在水处理紫外线消毒中,尤其在废水处理中,应用高强度的紫外线灯是很有必要的。因为如果使用较多数量的紫外线灯,那么镇流器数量也多,线路更复杂,控制部分也更复杂,
在传统的紫外线灯中,功率一般只能做到几十瓦,如传统规格40瓦、30瓦。如果用到大流量水处理,总功率需几千瓦,紫外线灯的数量要用到数十只到上百只,设备庞大,控制线路也很复杂。当用大功率的紫外线灯,如300瓦,这样的话,灯和镇流器数量将会大大减少,可简化设备。提高设备安全可靠性,降低设备的故障发生率。
高强度的紫外线灯在水处理中使用,可分别选择有臭氧和无臭氧灯。大家常了解的臭氧灯,指这种灯能透185nm谱线,这种谱线在空气中能电离空气产生臭氧。据大量试验研究,185nm的紫外线在水中能产生光化反应,即电离H2O产生-OH(羟基),-OH有很强的氧化性,可矿化分解水中的有机物,降低TOC。但是一般的低压汞灯,本身功率不大,185nm紫外线只占灯管所耗电能的20%,其效果不显著,只有大功率的紫外线灯才能表现出一定效果。
在水处理除了应用紫外线灯消毒杀菌之外,还可用到紫外线灯的另外的作用原理。这就是光催化反应。这种原理现已被成功用于空气净化。我们在市场上看到的光催化空气净化器就是用到该原理。在饮用水和废水净化方面,被认为是高效、最有前景的废水、废气治理方法,是国内外研究的热点。
目前,光催化活性较好的是TIO2。理论上,波长小于387nm的紫外线都能对TiO2激化而产生羟基而起到催化氧化的作用。通常在市场上,我们可看到两个波长的紫外线灯,一种是254nm,一种是365 nm的紫外线灯,这两种灯现都已成功用于光催化反应的应用中, 254nm的紫外线灯也就是常说的杀菌灯,是由汞原子发出的谱线。365nm谱线的灯,通常见到的是采用专用的黑色的透紫外线玻璃;另一种是采用石英玻璃,涂覆365nm的紫光粉,采用石英材料的透光率要高,但其成本也相应增高。
用在水处理,通常选用254nm的紫外线灯做光催化反应,这实际用到了254nm的双重作用,一是直接杀菌,一是光催化产生羟基矿化降解和杀菌。在空气净化方面,目前365nm的黑光管和254nm的石英灯都已有人成功运用,可对光催化效率大大提高,是光催化应用首选灯种!