城市给排水紫外线消毒设备

标准简介：

1 范围
本标准规定了城市给排水紫外线消毒设备的分类、技术要求、检验规则、标志、包装、运输和贮存。 
本标准适用于生活饮用水、饮用净水、城镇污水处理厂出水、城市污水再生利用水、工业废水处理
站出水的紫外线消毒设备。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有
的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，但鼓励根据本标准达成协议的各方研究
是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 191         包装储运图示标志
GB 4208        外壳防护等级（IP代码）(GB4208-1993,eqv IEC529-1989)
GB 5749        生活饮用水卫生标准
GB 9969.1      工业产品使用说明书总则
GB 13384       机电产品包装通用技术条件
GB/T 15464     仪器仪表包装通用技术条件
GB 18918       城镇污水处理厂污染物排放标准
GB/T 18920     城市污水再生利用 城市杂用水水质
GB/T 50335     污水再生利用工程设计规范
QB/T 3742      灯具木箱包装技术条件
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1  紫外线
波长在100nm～380nm的电磁波，其中具有消毒能力的紫外波段为200nm～280nm。
3.2 紫外消毒
病原微生物吸收波长在200nm～280nm间的紫外线能量后，其遗传物质（核酸）发生突变导致细胞不再分裂繁殖，达到消毒杀菌的目的，即为紫外线消毒。
3.3 紫外线强度
单位时间与紫外线传播方向垂直的单位面积上接受到的紫外线能。在本标准中紫外线强度被用来描述紫外线设备的紫外线能。单位常用Mw/cm²。
3.4 紫外线穿透率
波长为253.7nm的紫外线在通过1cm比色皿水样后，未被吸收的紫外线与输出紫外线之比。
3.5 紫外线剂量
单位面积上的接收到的紫外线能量，常用单位为毫焦每平方厘米（mJ/cm²）或焦每平方米（J/m²）。 
3.6 设备紫外线平均剂量
将紫外灯简化为点光源，然后用点光源累加法计算消毒器内的平均紫外光强，再乘以平均曝光时间得到的剂量。平均剂量为紫外线消毒设备的理论剂量，由于这一剂量常用UVDis计算软件计算得到，因此有时也称UVDis剂量。
3.7 设备紫外线有效剂量 
紫外线消毒设备所能实现的微生物灭活紫外线剂量，或称之为紫外线消毒设备的生物验定剂量，统称为设备紫外线有效剂量。
3.8 紫外线剂量—响应曲线 
反映了某种微生物的灭活程度或消毒程度与其接受到的紫外线剂量之间的关系。灭活程度在图中通常以log10(N)或log10(N/N0)表示， N0为紫外线照射前微生物的含量， N为紫外线照射后微生物的含量。 
3.9 低压灯
水银蒸气灯在0.13Pa到1.33Pa的内压下工作，输入电功率约为每厘米弧长0.5W，杀菌紫外能输出功率约为每厘米弧长0.2W，杀菌紫外能在253.7nm波长单频谱输出。
3.10 低压高强灯 
水银蒸气灯在0.13Pa到1.33Pa的内压下工作，输入电功率约为每厘米弧长1.5W，杀菌紫外能输出功率约为每厘米弧长0.6W，杀菌紫外能在253.7nm波长单频谱输出。
3.11 中压灯
水银蒸汽灯在0.013MPa到1.330MPa的内压下工作，输入电功率约为每厘米弧长50 W到150W，杀菌
紫外能输出功率约为每厘米弧长7.5 W到23 W，杀菌紫外能在200nm～280nm杀菌波段多频谱输出。 3.12 新紫外灯
初始运行100h经过稳定磨合后的紫外灯。
3.13 紫外灯老化系数
紫外灯运行寿命终点时的紫外线输出功率与新紫外灯的紫外线输出功率之比。
3.15 紫外灯运行寿命 
紫外灯有效输出的连续或累计运行时间。
3.16 紫外线消毒器
可以进行紫外线照射的腔体和容器。紫外线消毒器由紫外灯、石英套管、镇流器、紫外线强度传感器、清洗系统等密闭在容器中的部件组成。
3.17 紫外灯模块组
