2016年12月13日，全國(guó)紫外線(xiàn)消毒標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)第二界委員會(huì)在清華大學(xué)召開(kāi)，會(huì)上宣貫了《GB/T32091-2015紫外線(xiàn)水消毒設(shè)備紫外線(xiàn)劑量測(cè)試方法》和《GB/T32092-2015 紫外線(xiàn)消毒技術(shù)術(shù)語(yǔ)》兩項(xiàng)新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并宣布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市給排水紫外線(xiàn)消毒設(shè)備（GB/T19837-2005）》成立修訂編制組。對(duì)此，中國(guó)水網(wǎng)近日對(duì)國(guó)家紫外線(xiàn)消毒標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)主任、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授劉文君進(jìn)行了專(zhuān)訪(fǎng)，劉文君教授從紫外線(xiàn)消毒技術(shù)的應(yīng)用、現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，剖析了此次國(guó)標(biāo)修訂的原因。

紫外線(xiàn)消毒方興未艾  污水處理廠(chǎng)應(yīng)用超過(guò)50%

紫外線(xiàn)是一種低能量的電磁輻射。一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外光會(huì)破壞水中微生物的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致微生物無(wú)法繁殖，從而喪失致病能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)水消毒的目的。盡管在國(guó)際上紫外線(xiàn)消毒技術(shù)從20世紀(jì)初就得到了廣泛的應(yīng)用，在我國(guó)，紫外線(xiàn)消毒技術(shù)卻正處于方興未艾的時(shí)期。

據(jù)劉文君教授介紹，在水與污水的消毒過(guò)程中，最應(yīng)該關(guān)注的有三點(diǎn)：一是保證處理后的水質(zhì)的安全性，即保證水中微生物被有效的去除；二是保證消毒過(guò)程中的副產(chǎn)物要少；三是保證消毒系統(tǒng)本身的安全性。而紫外線(xiàn)作為廣譜殺菌射線(xiàn)，在足夠的照射劑量下，能殺死一切微生物，而且殺菌速度快。同時(shí)，紫外線(xiàn)消毒屬于物理作用，不產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，不改變水質(zhì)。最后，紫外線(xiàn)在消毒過(guò)程中是通過(guò)紫外發(fā)生裝置產(chǎn)生UV-C照射流水實(shí)現(xiàn)，不使用額外的化學(xué)藥物。因此，以上三點(diǎn)使得紫外線(xiàn)消毒技術(shù)在給排水中的優(yōu)勢(shì)逐漸突顯出來(lái)，并且在近幾年得到了迅猛的發(fā)展。

“在2002年以前，我國(guó)的污水排放并沒(méi)有關(guān)于消毒方面的要求，直到2002年底我國(guó)頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）》中首次將微生物指標(biāo)列為基本控制指標(biāo)，要求城市污水必須進(jìn)行消毒”，劉文君教授介紹說(shuō)，“當(dāng)然，03年的‘非典’事件對(duì)這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)也起到了很好的督促作用，這為紫外線(xiàn)消毒技術(shù)在污水處理中的推廣應(yīng)用提供了契機(jī)。”同時(shí)，劉文君也提到，傳統(tǒng)的氯消毒技術(shù)，因?yàn)闀?huì)在水中殘留一定量的余氯，而對(duì)河流水體生態(tài)產(chǎn)生影響，因此有所欠缺。“因?yàn)楹芏辔鬯�處理廠(chǎng)都是近幾年新建立的，這為紫外消毒技術(shù)的應(yīng)用提供了可行性。目前，紫外系統(tǒng)在我國(guó)市政污水處理的應(yīng)用已經(jīng)大規(guī)模展開(kāi)，使用紫外線(xiàn)消毒技術(shù)的污水處理廠(chǎng)超過(guò)50%。”

紫外線(xiàn)消毒在當(dāng)前供水市場(chǎng)全國(guó)應(yīng)用總規(guī)模為300~400萬(wàn)m³/天

相比污水處理廠(chǎng)，紫外消毒技術(shù)在給水廠(chǎng)的應(yīng)用相對(duì)較少，當(dāng)前全國(guó)應(yīng)用總規(guī)模為300-400萬(wàn)M3/天，約占總供水量的1.5%-2%。“主要原因是我國(guó)的給水廠(chǎng)消毒系統(tǒng)本身就很完善，如果想改變傳統(tǒng)的氯消毒技術(shù)，需要重建或在原來(lái)的基礎(chǔ)上加以改造，這相比新建的污水廠(chǎng)，難度就要大很多”，劉文君教授說(shuō)。自從2006年頒發(fā)的《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006）》中將“兩蟲(chóng)”（賈第鞭毛蟲(chóng)和隱孢子蟲(chóng)）列入水處理消毒目標(biāo)微生物，紫外線(xiàn)消毒技術(shù)就有了優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槌Ｒ?guī)的化學(xué)消毒對(duì)“兩蟲(chóng)”滅活的效果十分有限。同時(shí)，因?yàn)轭櫦暗揭郝认�毒法所存在的安全隱患，比如，爆炸和泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。“從08年奧運(yùn)會(huì)北京禁止使用液氯消毒開(kāi)始，不提倡使用液氯消毒已經(jīng)逐漸成為了自來(lái)水行業(yè)的一個(gè)趨勢(shì)。”

