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      實驗室紫外消毒系統有效輻射劑量測試技術取得突破性進展
             紫外光(UV)具有廣譜消毒、效率高、無消毒副產物等優點,已越來越廣泛應用于飲用水、市政污水、再生水和船舶壓艙水等的消毒中。紫外消毒系統的整體消毒效果高度依賴于UV的實際(有效)輻射劑量。準確獲得紫外消毒系統中UV的強度分布,對于計算消毒劑量、保證消毒效果具有重要的意義,同時也可以指導消毒系統內部結構的優化改造。然而,目前國際上還無法在實際運行條件下精確測量紫外消毒器內的UV強度分布。
            中國科學院生態環境研究中心環境水質學國家重點實驗室強志民研究組近期研發了一種新穎的原位熒光微探頭,具有穩定性好、響應速度快(10-6 s)、體積?。?.07 mm3)等明顯優勢,其溫度系數、非線性等探測性能相對于常規使用的化學感光計有大幅度的提高。原位熒光微探頭近似360o響應的特性,可以很好地模擬水中致病菌接受紫外輻射的效果。在此基礎上,開發出可測試管式紫外消毒器腔體內UV強度分布的測試平臺,其主要部件包括熒光微探頭、高精度導軌、溫控裝置、消毒器固定裝置、誤差校正裝置、數據自動記錄器以及紫外透過率(UVT)監測裝置,可在不同UVT水體及不同水溫條件下,實現UV強度分布的原位在線快速測試,標準偏差均值為0.04 mW/cm2(0.3%)。日前,此項研究成果已發表在環境領域的著名期刊Environmental Science &Technology(2011, 45(7), 3034-3039)上,并在2011年5月舉行的世界紫外線和臭氧大會(Joint IOA-IUVA World Congress,Paris)上做了報告,各國學者、工程師對此成果表現了濃厚的興趣并進行了廣泛的交流。
            國際上多名UV消毒領域權威學者參觀了該實驗裝置,對其創新性和應用前景給予了充分的肯定,并希望利用該平臺的準確測試,將來在多個方面進行合作研究。該研究成果有望實現:1)對國際上現有的幾種紫外強度分布計算數學模型進行校驗,從而修正模型;2)對消毒系統的內部結構(如進出水口設置方式、燈管排列方式、內壁反射材料等)進行改進,提高消毒效率;3)結合計算流體動力學(CFD)模型,對各種紫外消毒器的實際UV劑量進行評估驗證。
             課題組已分別和安力斯科技發展公司、鄭州水業科技發展公司等進行合作,對其生產的適用于飲用水消毒的單燈管和多燈管管式消毒器進行了系統的紫外強度分布測試,并通過優化消毒裝置結構來大幅度提高消毒效果。課題組目前致力于繼續優化與推廣應用該測試平臺,以形成一種具有自主知識產權的快捷、經濟、高精度的紫外消毒器消毒效果評估驗證方法,為紫外消毒市場的規范化和標準化、保障消毒安全性提供有力的技術支持。
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