中科院：紫外消毒系統(tǒng)技術(shù)獲突破
近日從中國科學(xué)院獲悉，紫外線（UV）具有廣譜消毒、效率高、無消毒副產(chǎn)物等優(yōu)點，已越來越廣泛應(yīng)用于飲用水、市政污水、再生水和船舶壓艙水等的消毒中。紫外消毒系統(tǒng)的整體消毒效果高度依賴于UV的實際（有效）輻射劑量。準(zhǔn)確獲得紫外消毒系統(tǒng)中UV的強度分布，對于計算消毒劑量、保證消毒效果具有重要的意義，同時也可以指導(dǎo)消毒系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造。然而，目前國際上還無法在實際運行條件下精確測量紫外消毒器內(nèi)的UV強度分布。
紫外光（UV）具有廣譜消毒、效率高、無消毒副產(chǎn)物等優(yōu)點，已越來越廣泛應(yīng)用于飲用水、市政污水、再生水和船舶壓艙水等的消毒中。紫外消毒系統(tǒng)的整體消毒效果高度依賴于UV的實際（有效）輻射劑量。準(zhǔn)確獲得紫外消毒系統(tǒng)中UV的強度分布，對于計算消毒劑量、保證消毒效果具有重要的意義，同時也可以指導(dǎo)消毒系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造。然而，目前國際上還無法在實際運行條件下精確測量紫外消毒器內(nèi)的UV強度分布。
中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心環(huán)境水質(zhì)學(xué)國家重點實驗室強志民研究組近期研發(fā)了一種新穎的原位熒光微探頭，具有穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快（10-6s）、體積小（0.07立方mm）等明顯優(yōu)勢，其溫度系數(shù)、非線性等探測性能相對于常規(guī)使用的化學(xué)感光計有大幅度的提高。原位熒光微探頭近似360度響應(yīng)的特性，可以很好地模擬水中致病菌接受紫外輻射的效果。
在此基礎(chǔ)上，研究人員開發(fā)出可測試管式紫外消毒器腔體內(nèi)UV強度分布的測試平臺，其主要部件包括熒光微探頭、高精度導(dǎo)軌、溫控裝置、消毒器固定裝置、誤差校正裝置、數(shù)據(jù)自動記錄器以及紫外透過率（UVT）監(jiān)測裝置，可在不同UVT水體及不同水溫條件下，實現(xiàn)UV強度分布的原位在線快速測試，標(biāo)準(zhǔn)偏差均值為0.04 mW/cm2（0.3%）。日前，此項研究成果已發(fā)表在環(huán)境領(lǐng)域期刊Environmental Science &Technology （2011, 45(7), 3034-3039）上，并在2011年5月舉行的“世界紫外線和臭氧大會”（Joint IOA-IUVA World Congress，Paris）上作了報告，各國學(xué)者、工程師對此成果表現(xiàn)了濃厚的興趣并進行了廣泛的交流。
國際上多名UV消毒領(lǐng)域權(quán)威學(xué)者參觀該實驗裝置，對其創(chuàng)新性和應(yīng)用前景給予了充分的肯定，并希望利用該平臺的準(zhǔn)確測試，將來在多個方面進行合作研究。該研究成果有望實現(xiàn)：1）對國際上現(xiàn)有的幾種紫外強度分布計算數(shù)學(xué)模型進行校驗，從而修正模型；2）對消毒系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)（如進出水口設(shè)置方式、燈管排列方式、內(nèi)壁反射材料等）進行改進，提高消毒效率；3）結(jié)合計算流體動力學(xué)（CFD）模型，對各種紫外消毒器的實際UV劑量進行評估驗證。
課題組已分別與安力斯科技發(fā)展公司、鄭州水業(yè)科技發(fā)展公司等進行合作，對其生產(chǎn)的適用于飲用水消毒的單燈管和多燈管管式消毒器進行了系統(tǒng)的紫外強度分布測試，并通過優(yōu)化消毒裝置結(jié)構(gòu)來大幅度提高消毒效果。課題組目前致力于繼續(xù)優(yōu)化與推廣應(yīng)用該測試平臺，以形成一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的快捷、經(jīng)濟、高精度的紫外消毒器消毒效果評估驗證方法，為紫外消毒市場的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化、保障消毒安全性提供有力的技術(shù)支持。
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