紫外線消毒技術在醫(yī)院污水處理工程中的應用
紫外線消毒技術是基于現代防疫學、醫(yī)學和光動力學的基礎上，利用特殊設計的高效率、高強度和長壽命的C波段紫外光照射流水，將水中各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體直接殺死，達到消毒的目的。紫外線一般被分為三個不同波段：紫外C(200～280 nm)、紫外B(280～315 nm)和紫外A(315～400 nm)，其中紫外C(UVC)的殺菌效果最好。
紫外線消毒技術在醫(yī)院污水處理系統(tǒng)中的應用還是空白，福建新大陸環(huán)？萍加邢薰驹诶米贤饩的科研成果的基礎上自行開發(fā)研制出新一代紫外消毒系統(tǒng)。作為國內目前唯一一家具有此高科技技術的企業(yè)，它吸取了國外最先進的工藝技術，又充分利用國內現有的資源，使本系統(tǒng)具有高效經濟的特點。目前福建的多家醫(yī)院以使用上該系統(tǒng)，并獲得成功。
1 技術特征
1.1 殺菌效果高效廣譜
當紫外強度為3×104 μW/cm2時，紫外線殺滅病毒及細菌約需0.1～1s的接觸時間、殺滅霉菌孢子需1～8s、殺滅藻類需5～40 s，而氯消毒則需30～60 min的接觸時間，臭氧消毒需15～30 min，F代的紫外線消毒裝置可以很容易達到(3～30)×104 μW/cm2的光強度(甚至更高)，因此常見細菌、病毒、霉菌、藻類、孢子甚至原生動物都可以被有效殺滅。
氯對常見細菌、病毒的殺菌具有很大的選擇性,特別是對各種病毒。臭氧的殺菌選擇性比氯好，但是化學消毒因受濃度控制而無法在水中提供可能的大劑量，故對孢子、藻類以及各種原生動物的殺滅效果較差。而紫外線消毒技術對采用化學消毒難以殺滅的病原體都能在幾秒或幾十秒內100%殺滅。
1.2 消毒副產物
對飲用水的氯消毒會產生大量三鹵甲烷(THMs)副產物，目前在美國EPA的飲用水標準中有20種以上鹵代有機物的含量被嚴格控制。在污水消毒中采用氯技術產生的鹵代副產物問題將更為嚴重，以ClO2消毒雖可解決此問題，但消毒成本大增。
而紫外線消毒因無需添加化學藥品而不存在外來化學藥品與水中化合物相互作用的問題。根據目前的文獻報道，還沒有發(fā)現紫外線(特別是在253.7 nm處)在消毒過程中會產生足夠量的對人體有害的物質。
1.3 環(huán)境影響
紫外消毒為工作人員提供了優(yōu)良的工作環(huán)境，克服了傳統(tǒng)氯消毒的惡劣的環(huán)境，以及危險的操作過程，降低了工作的難度。
2 經濟分析
由于紫外線核心技術的完善，紫外消毒技術不僅消毒效率是所有消毒手段中最高，而且消毒運行維護最簡單，運行成本最低。因此，其性能價格比是所有消毒技術中是最高的。通常一種高效率的技術總是和高成本、高運行費用聯系在一起，但紫外技術卻是例外，它既具有其它消毒技術無法比擬的高效率，又具有成本和運行費用低的特點。下面給出幾種常用的消毒技術設備成本分析（表1）。
表1 幾種常用的消毒技術設備成本分析 單位：元/m3
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由表可知，紫外消毒的成本及運行費用的優(yōu)勢是十分明顯的。
3 紫外消毒設備的選型
因為醫(yī)院污水的排放量都比較小，故大多采用封閉式的紫外消毒設備。所謂封閉式就是用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把要消毒的水封閉起來。結構形式如圖1所示。
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筒體用不銹鋼制造，內壁作拋光處理以提高對紫外線的反射能力和增強輻射強度。設備選型時根據水量的大小和進水水質指標確定紫外燈管的數量，在紫外消毒腔里還增加專用設備以改變水流的狀態(tài)保證筒體中水流所照射的紫外線劑量均勻，提高消毒效果。
4 應用概述
自新大陸環(huán)保科技有限公司開發(fā)出應用于醫(yī)院污水的紫外消毒器以來已在福建的多家醫(yī)院得到使用，如福州市第一醫(yī)院、福建省人民醫(yī)院、福建省腫瘤醫(yī)院、莆田市第一醫(yī)院、福建省武警總隊醫(yī)院等，這些醫(yī)院的出水糞大腸菌群數指標均符合《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）規(guī)定的一級標準及《醫(yī)療機構污水排放要求》（GB18466-2001）的要求。
現以福州市第一醫(yī)院的出水監(jiān)測結果為代表（見表2），監(jiān)測方法采用MPN法。
表2 福州市第一醫(yī)院污水紫外消毒設備監(jiān)測結果
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5 應用中的注意事項
5.1 污水成分
根據多家醫(yī)院的運行經驗，如果處理后污水的SS≤30 mg/L，采用紫外消毒可使大腸菌群量控制在900個/L以下，若SS≤20 mg/L，則可有效控制在500個/L以下，甚至有時還達到不檢出。
因為在醫(yī)院污水中腐殖酸類和鐵離子的含量很少，所有這些指標中對醫(yī)院污水處理系統(tǒng)中的紫外消毒設備影響最大的是SS，因此在前端的生化處理系統(tǒng)中要嚴格控制污水中的懸浮物指標，保證紫外消毒設備的正常效果。
5.2 石英套管表面結垢
因為醫(yī)院污水的排放水量較小，并且排放的周期比較無規(guī)律，這使的醫(yī)院污水處理系統(tǒng)無法保證24小時的連續(xù)運行，這也使得水中的各種懸浮物及溶解性有機物和無機物造成石英套管表面結垢現象更為嚴重，極大地影響紫外線消毒效果。這就需要經常的清洗套管。
套管的結垢可以通過定期使用酸性藥品清洗來解決。但這加重了用戶的操作負擔，針對這種情況，并結合公司多個工程的運行經驗，建議采用自動清洗系統(tǒng)，它可極大的緩解套管的結垢速度，延長藥品清洗的周期，保證消毒設備的高效運行。
5.2 無持續(xù)殺菌能力
紫外線消毒屬于物理瞬間消毒技術，沒有向水體中添加任何化學藥劑，在水體不受污染的條件下可以一直保持無菌狀態(tài)，但實際上消毒后的水體會再次受到污染，因此在紫外消毒設備的設計時應加大紫外消毒的劑量，保證紫外設備出口的細菌指標維持在一個比較低的狀況。
6 結語
紫外線技術具有不對水體產生污染、操作系統(tǒng)安全、投資運營成本低以及殺菌效率高的特點，并且在醫(yī)院污水處理系統(tǒng)中的成功應用，拓展了紫外線消毒的領域，展示了紫外線消毒這新技術的旺盛生命力。
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