紫外線消毒殺菌設備如何檢測紫外線有效劑量

檢測原理 

生物驗定是確定紫外線消毒設備所能實現的紫外線有效劑量的實驗驗證。生物驗定是確定紫外線照射后微生物的滅活程度，并將檢測結果與已知的該微生物的標準紫外線劑量一響應曲線進行比較，從而確定消毒設備所能實現的劑量，即為設備紫外線有效劑量。生物驗定已成為評價和比較不同紫外線消毒設備（采用不同紫外燈、鎮流器 、反應器設計等）在各種不同運行條件及水質條件下實現紫外線有效劑量的檢測方法。

檢測準備
1 由有資質的實驗人員總體協調  生物驗定檢測須由一個有資質及經驗的實驗人員總體協調，由他向實驗小組就水體 目標流量 、紫外燈功率、紫外線穿透率、注射率等參數進行溝通。第三方驗證人員見證或參與全過程，從取樣開始到所有實驗操作結束，并記錄所有資料。
2 受測微生物準備污水系統的驗證受測微生物 ，使用糞或總大腸菌做受測微生物；飲用水系統的驗證受測微生物應使 用 MS2噬菌體；對于再生水系統的驗證受測微生物，應同時使用 MS2和大腸菌群作為受測微生物。 

3 水體紫外線穿透率調節劑準備  準備濃度為 40％或 50（容積比）的咖啡溶液。在檢測時，將咖啡溶液裝人到 10 L的大口瓶中，采用適合的速率將混合溶液注人管道里。當其中液體減少時要將大口瓶不斷加滿，這樣可使每批的濃度 上的差別變得均勻。

檢測步驟
1 通過調節水體的人口閥門及出口閥門，以得到水體目標流量。 

2 在控制柜上調節得到檢測所需要的紫外燈功率。

3 按計算好的注射速度注人紫外線穿透率調節劑（根據化學品濃度、目標紫外線穿透率、水體自身紫外線穿透率、水流等因素決定）。由專門人員記錄注人開始的時間。
4 當在上游取樣端口采集用于穿透率測量的樣品時，應等待3倍的管道停留時間再取樣。對紫外線穿透率樣品測量和記錄時也應記錄取樣的時間。
5 水體樣品自身紫外線穿透率測量結果與目標紫外線穿透率偏差大于士1%，則需調整注射速度 并重復 3, 4步驟。
6 在測試靈敏度的范圍內，在期望的微生物減少值下，根據水體的流量，計算受測微生物 的注射 速度，以保持每次測試時進水 口微生物濃度大致相同。同時記錄受測微生物的注射開始時間及速度。 

7 在進水 口和出水口取樣點分別取樣。取樣包括 2個 50 mL的水質樣品和 5份 15 mL的微生物 樣品，如需做平行光束實驗，則還需在進水 口取一個1 L的水樣，記錄取樣開始時間和結束時間。從5份樣品中抽取 3份進行測試，若3份樣品的測試結果偏差較大，所有5份樣品都需要重新進行測試 。

8 取樣時，第三方驗證人員應記錄并檢驗以下數據：樣品編號、流量、紫外燈功率設定、紫外燈電 流、傳感器位置及輸出量和取樣時間。 

9 抽取的水樣由第三方驗證人員送到現場實驗室，進行紫外線穿透率、濁度、光譜掃描和平行光束等測量。微生物樣品將由第三方驗證人員冷藏后 ，在當天實驗結束前送到微生物實驗室。
10 數據管理及劑量預測  在每天的測試結束時，第三方驗證人員應復印所有當天的表格紀錄，并且記錄下當天每個測試的數據并與當時記錄核對 。  第三方驗證人員對制造商所報紫外線消毒設備的紫外線有效劑量實驗曲線如圖所示。

                                                              單根紫外燈處理流量

橫坐標為單根紫外燈處理流量（總峰值流量／總紫外燈數），縱坐標為紫外劑量 。一般單根紫外燈處 理流量單位為每根紫外燈每分鐘多少升，即 L/(min lamp)。用戶、設計單位可根據污水廠設計峰值流 量及制造商所提供的紫外燈數推算出單根紫外燈處理流量 ，然后根據第三方報告中所測平均劑量 曲線 計算出該紫外設備能達到的紫外線有效劑量，即可驗證該制造商所報設備消毒性能是否達到要求，計算中應考慮紫外燈的老化系數和套管的結垢系數。（圖中的有效劑量曲線由生物驗定實驗測得，平均劑量曲線由平行光束實驗測得）。

設備紫外線有效劑量的生物驗定
紫外燈的紫外輸出功率是一個光電參數，它只衡量紫外燈輸 出能量的強弱。在紫外線消毒設備的 消毒性能不只是依賴紫外燈的輸出能量 ，還應考慮紫外燈間距、紫外燈老化系數、紫外燈套管結垢系數 、套管的尺寸，消毒器的設計和處理水體的水質等等。所以，紫外線消毒設備的消毒性能應由生物驗定方法來確定。紫外燈壽命、紫外燈老化系數 、紫外燈套管結垢系數通過生物驗定的方法確定 ，能為紫外線消毒設備提供可靠、定量的測量和計算。