以明渠作为紫外线照射的腔体。紫外灯模块组由紫外灯、石英套管、镇流器、紫外线强度传感器、清洗系统等组成。
3.18 紫外线消毒设备验证
紫外线消毒设备的实际消毒性能,应由紫外线有效剂量、紫外灯老化系数、紫外灯套管结垢系数的有关实验来验证。
4  设备分类
紫外线消毒设备根据紫外灯类型分为如下几类。
4.1 低压灯系统
单根紫外灯的紫外能输出为30W～40W，紫外灯运行温度在40℃左右。低压灯系统适用于小型水处理厂或低流量水处理系统的应用。
4.2 低压高强灯系统
单根紫外灯的紫外能输出为 100W 左右，紫外灯运行温度在 100℃左右。低压高强灯系统的紫外能输出可根据水流和水质的变化进行调节，从而优化电耗和延长紫外灯寿命，低压高强灯系统适用于中型污水处理厂的应用。
4.3 中压灯系统
单根紫外灯的紫外能输出在 420W以上，紫外灯运行温度在 700℃左右。中压灯系统的紫外能输出是所有紫外灯中最强的，对水体的穿透力强，消毒能力高。中压灯系统适用于大型污水处理厂和高悬浮物，紫外线穿透率(UVT)低的水处理系统。
5 技术要求
5.1  紫外线消毒设备组成
5.1.1 明渠式紫外线消毒设备应包括：紫外灯模块组、模块支架、配电中心、系统控制中心、水位探测及控制装置等。
5.1.2 压力式管道紫外线消毒设备应包括紫外线消毒器、配电中心、系统控制中心及紫外线剂量在线监测系统等。
5.1.3 紫外线消毒设备通常还包括控制紫外线剂量的硬件和软件、控制器和监控操作界面等。紫外线消毒设备应能完成所有正常消毒及监控功能，并完整配套。
5.1.4 所有连接紫外灯和整流器的电缆应在紫外模块的框架里，暴露在污水或紫外灯下的电缆应涂上特氟纶。
5.1.5 紫外线消毒设备安全措施建立在紫外线消毒器、紫外灯模块组和控制设备上，根据实际需要，应设置温度过高保护、低水位保护、清洗故障报警、灯管故障报警等。
5.1.6 紫外线消毒设备表面涂层应均匀、无皱纹、无明显划痕等缺陷。
5.1.7 紫外线消毒设备的设计应包括对一些意外情况的考虑，需要调压水泵、备用能源、冗余量，以及对大量潜在问题的报警系统。
5.2 紫外灯寿命、老化系数
5.2.1 紫外线消毒设备中的低压灯和低压高强灯连续运行或累计运行寿命不应低于12 000h；中压灯
连续运行或累计运行寿命不应低于3 000h。
5.2.2 紫外灯老化系数通过有资质的第三方验证后，可使用验证通过的老化系数计算设备紫外线有效
剂量。若紫外灯老化系数没有通过有资质的第三方验证，应使用 0.5 的默认值作为紫外灯老化系数，来计算设备紫外线有效剂量。
5.3  紫外灯清洗
5.3.1 清洗方式有人工清洗、在线机械清洗、在线机械加化学清洗等。在污水处理应用中，宜采用在线机械加化学清洗。
5.3.2 清洗频率在1次/500h 到1次/h 之间。 
5.3.3 清洗头刮擦片寿命应保证使用 3 年以上。
5.4 紫外灯石英套管的紫外线穿透率（UVT）和结垢系数
5.4.1 紫外灯装在石英套管内并与水体隔开，洁净石英套管在波长为 253.7 nm的 UVT 不应小于90％。 
5.4.2 使用过程中紫外灯石英套管与水体接触，接触面会结垢。设备紫外线有效剂量计算中须考虑紫外灯套管结垢系数。紫外灯套管结垢系数通过有资质的第三方验证后，可使用验证通过的结垢系数计算设备紫外线有效剂量。若紫外灯套管结垢系数没有通过有资质的第三方验证，应使用
0.8 的默认值作为紫外灯套管结垢系数，来计算设备紫外线有效剂量。 
5.5 紫外线消毒设备的防护等级
5.5.1 设备的水上部件防护等级应符合GB4208 规定，不应低于IP65 或当量等级。 
5.5.2 设备的水下部件防护等级应符合GB4208 规定，不应低于IP68 或当量等级。
5.6 设备紫外线有效剂量指标
5.6.1 污水消毒
为保证达到 GB18918 中所要求的卫生学指标的二级标准和一级标准的 B标准，SS（水中悬浮物）应不超过20mg/L，紫外线消毒设备在峰值流量和紫外灯运行寿命终点时，考虑紫外灯套管结垢影响后所能达到的紫外线有效剂量不应低于 15 mJ/cm²。
为保证达到 GB 18918 中所要求的卫生学指标的一级标准的 A 标准，当SS 不超过10  mg/L
时，紫外线消毒设备在峰值流量和紫外灯运行寿命终点时，考虑紫外灯套管结垢影响后所能达到的紫外线有效剂量不应低于 20 mJ/cm²。
