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城市给排水紫外线消毒设备(征求意见稿)

作者:佚名 文章来源:本站原创 点击数:261 更新时间:2017-8-14 上午 10:14:01

根据《国家标准委关于下达2015年第三批国家标准制修订计划的通知》(国标委综合[2015]73号)的要求,住房城乡建设部标准定额司公布了关于征求产品国家标准《城市给排水紫外线消毒设备(征求意见稿)》意见,如有疑问,请于2017年8月31日前将意见和建议反馈。

附录A

(规范性附录)

紫外灯寿命、老化系数检测方法

A.1紫外灯老化定义

紫外灯的紫外输出功率随着紫外灯的使用而衰减。紫外灯的老化系数是以紫外灯在某一时间的紫外输出功率和紫外灯初始运行100h后的紫外输出功率之比来表示的。紫外灯老化系数是表示在设备制造商保证的紫外灯运行寿命终点时的这一比值。

为保障紫外线消毒设备中的所有紫外灯均处于有效工作状态,紫外线有效剂量的计算应考虑紫外灯的老化系数。老化系数的验证应由有资质的第三方进行所有取样、实验及验证,并记录所有第一手资料。若没有通过有资质的第三方验证,紫外线有效剂量的计算应采用0.5的默认值作为老化系数。

A.2紫外灯老化系数检测

参照GB/T32092-2015附录A

A.3紫外灯输出功率、紫外灯老化系数、紫外灯运行寿命的检测

紫外灯输出功率、老化系数和运行寿命可以通过同一个实验进行检测。紫外灯在空气中的运行特性,不能准确反映紫外灯在水中的运行特性。对紫外灯进行检测的实验应模拟紫外线消毒设备的实际运行状况。

紫外灯输出功率比值的测量是一相对数值,即紫外灯的输出功率与其初始100h的输出功率的比值。为了便于测量淹没在水中的石英套管中运行的低压灯、低压高强灯和中压灯的紫外输出功率,通常采用紫外线传感器进行测量。紫外灯输出功率的测量点应在紫外灯周围不超过5cm的位置进行测量。

由于淹没在水中的紫外线传感器的读数是有误差的,所有对紫外灯老化输出功率进行测量的数值应该与稳定的参考紫外灯测量数值相比较并进行校正。为降低测量的误差,应进行8组平行测量。在进行紫外灯运行寿命检测时,测量时间间隔不能超过紫外灯预期寿命的20%(例如,紫外灯预期寿命是10000h,那么每次测量的时间间隔不能超过2000h,并且应确保每次测量时间间隔相同。

必须明确,制造商保证的紫外灯运行寿命数值,都对应了该制造商的紫外灯相应的老化系数。在进行紫外线消毒设备设计应用时,必须同时考虑到紫外灯的老化系数和运行寿命,才能保证设备输出的紫外线有效剂量和实际的消毒效果。

附录B

(规范性附录)

紫外灯套管结垢系数检测方法

参照GB/T32092-2015附录B

附录C

(规范性附录)

紫外线有效剂量检测方法

C.1检测原理

生物验定是确定紫外线消毒设备所能实现的紫外线有效剂量的实验验证。

生物验定是确定紫外线照射后微生物的灭活程度,并将检测结果与已知的该微生物的标准紫外线剂量—响应曲线进行比较,从而确定消毒设备所能实现的剂量,即为设备紫外线有效剂量。

生物验定已成为评价和比较不同紫外线消毒设备(采用不同紫外灯、镇流器、反应器设计等)在各种不同运行条件及水质条件下实现紫外线有效剂量的检测方法。

C.2检测准备

C.2.1测试参与人员准备

生物验定检测须由有相关专业知识背景同时具有紫外线有效剂量检测经验的技术人员总体协调,由其根据紫外线水消毒设备的使用要求共同确定相关实验方案,包括水体目标流量、紫外灯输出功率、紫外线穿透率(UVT)、受测微生物以及紫外线穿透率调节剂投放速度等。同时,须有第三方验证人员见证或参与全过程,从方案设计、取样开始到所有实验操作结束,记录所有操作参数、实验数据和监督质量控制体系。要求第三方人员同样具有生物验定相关工程经验,能够对验证报告进行审核。

C.2.2源水准备

用于水消毒设备验证的源水,要求其不含有化学消毒剂余量(如余氯)。如果源水中含有化学消毒剂时,须通过中和试剂(如硫代硫酸钾)对其进行中和,水体中的中和试剂残余浓度不能对水体的紫外线穿透率产生影响。

C.2.3受测微生物准备

对于污水系统的验定受测微生物应使用T1或者粪大肠杆菌;对于饮用水系统的验定受测微生物应使用MS2噬菌体;对于再生水系统的剂量验定,应同时使用MS2和大肠菌群作为受测微生物。根据受测微生物原液的浓度、水体流量、期望灭活率等因素,计算受测微生物的所需原液体积和投加速度。

C.2.4水体紫外线穿透率调节剂准备

水体紫外线穿透率调节剂可以使用咖啡、木质素磺酸(LSA)或者腐植酸。根据紫外线穿透率调节剂的浓度、目标紫外线穿透率、水体自身紫外线穿透率、流量等因素,计算水体紫外线穿透率调节剂的投加量和速度。在整个检测过程中,要保证水体紫外线穿透率误差不超过1%。

C.2.5检测设备准备

紫外线水消毒设备生物验定测试设备布置如图C.1所示。测试所选择管路的水力学状况不应优于实际工程的水力学状况,保证测试剂量不高于实际工程的紫外线水消毒设备剂量。

对于管式紫外线水消毒设备,消毒设备与进水取样口和出水取样口之间应连接一个L型、T型或S型弯头。对于渠式紫外线水消毒设备,消毒设备与进水取样口和出水取样口之间应保持5倍于渠道宽度的距离。

