四大水处理技术对比及UV LED技术的优势分析

2016-01-21 02:07

　　Wurtele等研究了基于GaN的UV-LED技术在水消毒过程的适用性，结果表明UV-LED是分散和移动水处理系统的替代技术。评估了不同水处理条件下UV-LED技术的性能特点，设计了在269nm和282nm波长对枯草芽孢的生物分析实验。结果显示：在动态和静态条件下UV-LED均能有效灭活实验对象；动态实验表明灭活效果与光通量呈线形关系。

　　Chevremont等研究了在波长UV-A和UV-C条件下，UV-LED灭活污水中生物指示菌（粪大肠杆菌）的灭活效果。通过简单细菌培养，检测了细菌浓度、暴露时间、pH值和波长等四项指标，发现波长和暴露时间与灭活效果相关性更强。另外，检测了混合两种波长（280/365和280/405nm）光后的灭菌效果，发现暴露60s后，没有细菌存活。

　　4、UV-LED消毒的机理

　　紫外线是一种具有高能量的、肉眼无法识别的光波，其波长小于400nm，存在于可见光谱紫外线端的外侧，因此称为紫外线。按波长范围分为UV-A（320nm～400nm）、UV-B（275nm～3 2 0 n m ）、U V - C（ 2 0 0 n m ～ 2 7 5 n m ）、U V - D（100nm～200nm）四个波段，其中 A、B、C三个波段又称为消毒紫外线。A、B、C三个波段均具有一定的消毒作用，尤以C波段消毒效果最佳。光量子理论认为，光是物质运动的一种特殊形式，是一粒粒不连接的粒子流。每一粒波长253.7nm的紫外线光子具有4.9eV 的能量。

　　UV线对水的消毒灭菌主要是核酸（DNA）的最大吸收波长（254nm），DNA能够吸收高能量紫外辐射，引起相邻的碱基错位，形成嘧啶二聚体（pyrimidine dimer）；抑制或阻碍核酸复制和蛋白表达，导致细胞凋亡。

　　目前研究仅限传统紫外线灭活的机理研究，而UV-LED作为一种新型的消毒工艺可能与传统消毒机理之间存在或多或少的差别，因此UV-LED消毒的机理研究有待进一步加强。

　　5、UV-LED消毒研究的必要性

　　国外已在UV-LED灭活水中微生物和原生动物等方面开展了一些研究，而国内在此方面的研究尚属空白，研究也局限在氯气、二氧化氯、臭氧、汞灯UV光源等常规的水处理消毒方法。而从目前已有的文献来看，以上研究尚存在很多不足，例如对水处理中浊度、有机物和无机离子的影响未作深入探讨，也未进行灭活动力学研究，因此将该技术用于水中微生物和原生动物灭活的效能和工艺参数还有待进一步给出；其次对低光通量灭活“两虫”的效果没有充分探究，低光通量对该技术的实际应用成本影响巨大。

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