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”中国食品工业杂志“ 2009-12-02 doc
发布人: 澳门皇冠游戏官网 来源: 澳门皇冠游戏官网登录 发布时间: 2020-12-16 23:56

  ”中国食品工业杂志“ 2009-12-02 doc_工程科技_专业资料。世界超前水消毒工业技术

  超前水消毒工业技术 一,净水的原理及方法 净水原理都是经典的,大的技术突破多年未出现。 饮用水的消毒可分为物理消毒和化学消毒两类。 物理方法有加热法、过滤法、紫外线法、超声波法等。化学方法有加氯法、 臭氧法、重金属离子法或其他氧化剂法等。 加氯法: 二氧化氯被认为是传统的液氯和漂白粉的替代品。与二氧化氯消毒 类似的还有次氯酸钠消毒法。 次氯酸钠属于高效的含氯消毒剂。含氯消毒剂在水 中形成次氯酸, 作用于菌体蛋白质。 它与水的亲和性很好, 能与水任意比例互溶, 它不存在液氯、 二氧化氯等药剂的安全隐患, 且其消毒效果被为和氯气相当。 臭氧法: 消毒是利用氧的同素异形体———臭氧进行消毒的一种方法。臭氧 的化学性质很活泼,具有强烈的氧化性,溶于水时可以水中的微生物。臭氧 消毒法通过强氧化有机农药的化学键,使其失去药性,同时杀灭表面的各种 细菌和病毒,达到解毒目的。在医院用水中有广泛应用。此外,它不生成任何带 有特殊气味的物质, 在味觉、 气味、 颜色方面可以很好地起到改善水质的作用。 过滤法: 净水从简单的过滤 (粗滤, 例如陶瓷过滤) 发展到加入活性炭吸附, 是一个性飞跃, 活性炭的使用成为净水发展史上一个重大里程碑,活性炭可 以去除水中的色度、臭、味、胶体、有机物、余氯。 。 。 。 。 ,因此活性炭是净水器 中应用最广泛、 最普遍的净水材料。但活性炭有一个最大的缺点就是细菌的大量 繁殖增生, 因为活性炭吸附的有机物正好是细菌的丰盛营养,而活性炭的大量细 微孔隙又恰好成为细菌繁殖的温床,它是以几何级数增长的。细菌多了,它还会 使水中的硝酸盐还原,生成亚硝酸盐,这可又是一个致癌促癌的品,活性炭 这种致命缺陷给用户带来极大的困扰。 膜技术(MF、UF、NF、RO)的使用成为净水发展史上又一重大里程碑,它们 可以去除水中的细菌, 克服活性炭净水器细菌和亚硝酸盐超标的弊病。因此活性 炭与膜技术的结合几乎成为现代净水器的标准模式,并一度被认为完美无缺。但 问题随之而来: 膜材料、膜元件价格高;膜有阻力,膜孔越细小,过滤精度越高,但阻力越大。 RO 膜阻力大,需用泵,耗电,既浪费能源、有噪声、还不安全;由于泵的高压, 加之管件、接头多,净水器易漏水;膜元件产品复杂,不但成本高,而且产生故 障的概率增加,增大和维修的成本;RO、UF 都有浓水排放问题??。凡此 种种,导致此类净水器出水细菌大量超标。 树脂法:在九十年代曾采用“活性炭+碘树脂”的形式以解决净水器细菌问 题。但这类净水器的出水有着令人难以的碘酒味。 近年来,碘树脂已全部被溴树脂所取代。 “溴代聚苯乙烯海因”是能杀灭水 中细菌、病毒的新材料。 “溴代聚苯乙烯海因”是由美国奥本大学研发。 用“科威国际技术转移有限公司”撰写的《真正友好的消毒技 术》一文的结论: “可用的化学消毒剂从氯气发展到二氧化氯、异氰尿酸直至臭 氧,实践证明,化学消毒剂作为理想的安全消毒剂是不成功的。经过90年的研 究与应用,紫外线消毒技术 即将进行一次合理的取代。事明,无论在投资、 能耗、自动化程度、运行及科学环保方面,紫外线消毒技术将成为饮用、污 水、中水、工业用水处理方法中 最为理想的选择。” 二,超前水消毒方法:紫外线 紫外线杀菌的原理是微生物吸收紫外线后导致细胞内核蛋白结构发生 变化,产生蛋白变性,DNA 链断裂,DNA 间的交联被,胞嘧啶和尿嘧 啶发生水合作用, 出现腺嘧啶二聚体,二聚体的形成了嘌呤和嘧啶的正常配 对,从而改变了 DNA 的生物活性。结果带来微生物新陈代谢的障碍,不能增殖 并产生细胞作用;引起菌体内蛋白质和酶的合成障碍,导致结构发生变异, 功能遭到, 致使微生物死亡, 从而达到消毒灭菌的目的。 紫外线能杀灭细菌、 霉菌、病毒和单胞藻。 