chóng)病并致57人死亡、5萬(wàn)多人住院以來(lái)，紫外消毒由于對(duì)隱孢子蟲(chóng)的特殊消毒效果而得以逐步推廣。

（3）無(wú)二次污染。由于不加入任何化學(xué)藥劑，因此它不會(huì)對(duì)水體和周?chē)h(huán)境產(chǎn)生二次污染。而傳統(tǒng)的氯消毒產(chǎn)生的鹵代有機(jī)物，大多數(shù)對(duì)人體有“三致”作用；臭氧和二氧化氯也有產(chǎn)生對(duì)人體有害的副產(chǎn)物如溴酸鹽和亞氯酸鹽的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）紫外消毒不腐蝕設(shè)備，運(yùn)行安全、可靠。

（5）運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、費(fèi)用低。由于20世紀(jì)90年代對(duì)紫外線消毒核心技術(shù)的完善，紫外線消毒技術(shù)不僅消毒效率高，而且消毒運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本低，其運(yùn)行費(fèi)用與氯有可比性，比臭氧要低。

（6）占地面積小。因紫外線消毒需要的接觸時(shí)間很短，通常在5 s以?xún)?nèi)，因此占地面積很小。

2.2  國(guó)內(nèi)外應(yīng)用紫外線消毒的實(shí)例

2.2.1 國(guó)內(nèi)紫外線消毒用于飲用水情況

（1）清華大學(xué)在東莞市進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)紫外線消毒系統(tǒng)工藝試驗(yàn)，處理能力25 m3/h。

（2）已建成的有紫外消毒工藝的工程－大慶5萬(wàn)m3/d水廠。

（3）正在施工或設(shè)計(jì)中的采用紫外消毒工藝的水廠－上海臨江水廠（60萬(wàn)m3/d）、天津開(kāi)發(fā)區(qū)水廠（三期）（15萬(wàn)m3/d）

在國(guó)內(nèi)，隨著我國(guó)自來(lái)水行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)的修訂、頒布和實(shí)施，uv消毒技術(shù)的研究和應(yīng)用已越來(lái)越呈現(xiàn)出其優(yōu)越性。我國(guó)在紫外消毒方面也有了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 國(guó)外紫外線消毒技術(shù)的應(yīng)用情況

（1）美國(guó)紐約catskill&delaware水廠工程規(guī)模：820萬(wàn)m3/d，建成后世界最大。紫外線系統(tǒng)含56個(gè)單元，各單元處理能力達(dá)15萬(wàn)m3/d，隱孢子蟲(chóng)的滅活率將達(dá)到3 log。

（2）華盛頓西雅圖市cedar水廠－世界上已建成的最大的紫外線消毒系統(tǒng)，供水規(guī)模68萬(wàn)m3/d。紫外線系統(tǒng)保證輸出紫外線40 ml/cm2，對(duì)隱孢子蟲(chóng)3 log的滅活率、甲第蟲(chóng)4 log的滅活率以及病毒5 log的滅活率，紫外線裝置垂直安裝。

（3）維多利亞japan gulch自來(lái)水廠－加拿大最大的紫外線消毒系統(tǒng)，工程規(guī)模50萬(wàn)m3/d。

（4）歐洲最大的飲用水紫外消毒系統(tǒng)－荷蘭，鹿特丹水廠，規(guī)模為47.04萬(wàn)m3/d

3　紫外線消毒工藝在臨江水廠設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1  紫外消毒工藝設(shè)計(jì)采用背景

依據(jù)工程設(shè)計(jì)水質(zhì)目標(biāo)并結(jié)合浦東威利雅公司幾項(xiàng)要求更高的內(nèi)控目標(biāo)（如隱孢子蟲(chóng)為0），對(duì)采用臭氧消毒和uv消毒在經(jīng)濟(jì)上作了比較，結(jié)果表明：一次性投資基本相同，但臭氧消毒的年運(yùn)行費(fèi)約500萬(wàn)元，而uv消毒年運(yùn)行費(fèi)約為130萬(wàn)元（含uv燈管更新），因此設(shè)計(jì)以u(píng)v消毒作為首選工藝。

3.2 紫外消毒系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

臨江水廠工程設(shè)計(jì)采用wedeco公司的紫外線反應(yīng)器裝置。共分為4條生產(chǎn)線（每條為dn 1200管式反應(yīng)器裝置），每條生產(chǎn)線規(guī)模15萬(wàn)m3/d。計(jì)算加注量為40 mj/cm2。

本設(shè)計(jì)中紫外燈采用低壓燈，采用低壓燈的優(yōu)點(diǎn)主要如下：

（1）由于低壓燈為單波長(zhǎng)254 nm射線，安裝功率比中壓低2~3倍，節(jié)約電費(fèi)，效率比高壓燈高300%；

（2）由于是單頻射線，所以避免了副產(chǎn)品物的產(chǎn)生；

（3）低壓燈的壽命比中壓低燈的長(zhǎng)，工程中所選裝置保證12 000 hr使用壽命,預(yù)計(jì)實(shí)際可達(dá)15 000 hr；

（4）低壓燈的水力反應(yīng)要求沒(méi)有中壓燈敏感，設(shè)計(jì)中在該水力反應(yīng)器中放了數(shù)量較多的燈管以避免水流短流的產(chǎn)生；

（5）可以在相當(dāng)大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)燈的強(qiáng)度以適應(yīng)水量、水質(zhì)的變化；

紫外系統(tǒng)的清洗方式及清洗劑考慮如下：

（1）清洗時(shí)機(jī)及方式：在uv強(qiáng)度因表面結(jié)垢下降達(dá)20％就進(jìn)行清洗，將表面結(jié)垢和污物沖出發(fā)生器室，uv模塊和傳感器窗同時(shí)清洗。

（2）清洗劑：所用清洗劑為wedeco公司推薦使用qa32清洗劑。它是磷酸基的，以濃縮物（>30％）的形式提供。使用前要按1：2至1：5的比例進(jìn)行稀釋。濃縮液能使用兩次（最長(zhǎng)時(shí)間為1年）；標(biāo)準(zhǔn)是1：5的稀釋比例，可用10次。所需的停留時(shí)間取決于清潔劑的濃度和ph值及垢層的類(lèi)型和程度。一般來(lái)說(shuō)，濃縮液至少需要15分鐘，1：5的稀釋液需要30分鐘。

4　結(jié)語(yǔ)

由于紫外消毒工藝在自來(lái)水處理中具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，雖然目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用實(shí)例很少，但隨著其在上海臨江水廠工程中的大規(guī)模設(shè)計(jì)應(yīng)用，其有別于其它傳統(tǒng)消毒方式的優(yōu)點(diǎn)將隨工程的建成投產(chǎn)運(yùn)行得以展示，并可為紫外消毒技術(shù)在我國(guó)自來(lái)水行業(yè)的逐步應(yīng)用提供示范和借鑒。

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