紫外线消毒设备在工程设计和应用之前, 应提供有资质的第三方用同类设备在类似水质中所做的
检验报告。
5.6.2 生活饮用水或饮用净水消毒
紫外线消毒作为生活饮用水主要消毒手段时，紫外线消毒设备在峰值流量和紫外灯运行寿命终点时，考虑紫外灯套管结垢影响后所能达到的紫外线有效剂量不应低于 40mJ/cm²。紫外线消毒设备应提供有资质的第三方用同类设备在类似水质中所做紫外线有效剂量的检验报告。
5.6.3 城市污水再生利用消毒
紫外线消毒作为城市杂用水主要消毒手段时，紫外线消毒设备在峰值流量和紫外灯运行寿命终点时，考虑紫外灯结垢影响后所能达到的紫外线有效剂量不应低于 80mJ/cm²。紫外线消毒设备应提供有资质的第三方用同类设备在类似水质中所做紫外线有效剂量的检验报告。
5.7  消毒指标
5.7.1 紫外线消毒设备应用于生活饮用水、城镇污水、城市杂用水、景观环境用水时，应分别达到 GB 5749、GB 18918、GB/T 18920、GB/T50335 中的卫生学指标要求。 
5.7.2 紫外线消毒设备应用于饮用净水时，饮用净水应达到相关标准中的卫生学指标要求。
6 测试与检测
6.1 紫外灯寿命、老化系数
检测应符合本标准附录A。
6.2 紫外灯套管清洗频率
可在现场手动进行调节，或通过系统控制中心远程自动进行调节。
6.3 水体紫外线穿透率（UVT）的测试
水体中 253.7nm 波长的紫外线穿透率可用分光光度计测量计算获得，分光光度计每天应通过标准重铬酸钾溶液进行吸光率测试校准，并且用去离子水做空白对比，见图1。

每次测试时，用于水质检测的进水口水样和出水口水样应各取两份样品，并装在消过毒的50mL的样品管中。每次测试时，应将4个样品的平均紫外线穿透率作为系统的紫外线穿透率。
6.4 紫外灯套管结垢系数
检测应符合本标准附录 B。
6.5 紫外线消毒设备的防护等级
紫外线消毒设备的水上部件、水下部件的防护等级应按GB 4208规定的方法检测。
6.6 紫外线有效剂量
检测应符合本标准附录 C。
7 检验规则
7.1 检验分类
检验分出厂检验和型式检验。
7.2 出厂检验
每套设备出厂均应进行检验，检验项目为本标准的 5.1.1 至 5.1.7。
7.3 型式检验 
7.3.1 紫外线消毒设备的生产有下列情况下之一时，应进行型式检验：
     a) 紫外线消毒设备的生产工艺改变时；
     b) 紫外线消毒设备的主要零部件改变时；
     c) 紫外线消毒设备产品定型鉴定时；
     d) 紫外线消毒设备停产半年以上恢复生产时；
     e) 紫外线消毒设备正常生产满一年继续生产时；
     f) 质量监督部门要求时。
7.3.2 型式检验抽样与检验项目为：
a)  在出厂检验合格的产品中，随机抽取 1～2 台模块作为样品进行型式检验； 
b)  型式检验的项目为：外观检验，防护等级检验，紫外线平剂均量检验；设备安装后再进行运行试验。
7.4 判定规则
出厂检验和型式检验的各项结果全部符合要求时，判为合格。
8 标志、包装、运输、贮存
8.1 标志
紫外线消毒设备上应有标志牌，其内容包括：
a) 设备名称；
b) 设备分类；
c) 产品编号；
d) 生产日期；
e) 厂家名称；
f) 设备总重量(kg)。
8.2 包装
8.2.1 设备包装应符合 GB 13384 规定的要求。
8.2.2 电气配件包装应符合 GB/T 15464 规定的要求。
8.2.3 紫外灯包装应符合 QB/T 3742 规定的要求。
8.2.4 紫外线消毒设备包装箱内应包括下列文件：
a) 设备检验合格证；
b) 设备使用说明书；使用说明书应符合 GB9969.1 规定的要求。
c) 设备主要配件清单。
8.2.5 标志应符合 GB 191 规定的要求，并标明“易碎物品”、“向上”、“怕晒”、“怕雨”、“禁止翻滚”、“重心”等图示标志。
8.3 运输
8.3.1 紫外线消毒设备的运输应轻装轻卸，途中不得拖拉、摔碰。
8.3.2 紫外灯在运输过程中应避免雨雪淋袭和强烈的机械振动。
8.4 贮存
8.4.1 紫外灯应贮存在相对湿度不大于 85％的通风的室内，空气中不应有腐蚀性气体。
8.4.2 紫外线消毒设备主要零配部件应贮存在清洁干燥的仓库内，防止受潮变质。
 
本标准由中华人民共和国建设部提出。
本标准由建设部给水排水产品标准技术委员会归口。