藻类,藻毒素会致癌特别是肝癌。过去的传染病主要是由细菌引起的,历史 上称之为“瘟疫” ,如霍乱、伤寒、菌痢。但现在的最的新的传染病是由病 毒引起的,如艾滋病、沙斯、、猪流感等。 俄罗斯学者关于用〖紫外线+超声波〗同时作用的新一代消毒工艺引起了世 界上所有大公司的巨大关注。 这是水消毒工艺领域的一项突破。其效能比普通紫 外线作用强千百倍。 紫外线辐射对饮用水加工的方法也不能足够有效地消灭孢子 形成的细菌,病毒,藻类和霉菌。尤其需要考虑到微生物丛也增强了对氯,臭氧 和紫外线的稳定性。 这也是自然进化的过程。主导微生物中心的微生物学家们公 布了近二十年的研究,病原微生物丛的稳定性对氯上升了 4-5 倍,对臭氧上 升了 1-2 倍,对紫外线 倍。这就意味着在水和污水消毒方法上从长远看 还要考虑作用客体抵抗性的增长。 在这种情况下, 特别有发展前景的方法是一种采用超声波和紫外线同时对水 作用的水消毒新工艺,它不间断地用不低于 40 毫焦耳/平方厘米的紫外线 瓦/平方厘米左右的超声波, 加上声学振荡 同时对水进行加工。该产品领先世界并还有潜在的发展空间,在几十年内可以解 决一些未来的问题。 在未来的二十年对水消毒的要求会更高。该设备效率高且能 耗低。 在作用于消毒水时,紫外线放射造成水中空化作用的产生,因此致病细菌的 膜壁以及病毒和芽孢被, 形成活性基,从而提高紫外线放射对水进一步处理 的效果, 并导致有机杂质的强烈氧化。超声波振动阻碍生物滋生和光化反应器壳 过久。 从辐射器用超声波对通过的水流加工时,配置的紫外线照射器直接在 小室舱内,在水中产生短寿命的气体“空洞” 。它们出现在水中局部压力下降的 瞬间和水在被压缩时断裂(被压扁) 。断裂速度很高并在断裂点的四周出现极端 的参数—— 巨大的温度和压力。在断裂点的附近致病的微生物丛被完全消灭, 生成活性原子团,氢的过氧化物(H2O2)。 “空洞”出现在紫外线照射体小室舱 空间内,并带有几十千赫茨频率多半不均匀(多相性) 。以多相性资格它们能作 用于真菌的孢子,细菌,扮演特殊靶标的角色。除此,在超声波辐射作用下,在 加工流体主体中出现大量微小气泡(大容量消毒程序) 。在紫外线照射作用下, 在有活性原子团存在时, 在加工流体内和在空气小气泡表面产生光化学氧化和消 毒过程,它们比普通紫外线消毒功效超出千百倍。水消毒的电能开支 7-8 瓦/立方 米小时;对污水 20 瓦/立方米小时。需要同时考虑的是超声波发射体,在紫外线 处理的小室舱内工作及如何清理设备, 仔细地洗净外罩表面并紫外线发射体 石英外罩,预防它们的生物附生物和日光照射。该工艺在最近十四年里,超声波 +紫外线已适应工业,农业及水库,水池水的净化。比如对水池,能够排除绿苔 (水草) ,同时降低氯的定量到大约 0.05 毫克/升。 设备环保安全,对孢子,病毒,细菌(到 106 单位/升) ,有国家检验合格证 书。并符合美国国家紫外线水消毒标准( NSF / ANSI 55-2004 ) 和 ГОСТ РИСО 9001-2001 ( ISO 9001:2000)。 2 三,该工艺水质测验结果 : 对氯的稳定性i) (патогенные) 低 埃希氏菌属 ( 病原的大 肠杆菌) Salmonella tuphi 低 沙门氏菌属 Vibrio cholerae 低 霍乱弧菌 B.Cereus 蜡样芽胞杆菌 高 原始水中含量 9单位/升 净化后水中含量 10 0 10 10 10 5单位/升 0 0 0 5单位/升 5单位/升 Enteroviruses 5单位/升 低 0 10 肠道病毒 Hepatitis A 5单位/升 中等 0 10 甲型肝炎 Полиомиелит 5单位/升 高 0 10 脊髓灰质炎, Aspergilis Glaucus 灰 4单位/升 高 0 10 绿曲霉 Cryptosporidium 单位/升 高 parvum 0 500 隐孢子虫 1. 该工艺,无论是采用 253.7 纳米,还是真空紫外线 纳米)都允许执 行实际完全的消毒(到 99.9999%)并在消灭细菌,病毒的数量上是利用紫外线 光谱更长的波和臭氧氧化处理传统工艺所无法达到的。 