刘文君深度解析紫外线消毒市场状况和国标修订

2016年12月13日，全国紫外线消毒标准化技术委员会第二界委员会在清华大学召开，会上宣贯了《GB/T32091-2015紫外线水消毒设备紫外线剂量测试方法》和《GB/T32092-2015 紫外线消毒技术术语》两项新国家标准，并宣布国家标准《城市给排水紫外线消毒设备（GB/T19837-2005）》成立修订编制组。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，剖析了此次国标修订的原因。

紫外线消毒方兴未艾  污水处理厂应用超过50%

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的遗传物质的结构，导致微生物无法繁殖，从而丧失致病能力，实现对水消毒的目的。尽管在国际上紫外线消毒技术从20世纪初就得到了广泛的应用，在我国，紫外线消毒技术却正处于方兴未艾的时期。

据刘文君教授介绍，在水与污水的消毒过程中，最应该关注的有三点：一是保证处理后的水质的安全性，即保证水中微生物被有效的去除；二是保证消毒过程中的副产物要少；三是保证消毒系统本身的安全性。而紫外线作为广谱杀菌射线，在足够的照射剂量下，能杀死一切微生物，而且杀菌速度快。同时，紫外线消毒属于物理作用，不产生有毒有害物质，不改变水质。最后，紫外线在消毒过程中是通过紫外发生装置产生UV-C照射流水实现，不使用额外的化学药物。因此，以上三点使得紫外线消毒技术在给排水中的优势逐渐突显出来，并且在近几年得到了迅猛的发展。

“在2002年以前，我国的污水排放并没有关于消毒方面的要求，直到2002年底我国颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）》中首次将微生物指标列为基本控制指标，要求城市污水必须进行消毒”，刘文君教授介绍说，“当然，03年的‘非典’事件对这项标准也起到了很好的督促作用，这为紫外线消毒技术在污水处理中的推广应用提供了契机。”同时，刘文君也提到，传统的氯消毒技术，因为会在水中残留一定量的余氯，而对河流水体生态产生影响，因此有所欠缺。“因为很多污水处理厂都是近几年新建立的，这为紫外消毒技术的应用提供了可行性。目前，紫外系统在我国市政污水处理的应用已经大规模展开，使用紫外线消毒技术的污水处理厂超过50%。”

紫外线消毒在当前供水市场全国应用总规模为300~400万m³/天

相比污水处理厂，紫外消毒技术在给水厂的应用相对较少，当前全国应用总规模为300-400万M3/天，约占总供水量的1.5%-2%。“主要原因是我国的给水厂消毒系统本身就很完善，如果想改变传统的氯消毒技术，需要重建或在原来的基础上加以改造，这相比新建的污水厂，难度就要大很多”，刘文君教授说。自从2006年颁发的《生活饮用水标准（GB5749-2006）》中将“两虫”（贾第鞭毛虫和隐孢子虫）列入水处理消毒目标微生物，紫外线消毒技术就有了优势，因为常规的化学消毒对“两虫”灭活的效果十分有限。同时，因为顾及到液氯消毒法所存在的安全隐患，比如，爆炸和泄漏的风险。“从08年奥运会北京禁止使用液氯消毒开始，不提倡使用液氯消毒已经逐渐成为了自来水行业的一个趋势。”

 关于农村供水，刘文君介绍，“农村供水在以前也没有要求消毒，而是重点解决‘三高’的问题，即高砷、高氟、苦盐水。不过由于近几年国家对水质要求变高，所以在‘十一五’的时候，我们与多个单位合作对农村供水消毒进行了研究。”该研究由清华大学、中国水利水电科学研究院、中国卫生部和中国军事科学院联合进行，每个单位负责一项常用的消毒技术，并进行了很多工程应用试验。最后结果表明，由清华大学负责的紫外线消毒技术比较适合农村水消毒的模式。最主要的原因是使用简单、对技术能力要求低以及效果稳定。

刘文君还提到，中国的水况其实很适合用紫外线消毒，因为中国原水中的氨氮含量很高，而氨氮的存在会对氯消毒有很大的影响。“加氯消毒的时候，氯会在水中形成次氯酸，进而起到消毒的作用。但是当水中存在大量氨氮的时候，原本应该生成的次氯酸则被氯胺代替，于是预期的次氯酸消毒就会变为氯胺消毒。虽然氯胺也有消毒效果而且副产物比较少，但是其消毒强度只有次氯酸的千分之一，所以最后消毒的效果自然不尽如人意，这可能也是中国自来水微生物学指标不能全面满足水质标准要求，从而导致不能直接饮用的原因之一。”不过紫外线则不受水中氨氮含量的影响，刘文君说，“北京自来水相对较早的接受了紫外线消毒技术，他们发现，使用紫外线消毒后后，管网中的细菌数比用氯消毒的时候下降了很多。”因此，除了此次紫外线消毒设备国标的修改，刘文君教授表示，“在《室外给水设计规范》的修订中也已经添加了紫外线消毒这一项。预计明年会发布，一些新建的自来水厂都会采用。”

因此，在刘文君看来，紫外线消毒技术在污水与供水行业中都很有前景。不过关于二次供水，刘文君教授提到，紫外线会分解水中的余氯，导致水质下降，因此，紫外线消毒在二次供水中的应用还有待考究。

紫外消毒设备正常运行者不到1/3  工程和研究问题待解

 “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。

编辑：李姝乐