刘文君深度解析紫外线消毒市场状况和国标修订

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2016年12月13日，全国紫外线消毒标准化技术委员会第二次委员会在清华大学召开。会上公布了两个新的国家标准:“gb/t32091-2015紫外线水消毒设备紫外线剂量试验方法”和“gb/t32092-2015紫外线消毒技术术语”。并公布了国家标准《城市给排水紫外线消毒设备》(GB/T 19837)。对此，中国水网近日对国家紫外线消毒标准化委员会主任、清华大学环境学院教授刘文君进行了专访。刘文君教授从紫外线消毒技术的应用、现状和存在的问题分析了国家标准修订的原因。

紫外线消毒方兴未艾，超过50%的污水处理厂被使用

紫外线是一种低能量的电磁辐射。一定波长范围内的紫外光会破坏水中微生物遗传物质的结构，导致微生物无法繁殖，从而丧失致病能力，达到消毒水的目的。虽然自20世纪初以来紫外线消毒技术在世界范围内得到了广泛的应用，但在中国，紫外线消毒技术正处于方兴未艾的时期。

刘文君教授认为，在水和污水的消毒过程中，有三点是最应该注意的:第一，确保处理后的水质安全，即确保水中的微生物得到有效去除；二是确保消毒过程中有较少的副产物；三是确保消毒系统本身的安全。紫外线作为一种广谱杀菌射线，在足够的照射剂量下，能以很高的杀菌速度杀死所有的微生物。同时，紫外线消毒是一种物理功能，不产生有毒有害物质，不改变水质。最后，在消毒过程中通过紫外线发生装置产生uv-c照射流水来实现紫外线，不使用额外的化学品。因此，以上三点使得紫外线消毒技术在给排水方面的优势逐渐凸显出来，并在近几年得到了迅速发展。

“2002年以前，中国的污水排放不需要消毒。直到2002年底，我国颁布的《城市污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)首次将微生物指标列为基本控制指标，要求对城市污水进行消毒处理，刘文君教授说，“当然，2003年的非典事件也起到了很好的推动作用。”与此同时，刘文君还提到，传统的氯消毒技术存在缺陷，因为水中会残留一定量的余氯，这将对河水生态产生影响。”由于近年来新建了许多污水处理厂，这为紫外线消毒技术的应用提供了可行性。目前，紫外线系统在我国城市污水处理中的应用已经大规模开展，超过50%的污水处理厂采用紫外线消毒技术。"

目前中国供水市场紫外线消毒的总应用规模为300-400万m3/天

与污水处理厂相比，紫外线消毒技术在水厂的应用相对较少。目前，我国总应用规模为300-400万m3/天，占总供水量的1.5%-2%。“主要原因是中国供水厂的消毒系统非常完善。刘文君教授说:“如果我们想改变传统的氯消毒技术，我们需要在原有技术的基础上进行改造或改造，这比新建污水处理厂要困难得多。”由于2006年颁布的《饮用水标准》(gb5749-2006)将“两种昆虫”(贾第鞭毛虫和隐孢子虫)列为水处理消毒的目标微生物，紫外线消毒技术具有优势，因为常规化学消毒对“两种昆虫”的灭活效果非常有限。同时，考虑到液氯消毒的安全隐患，如爆炸和泄漏的风险。“自2008年北京奥运会禁止使用液氯消毒以来，阻止使用液氯消毒逐渐成为供水行业的一种趋势。”

关于农村供水，刘文君介绍说，“农村供水以前不需要消毒，但重点解决‘三高’问题，即高砷、高氟和苦咸水。然而，由于近年来国家对水质要求较高，在“十一五”期间，我们与几个单位合作研究农村供水的消毒问题。”该研究由清华大学、中国水利水电研究院、中国卫生部和中国军事科学院联合开展。每个单位负责一项常用的消毒技术，并进行了许多工程应用试验。最终结果表明，清华大学负责的紫外线消毒技术更适合农村水消毒模式。主要原因是使用简单，技术能力要求低，效果稳定。

刘文君还提到，中国的水条件实际上适合紫外线消毒，因为中国原水的氨氮含量很高，而氨氮的存在会对氯消毒产生很大影响。“当加氯消毒时，氯会在水中形成次氯酸，从而起到消毒的作用。然而，当水中有大量的氨氮时，本应产生的次氯酸被氯胺所替代，所以预期的次氯酸消毒将变成氯胺消毒。虽然氯胺也有消毒效果，副产物也很少，但其消毒强度只有次氯酸的千分之一，所以最终的消毒效果自然不能令人满意，这可能是我国自来水的微生物指标不能完全达到水质标准的要求，导致不能直接饮用的原因之一。”然而，紫外线不受水中氨氮含量的影响。刘文君说，“北京自来水接受紫外线消毒技术比较早。”他们发现，经过紫外线消毒后，管网中的细菌数量比用氯消毒时减少了很多。”因此，除了紫外线消毒设备的国家标准的修订，刘文君教授说，“紫外线消毒也加入了户外给水设计规范的修订。”预计将于明年发布，一些新的自来水厂将采用它。”

因此，在刘文君看来，紫外线消毒技术在污水和供水行业有很大的前景。然而，关于二次供水，刘文君教授提到，紫外线会分解水中的余氯，从而导致水质下降。因此，紫外线消毒在二次供水中的应用有待研究。

紫外线消毒设备的正常运行还有不到1/3的工程和研究问题有待解决

“从2005年开始实践至今，随着紫外技术在污水处理中应用的增加，一些问题开始暴露出来，这也是此次修订国标的原因”，刘文君说道，“现在虽然污水处理行业中有一半以上在使用紫外线消毒技术，但其实正常运行的只有三分之一左右。其余的部分，或是为了应付检查装装样子，或者因为对紫外线技术的认识不够而不知道该怎么用。比如，提到紫外线消毒，大家可能会关心透光率的问题，就是紫外线可以穿透多深的水。实际上，在计算紫外线有效剂量的时候，透光率已经作为因子在计算中扣除了，所以如果有效剂量是正确的，水的透光率并不会产生影响。”刘文君认为，很多人误以为紫外线消毒其实就是一个“灯管”，使用起来很简单，但其实紫外线的技术远要比这个复杂，“有些人甚至认为紫外线灯管是要放在水外面的，这些理解都是错误的。”由此可见，如果对紫外线技术的认识不到位，会导致紫外线无法正常工作。