而耗电量也要低 3 - 4 倍。 2. 装置绝对不受生物附生和日光照射的影响。 3. 在同时受紫外线辐射,超声波和声学振荡作用过程中,对水形成大 功率的氧化剂,均匀地分布到加工的主体,能够提高装置的杀菌功效 103 倍,并 能彻底消灭(完全的光学氧化作用)任何形式的(其中包括孢子的)微生物。病 毒和最普通的浓度到 106 单位/升。 传统紫外线工艺, 在大流量中和臭氧化作用不 能微生物群落的这些形式。 在紫外线传统工艺中臭氧处理达到的功效在孢子 和最简单的浓度很低时(单位/每升)在长久作用下实际上不能消灭霉菌。 4. 污水的净化能源开支不超过 0.02 千瓦时/立方米。 新一代水消毒工艺是创立在转换工艺基础上。 装置能够实际完全消灭病原微 生物并使有毒的有机化合物变为无毒中性化合物。水加工在杀菌的装置中,符合 国际要求的高标准。 利用超声波幅射器在装置中的组成,进行水的消毒时紫外线 幅射器表面不用生物附生和日光照射。它们使用简单耐久。在 2008 国际 展览会上荣获金。 使用该工艺时与氯化作用的区别在于对贮水池生物群落负面 活动不产生附属产物。 排除了危害人和自然的氯的。新工艺对消毒 是紫外线,超声波和声学振荡共存的综合作用。 紫外线+超声波污水加工站的特性: 产量到 500000 立方米/昼夜;环保净度和污水消毒过程的安全性符合国家标 准;使用寿命 30 年;紫外线拥有模数结构,可轻巧地用来作为各种具体条件下 不同流量污水的消毒; 紫外线杀菌灯使用寿命不低于 16000 小时;杀菌紫外线 射的生产能力不小于 120-150 瓦;有效系数不小于 35%;幅射下降在工作 12000 小时后不高于 15%;装置安装使用简单;尺寸小;自治并拥有模数的构形;允许 创立消毒给不同的产量-模数产量从 0.5-500 立方米/小时;电力 220 伏 50 赫茨; 水的加工费用 1 立方米不超过 0.01 美元。装置配套带编制程序的特种电源,能 增加使用寿命和紫外线 小时。 利用专利的净水工艺制造 的水和污水消毒装置通过验证试验,在俄罗斯,南非,,以色列,新加坡, 南韩,印度,. 阿拉伯联合酋长国。现在在英国已通过系列安装试验。 目前世界上一些主导的大公司都在积极利用新一代紫外线幅射。在美国,加 拿大,欧洲定额标准预见到紫外线 毫焦耳/平方厘米到灯 的服务终止。在美国设计建造的消毒站紫外线 毫焦耳/平方厘 米.现在在莫斯科的居民区,公司,机关,学校,幼儿园,银行,宾馆,水池都 有成效的安装了水消毒装置,服务对象还包括国家领导和长老。 水净化的方法有化学的,生物的,机械的和物理的。我们的方法仅仅是属于 机械和物理的。水具有独一无二的物理化学性能,它们给予全部生命以影响。在 城市中不洁的水是疾病的重要根源。在我们的工艺中,无论是短波(253.7 纳米) 还是真空紫外线 纳米)都能进行实际充分的消毒(到 99.999%) ,消灭细菌 和病毒在数量上是传统工艺所无法达到的。在超声波,紫外线和声学振荡同时影 响过程中, 在水中形成大功率的氧化剂均质地分配在加工的容积中,这就能多倍 提高工艺效能并完全消灭(充分的光化学氧化)任何形式的微生物。 四,水消毒装置工艺 - 经济指标比较 价值 净化M3 水 USA 0,83 1.3 0.9 1.6 0.6 0.4 日光照射 和生物附 生 重要 重要 重要 重要 病毒 单位/ 升 无效 无效 无效 无效 无效 6 № 型号, 国家,应用领域 MITA-Kian-200, 法国极端医学 PROTERM (KSI 1-7), 法国,海水淡化 NATO(COSRAM) BIM-T, 英国共同规划 美国-英国 ”问题“ KOROS-VP-11, 英国- 药物制剂生产 Hydro-TOR, 美国, 国家宇航局 (COSRAM) Hydro-Flow,, 美国,系列 UV-6 俄 Лазурь-М0.5 升/分钟 细菌 单位/升 从 10 2 到 10 从 10 2 到 10 从10 4 到 10 从 10 3 到10 从10 2 到10 从10 3 到10 从 10 到 