生物验定所用紫外灯管应具有详细的型号、工作参数、尺寸、压力等级、发射光谱、光电转化率等信息。验定用紫外灯管应采用运行时间大于100h以上的灯管,目的是保证能够产生稳定的紫外光辐射。采用中压灯的紫外线水消毒设备应配有过热安全切断开关。

对于管式紫外线水消毒设备,除了验证用传感器外,还应配有若干个校准过的紫外线光强计,在消毒设备传感器同一安装位置,紫外线光强计读数的平均值与验证用传感器读数的误差应小于10%。

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图C.1紫外线水消毒设备生物验定测试设备布置

C.3检测步骤

C.3.1开启水泵和紫外线水消毒设备(紫外灯关闭),通过调节入口阀门、出口阀门以及水泵额定功率,得到水体目标流量。在整个检测过程中水体目标流量误差不超过5%。

C.3.2在控制柜上调节得到检测所需要的紫外灯功率。

C.3.3按计算好的注射速度分别注入受测微生物和紫外线穿透率调节剂。同时由专门人员记录注入开始的时间和速度。

C.3.4在取样前应对系统进行稳定状态测试。根据整个测试系统的水容量和目标流量,计算系统的水力停留时间(RT),将紫外线穿透率调节剂注入的起始时间定为0时刻,每间隔RT在进、出水取样口取样并检测样品的紫外线穿透率和受测微生物浓度,同时记录取样时间。当在同一取样时间进、出水取样口取得样品的紫外线穿透率以及受测微生物浓度比值均接近于1时,系统达到稳定状态,该取样时间即为达到稳定状态的时间(ST)。对于不同的流量应进行相对应的ST测试。

C.3.5水体样品自身紫外线穿透率测量结果与目标紫外线穿透率偏差大于1%,则需调整注射速度并重复C.3.3、C.3.4步骤。

C.3.6打开紫外灯,在进水取样口和出水取样口分别取样。取样包括5个10mL~20mL的微生物检测水样,1个紫外线穿透率检测水样,如需做准平行光束实验,则还需在进水口取一个0.5L~1L的检测水样,记录取样开始时间和结束时间。从5份样品中抽取3份进行测试,若3份样品的测试结果偏差较大,则5份样品都需要重新进行测试。

C.3.7取样时,测试人员和第三方验证人员应记录并检验以下数据:样品编号、流量、紫外灯功率、紫外灯电流、传感器位置及输出量和取样时间。

C.3.8样品应保存在4℃左右的环境中。抽取的水样由测试人员和第三方验证人员一起送到现场实验室,进行紫外线穿透率、浊度、光谱扫描和准平行光束等检测。微生物样品将由测试人员和第三方验证人员在取样当天送到微生物实验室进行微生物分析检测。

受测微生物的分析方法应符合GB/T32091—2015附录D的要求。

C.3.9数据管理及剂量预测

测试结束时第三方验证人员应复印当天所有的表格记录,记录下当天每个测试的数据并与当时记录进行核对。每个工况点的数据应做置信度95%的误差分析。在做线性回归时,t检验的P值应小于0.05。紫外线设备生产商和第三方验证人员有权对微生物检测的原始数据以及数据分析过程进行查阅审核。

第三方验证人员对制造商所报紫外线消毒设备的紫外线有效剂量实验曲线如图C.2所示。

图C.2紫外线有效剂量曲线图

横坐标为单根紫外灯处理流量(总峰值流量/总紫外灯数),纵坐标为紫外剂量。一般单根紫外灯处理流量单位为每根紫外灯每分钟多少升,即L/(minlamp)。用户、设计单位可根据污水厂设计峰值流量及制造商所提供的紫外灯数推算出单根紫外灯处理流量,然后根据第三方报告中所测平均剂量曲线计算出该紫外设备能达到的紫外线有效剂量,即可验证该制造商所报设备消毒性能是否达到要求,计算中应考虑紫外灯的老化系数和套管的结垢系数。(图C.2中的有效剂量曲线由生物验定实验测得,平均剂量曲线由准平行光束实验测得)。

C.3.10设备紫外线有效剂量的计算

设备紫外线有效剂量应按式C.1计算:

式中:

ED——设备紫外线有效剂量,mJ/cm2;

ND——新紫外灯管状态下设备紫外线平均剂量,mJ/cm2;

CLH——紫外灯老化系数;

CJG——紫外灯套管结垢系数。

新紫外灯管状态下设备紫外线平均剂量,应由第三方人员用制造商同类设备在类似水质中实验检测得到的生物验定剂量曲线和每根灯管的水力负荷得出,紫外线平均剂量的检测应符合本标准附录D。C.3.11设备紫外线有效剂量的生物验定

紫外灯的紫外输出功率是一个光电参数,它只衡量紫外灯输出能量的强弱。在紫外线消毒设备的消毒性能不只是依赖紫外灯的输出能量,还应考虑紫外灯间距、紫外灯老化系数、紫外灯套管结垢系数、套管的尺寸、消毒器的设计和处理水体的水质等等。所以,紫外线消毒设备的消毒性能应由生物验定方法来确定。

紫外灯寿命、紫外灯老化系数、紫外灯套管结垢系数通过生物验定的方法确定,能为紫外线消毒设备提供可靠、定量的测量和计算。

《城市给排水紫外线消毒设备(征求意见稿)》相关参考资料:
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