 關(guān)于農(nóng)村供水，劉文君介紹，“農(nóng)村供水在以前也沒(méi)有要求消毒，而是重點(diǎn)解決‘三高’的問(wèn)題，即高砷、高氟、苦鹽水。不過(guò)由于近幾年國(guó)家對(duì)水質(zhì)要求變高，所以在‘十一五’的時(shí)候，我們與多個(gè)單位合作對(duì)農(nóng)村供水消毒進(jìn)行了研究。”該研究由清華大學(xué)、中國(guó)水利水電科學(xué)研究院、中國(guó)衛(wèi)生部和中國(guó)軍事科學(xué)院聯(lián)合進(jìn)行，每個(gè)單位負(fù)責(zé)一項(xiàng)常用的消毒技術(shù)，并進(jìn)行了很多工程應(yīng)用試驗(yàn)。最后結(jié)果表明，由清華大學(xué)負(fù)責(zé)的紫外線(xiàn)消毒技術(shù)比較適合農(nóng)村水消毒的模式。最主要的原因是使用簡(jiǎn)單、對(duì)技術(shù)能力要求低以及效果穩(wěn)定。

劉文君還提到，中國(guó)的水況其實(shí)很適合用紫外線(xiàn)消毒，因?yàn)橹袊?guó)原水中的氨氮含量很高，而氨氮的存在會(huì)對(duì)氯消毒有很大的影響。“加氯消毒的時(shí)候，氯會(huì)在水中形成次氯酸，進(jìn)而起到消毒的作用。但是當(dāng)水中存在大量氨氮的時(shí)候，原本應(yīng)該生成的次氯酸則被氯胺代替，于是預(yù)期的次氯酸消毒就會(huì)變?yōu)槁劝废�毒。雖然氯胺也有消毒效果而且副產(chǎn)物比較少，但是其消毒強(qiáng)度只有次氯酸的千分之一，所以最后消毒的效果自然不盡如人意，這可能也是中國(guó)自來(lái)水微生物學(xué)指標(biāo)不能全面滿(mǎn)足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，從而導(dǎo)致不能直接飲用的原因之一。”不過(guò)紫外線(xiàn)則不受水中氨氮含量的影響，劉文君說(shuō)，“北京自來(lái)水相對(duì)較早的接受了紫外線(xiàn)消毒技術(shù)，他們發(fā)現(xiàn)，使用紫外線(xiàn)消毒后后，管網(wǎng)中的細(xì)菌數(shù)比用氯消毒的時(shí)候下降了很多。”因此，除了此次紫外線(xiàn)消毒設(shè)備國(guó)標(biāo)的修改，劉文君教授表示，“在《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》的修訂中也已經(jīng)添加了紫外線(xiàn)消毒這一項(xiàng)。預(yù)計(jì)明年會(huì)發(fā)布，一些新建的自來(lái)水廠(chǎng)都會(huì)采用。”

因此，在劉文君看來(lái)，紫外線(xiàn)消毒技術(shù)在污水與供水行業(yè)中都很有前景。不過(guò)關(guān)于二次供水，劉文君教授提到，紫外線(xiàn)會(huì)分解水中的余氯，導(dǎo)致水質(zhì)下降，因此，紫外線(xiàn)消毒在二次供水中的應(yīng)用還有待考究。

紫外消毒設(shè)備正常運(yùn)行者不到1/3  工程和研究問(wèn)題待解

 “從2005年開(kāi)始實(shí)踐至今，隨著紫外技術(shù)在污水處理中應(yīng)用的增加，一些問(wèn)題開(kāi)始暴露出來(lái)，這也是此次修訂國(guó)標(biāo)的原因”，劉文君說(shuō)道，“現(xiàn)在雖然污水處理行業(yè)中有一半以上在使用紫外線(xiàn)消毒技術(shù)，但其實(shí)正常運(yùn)行的只有三分之一左右。其余的部分，或是為了應(yīng)付檢查裝裝樣子，或者因?yàn)閷?duì)紫外線(xiàn)技術(shù)的認(rèn)識(shí)不夠而不知道該怎么用。比如，提到紫外線(xiàn)消毒，大家可能會(huì)關(guān)心透光率的問(wèn)題，就是紫外線(xiàn)可以穿透多深的水。實(shí)際上，在計(jì)算紫外線(xiàn)有效劑量的時(shí)候，透光率已經(jīng)作為因子在計(jì)算中扣除了，所以如果有效劑量是正確的，水的透光率并不會(huì)產(chǎn)生影響。”劉文君認(rèn)為，很多人誤以為紫外線(xiàn)消毒其實(shí)就是一個(gè)“燈管”，使用起來(lái)很簡(jiǎn)單，但其實(shí)紫外線(xiàn)的技術(shù)遠(yuǎn)要比這個(gè)復(fù)雜，“有些人甚至認(rèn)為紫外線(xiàn)燈管是要放在水外面的，這些理解都是錯(cuò)誤的。”由此可見(jiàn)，如果對(duì)紫外線(xiàn)技術(shù)的認(rèn)識(shí)不到位，會(huì)導(dǎo)致紫外線(xiàn)無(wú)法正常工作。