一、應用中的一般常識 1、 應用領域的分類 ----紫外線殺菌燈在水處理領域有廣泛的用途。 ----水處理(water treatment)從處理對象分，它包括廢水處理、城市供水處理、飲用水處理、純凈水處理、養殖場水處理;從原理上分，有消毒、殺菌、光分解降解及其它光化反應;從使用紫外線殺菌燈的方法來分，有直接把燈放入水中，稱為浸沒式;紫外線燈放入套管里使用，稱為過流式。(目前主要采用的是過流式的方法。) ----紫外線殺菌燈在水處理主要應用它的殺菌功能，比如過流式的設備工作原理是這樣的：經水泵產生壓力的一定流速的水流流過能透紫外的石英套管外圍，紫外線燈產生的254nm紫外線對水進行消毒、殺菌。其特點是水流流速很快，一般在石英外套流過的時間為不超過1秒，因此要求殺菌燈的紫外線強度是很高的，一般要求在表面強度超過30000uw/cm2。要產生如此高的紫外線強度，需選用高強度大功率的紫外線殺菌燈。如果仍然想通過延長時間來提高消毒效果，那么一般選用較長的燈，做較長的設備，或在不銹鋼外壁上處理成渦流旋轉式結構，來延長水流過的時間。 ----對于高檔產品，過流式消毒方法不僅要配較復雜的結構;還有復雜的控制系統，如紫外線強度監測系統，水溫監測系統，消毒時間累積，紫外線燈監控、故障報警、自動聲光報警等系統。此外，過流式設備對環境與處理對象也有要求，如水的溫度、水的透明度對消毒效果有很大的影響。紫外線殺菌燈工作時表面******溫度為40℃，溫度過高或過低都會影響紫外線輸出效果;水的透明度越差，紫外線越易被吸收，利用率就越低。 ----與過流式相比，浸沒式結構簡單。紫外線殺菌燈直接放在水中，這種方法可用于流動的動態水，也可用于靜態水。這種處理方法要注意燈管有可能由于意外情況發生破裂;長時間處理，燈管表面會被水中藻類等污染物覆蓋，將嚴重影響紫外線透出。對不同對象的水體進行消毒，主要要了解水質變動情況和水對紫外線的透過率。 在水處理，除消毒殺菌外，紫外線燈還用于光催化反應，但目前只停留在試驗室研究階段。 2、產品的一般設計 ----對設備的設計，除了相關結構和電控部份設計之外，一項重要指標是消毒效果，消毒效果我們一般用紫外線輻照劑量來衡量，即254nm紫外線輻照強度×照射時間。輻照強度可以根據外套管離燈管表面距離來測試強度，處理時間要根據水流量、水壓力、進水管尺寸來定，也可實測。理論上，照射劑量要達到30000uw.s/cm2，劑量越高，對細菌殺滅率越高。 ----實際上，照射劑量在系統工作時是很難測試的，主要是水體在設備中流過的時間往往難以估計和測試(這還和設備內部結構設計有關)，所以通常用水流量和紫外線燈功率的比例關系來衡量消毒效果。 ----水流量一定，則需要一定總功率的紫外線燈，但總功率一定，還有多種選擇方案。如果選擇總功率600瓦的紫外線燈，可選擇30只20瓦的燈，也可選擇20只30瓦的燈，還可選擇6只100瓦的燈等。即使單只燈功率一定了，燈的長度還不一定。可選擇較短的高強度燈，也可選擇較長的高效率燈。具體設計時， 考慮設備的長度、體積，如果允許設備長，不能太大，則采用細長的燈，這樣支數相應減少，內腔空腔可縮小。相反，設備設計不能長，可大的，則選用紫外線燈管時，宜采用較小功率，支數較多的。對于選擇支數較少紫外線燈時流過石英外套管的水層厚度要厚，紫外線在水中比在空氣中更容易衰減，它的衰減系數比可見光在水中的衰減要大得多。只能允許水層厚度在1cm左右，如果更厚，則需浪費更多的紫外線來達到相同的消毒效果。即紫外線燈應用效率會降低。 2、 燈的選用 ----在水處理中，尤其在廢水處理中，應用高強度的紫外線燈是很有必要的。因為如果使用較多數量的紫外線燈，那么鎮流器數量也多，線路更復雜，控制部分也更復雜，往往壞一只燈，就要停機更換，檢修。而燈和鎮流器使用數量越多，壞掉一只的概率也就越大。 ----在傳統的紫外線燈中，功率一般只能做到幾十瓦，如傳統規格40瓦、30瓦。如果用到大流量水處理，總功率需幾千瓦，紫外線燈的數量要用到數十只到上百只，設備龐大，控制線路也很復雜。當用大功率的紫外線燈，如300瓦，那么，燈和鎮流器數量將會大大減少，可簡化設備。提高設備安全可靠性，降低設備的故障發生率。 ----高強度的紫外線燈在水處理中使用，可分別選擇有臭氧和無臭氧燈。所謂有臭氧燈，指這種燈能透185nm譜線(汞的特征譜線)，這種譜線在空氣中能電離空氣產生臭氧。據國外的試驗研究，185nm的紫外線在水中能產生光化反應，即電離H2O產生-OH(羥基)，-OH有很強的氧化性，可礦化分解水中的有機 物，降低TOC。但是一般的低壓汞燈，本身功率不大，185nm紫外線只占燈管所耗電能的20%，其效果不顯著，只有大功率的紫外線燈才能表現出一定效果。 ----在水處理除了應用紫外線燈消毒殺菌之外，還可用到紫外線燈的另外的作用原理。這就是光催化反應。這種原理現已被成功用于空氣凈化。我們在市場上看到的光催化空氣凈化器就是用到該原理。在飲用水和廢水凈化方面，國內目前有數十家大學和企業在研究，被認為是高效、最有前景的廢水、廢氣治理方法，是國內外研究的熱點。 ----目前，光催化活性較好的是TIO2。理論上，波長小于387nm的紫外線都能對TiO2激化而產生羥基而起到催化氧化的作用。市場上，我們可看到兩個波長的紫外線燈，一種是254nm，一種是365 nm的紫外線燈，這兩種燈現都已成功用于光催化反應的應用中， 254nm的紫外線燈也就是通常的殺菌燈，是由汞原 子發出的譜線。365nm譜線的燈，通常見到的是采用專用的黑色的透紫外線玻璃;另一種是采用石英玻璃，涂覆365nm的紫光粉，采用石英材料的透光率要高，但其成本也相應增高。 ----用在水處理，通常選用254nm的紫外線燈做光催化反應，這實際用到了254nm的雙從作用，一是直接殺菌，一是光催化產生羥基礦化降解和殺菌。在空氣凈化方面，目前365nm的黑光管和254nm的石英燈都已有人成功運用，本公司已開發峰值波長為312nm的紫外線燈，該燈種光譜在UV-C、UV-B、UV-A等波段均有分布，可對光催化效率大大提高，是光催化應用首選燈種!