185nm紫外产臭氧技术在水处理中的工艺价值

　　01 VUV紫外线辐射空气产臭氧机理
 

　　185nmVUV低压紫外线灯产生臭氧的原理：基于氧分子(O₂)在特定波长紫外线辐射下的光解作用。当空气中的氧分子暴露在波长为185nm的紫外线下时，氧分子吸收能量并发生光解，分解为两个氧原子(O)，这些高活性的氧原子(通常处于三线态O(³P))随后与未分解的氧分子(O₂)碰撞并结合，形成臭氧分子(O₃)，值得注意的是，紫外线灯通常还会同时发射更强的254nm波长的紫外线， 而其会导致臭氧的分解。
 

　　02 影响臭氧产生的主要因素

　　●干燥的空气：为了有效利用臭氧产量和浓度，必须对气源进行处理，干燥的空气是高效紫外线臭氧发生器的基本要求。
 

　　●温度的影响：反应器内部的温度对臭氧的生成和分解过程均有显著影响，臭氧是一种热力学不稳定的分子，在较高温度下其分解速率会显著加快。
 

　　●紫外线灯工作效率：压汞灯通常在特定温度范围内(如40-50°C)达到最佳输出效率。过高或过低的温度都可能导致灯管输出功率下降， 从而影响185nm紫外线的有效辐射强度。
 

　　●气量(流量)的影响：气源的流量是影响臭氧生成效率和浓度的重要参数。气量直接决定了气体在紫外线辐射区域内的停留时间，流量过低，气体停留时间过长，可能导致反应器内温度升高，会加速臭氧分解。 流量过高气体停留时间过短，氧分子与185nm紫外线的作用不充分，导致氧原子生成量不足，从而限制了臭氧的生成总量。
 

　　●高纯石英材质VUV紫外灯：紫外线灯发射的185nm波长紫外线强度是决定臭氧生成速率的关键因素。更多的185nm紫外线强度意味着更多的氧分子被光解，从而产生更多的氧原子和臭氧。
 

　　●灯管数量与排列：在反应器中增加紫外线灯管的数量或优化其排列方式，可以增加紫外线辐射的覆盖范围和强度，从而提高臭氧的产量。
 

　　●反应器设计：反应器的设计是185nm低压紫外线灯辐射空气产臭氧效率的关键因素。一个优化设计的反应器能够提升紫外线185nm光子的利用率，确保气体与紫外线充分接触，并有效控制反应条件。
 

　　●流体动力学优化：反应器的形状应设计成能够实现层流或均匀的湍流，避免出现短路流或死区。
 

　　03 臭氧产生的效率分析

　　在185nm低压紫外线灯辐射空气产臭氧的过程中，功耗是一个重要的经济和技术指标。臭氧产生效率通常定义为单位功耗所产生的臭氧量(g/kWh)。在一定范围内，增加紫外线灯的功耗通常会提高臭氧的产量。这是因为更高的电能输入可以驱动灯管发射更强的185nm紫外线，从而光解更多的氧分子，生成更多的氧原子，进而形成更多的臭氧。然而，这种关系并非无限线性增长，存在边际效应递减的现象， 当紫外线强度达到一定程度时，空气中的氧分子可能已经达到饱和光解状态，即使进一步增加紫外线强度，臭氧产量也不会显著增加。过高的功耗可能导致灯管和反应器内部温度升高，高温会加速臭氧的分解，从而抵消部分因紫外线强度增加带来的产量提升。
 

　　04 水处理应用中的价值
 

　　185nm紫外线灯产臭氧技术在二次供水水箱抑菌和泳池水消毒等对臭氧浓度要求较低的场景中，仍具有独特的应用价值。
 

　　4.1 二次供水水箱抑菌应用
 

　　◆低浓度臭氧(0.05–0.1 mg/L)即可有效抑菌。
 

　　◆185nm紫外线灯产生的微量臭氧足以抑制水箱中的细菌再生。
 

　　◆对比传统氯消毒，氯消毒需维持余氯，易产生三卤甲烷等副产物。
 

　　◆臭氧消毒无残留毒性，更适合长期储水环境。
 

　　◆原位产生臭氧，避免外置臭氧发生器
 

　　传统臭氧系统需复杂的气液混合装置，而185nm紫外线灯可直接在水箱附近产生臭氧，快速投入水箱消毒抑菌，系统筒单直接。

　　适用场景
 

　　• 高层建筑二次供水水箱
 

　　• 医院、学校等敏感场所的储水系统
 

　　• 无负压供水设备的抑菌
 

　　• 老旧小区二次供水改造，无需大规模设备升级。
 

　　实际案例
 

　　实际应用案例某城市二次供水改造项目采用185nmUV产O₃系统，臭氧浓度控制在0.08mg/L以上，水箱内细菌总数降低99%，且无溴酸盐生成。
 

　　4.2 泳池水消毒应用
 

　　•有效降解氯胺(减少“泳池味”)泳池中氯与有机物反应生成氯胺(刺激性气味来源)，185 nm紫外线可分解氯胺。
 

　　•对比传统UV消毒(仅253.7nm)，185nm的紫外线臭氧协同作用，提升氯胺降解率50%以上。
 

　　•抑制耐药菌和隐孢子虫： 隐孢子虫对氯耐药，但185 nm紫外线产微量臭氧可有效灭活。
 

　　•减少泳池相关传染病风险。减少氯投加量，降低消毒副产物，185nm系统可减少氯用量30%，同时维持相同消毒效果。
 

　　适用场景
 

　　- 室内恒温泳池
 

　　- 儿童泳池，减少氯刺激
 

　　- 酒店/会所泳池，提升水质体验

　　实际应用案例
 

　　某星级酒店泳池水处理系统采用185nmUV产臭氧O₃+低剂量氯(0.5 mg/L)消毒，氯胺浓度降低80%，泳客投诉率下降90%。而运行成本与传统高氯消毒相当，但水质质量、游泳体验险大幅提升，健康风险大帽降低。