0 从 10 到 0 从 10 6 6 6 6 6 6 6 孢子 单 位 /升 从10 5 到10 从10 4 到10 无效 无效 从10 4 到10 从10 到 0 从10 到 0 从10 6 6 6 1 2 3 4 5 6 7,2 40.0 6.8 43.0 7.3 1.0 (specifi c 200) 8.3 -重要 不存在 7 0.04 6 6 8 9 俄 Лазурь-М3 俄 Лазурь-М10 50.0 170 0.02 0.01 4 不存在 不存在 6 6 从6 10 到 0 从6 10 到 0 从 到 0 到 0 10 到 0 6 五,目前世界最好的紫外线杀菌灯 该公司提供的利用在杀菌装置里的用于饮用水, 工业和日常生活污水消毒的 新一代紫外线汞制合金灯。 这些灯与菲利普(Phillips) ,Berson uv-techniek (法国紫外技术) ,UV - techniek Gmbh Wumbach,(紫外技术) ,Wedeco (高臭氧发生器) ,Trojan, (特洛伊)等公司生产的紫外线汞制合金灯原则上的区别在于: (1),紫外线通量下降值一般在工作时间10000小时以后,与初始值相比下降 5-10%,而上述公司下降值一般在40-50%; (2), 该 公 司 生 产 的 灯 使 用 寿 命 超 过 16000 小 时 , 而 上 述 公 司 一 般 在 4000-10000小时; (3)灯装备了现代化高频(率)稳定的供给电源; (4)灯十分完美地适合 TUV (Phillips) 系列灯的更换。用该公司的灯替代 TUV ,可以使紫外线通量增加二倍,使用期增加一倍;您将会得到适合世界标 准的具有辐照水平不低于40毫焦耳/平方厘米的现代化杀菌装置来取代上世纪的 型号,而所花费的资金最小。 灯具有下列参数: NNI 60 L, mm 灯座(灯泡头)类型,陶制 的 紫外线 , 小于 % 使用期限,小时 452 G 13 22 W 6 12000 NNI 200 1213 G 13 65 W 7 16000 NNI 300 1600 G 13 105 W 10 16000 — 对饮用水,污水及各种水,传统的消毒是用细菌和化学的方法,如同规则一 样,都是利用氯化作用。氯在水中分解,氯化物形成化学原子团有害人的健康。 — 臭氧是功率大的杀菌剂,但其工艺复杂,电能消耗高。此外还必须控制水中 单个低,含酸化合物以及其它在净水过程中没被清除的臭氧处理生成物。 — 紫外线辐射对饮用水加工的方法也不能足够有效地消灭孢子形成的细菌,病 毒,藻类和霉菌。尤其需要考虑到微生物丛也增强了对氯,臭氧和紫外线的稳定 性。除此,在紫外线辐射作用下,在加工流体体内,在装置的舱内产生大容量的 毒气消除的过程—— 出现大量微小的气泡。如果评价这种方法在病原微生物丛 钝化程度上与紫外线消毒相比,那么,在相同的能源开支下, (对污水 15-20 瓦/ 立方米)这相当于 150 毫焦耳/平方厘米的作用效果。实际上这在美国,欧洲和 俄罗斯制造的紫外线站可以接受的经济合理的方案中是达不到的。 这种相同的效能(Lg N 进口 / N 出口 =5-6 )能够消毒绝对的可靠性 99.9999 % 。这些装置附加的优越性是对水的透明度有更低的要求(到 50%) ; 5 水中悬浮物的数量(到 20 毫克/升) ;同时,不需要因微生物附生和日光照射而 定期对灯的防护罩进行清理(清理机器履行空穴振动职能) 。 另外,用该设备还可以防治水库或湖泊的蓝-绿藻。第一阶段用“水犁“进 行水的处理, 噬菌体数量从 450 下降到 50/升; 在这之后第二阶段实施吸入, 净化与水的消毒用该公司的设备,进行最后的灭活性和消毒。这样足以歼灭蓝绿藻。 目前该设备在净水过滤器企业进行的与过滤器配套实验表明,效果非常好。 美国百事可乐公司去年已购进流量 500 立方米/小时的设备。 在俄罗斯该工艺技术已获发明专利证书;在中国已申报了相关专利。 甘东 2009-12-02 6

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