紫外线消毒工艺中影响辐射场的关键因素及真空紫外线的应用研究

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1、分类号:TU9910710-2015129002硕士学位论文紫外线消毒工艺中影响辐射场的关键因素及真空紫外线的应用研究陈钰导师姓名职称赵剑强教授张连峰高级工程师申请学位类别工学硕士学科专业名称市政工程论文提交日期2018年5月3日论文答辩日期2018年6月8日学位授予单位长安大学StudiesontheKeyFactorsinfluencingtheRadiationFieldandtheApplicationofVacuumUltravioletinUVDisinfectionProcessAThesis

2、SubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:ChenYuSupervisor:Prof.ZhaoJianqiangSnEngr.ZhangLianfengChang’anUniversityXi’anChina论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任

3、由本人承担。论文作者签名：年月日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年月日导师签名：年月日摘要近年来，紫外线（Ultraviolet，UV）作为一种高效低成本、操作简单、无需化学药剂添加的水体消毒技术在我国被大力推广。同时，基于紫外线的高级氧化技术也备受工业和学术

4、界的关注。实际运行过程中，消毒/处理效果由紫外线剂量（UVdose）所决定。若无法提供足够的剂量，消毒/处理效果将显著下降。此外，紫外线消毒技术存在一个明显的缺点：经紫外线消毒后的微生物，在一定条件下可能产生复活现象。本论文针对紫外线水消毒工艺中影响辐射场的关键因素及真空紫外线的应用进行了研究，得到以下主要结论：（1）灯管的辐射模式（光束从灯源离开的方式）是紫外线辐射场模型计算结果的主要影响因素。研究通过与实测结果对照，分析评估三种基础辐射模式，分别为Radial模式、Specular模式和Diffuse模

5、式。结果表明：采用不同功率的低压汞灯进行三种辐射模式的评估结果相似。在整个研究范围内（0

6、更高。8W灯模拟预测值与实测值的平均相对误差为1.8%，20W灯为1.15%，40W灯为4.5%，更适合用于描述实验条件下的辐射场。（2）本论文建立了两种灯管排列方式的紫外线反应器模型，对美国环境保护协会（U.S.EnvironmentalProtectionAgency）在1986年提出的一种计算紫外线反应器内平均剂量率的方法进行分析。据了解，目前国内还有厂家在使用此方法。验证结果显示，该方法误差较大，只是简单的估值计算，存在一些不足，不再适用于目前的实际工作指导。（3）本论文通过建立不同的灯管散热条件，

7、探讨了温度对辐射照度测量及紫外线输出量产生影响。结果显示，温度的变化对紫外线输出量影响非常大，相对温度（Tair）降低2℃左右，紫外线输出量下降约20%。（4）紫外线剂量本质上由灯管的紫外线输出量（UVoutput）所决定。目前还没有报道提出过测量水下低压汞灯紫外线输出量的方法。本论文基于化学曝光剂的原理，开发了一种能够在水下测量辐射照度的化学曝光剂计量皿。计量皿是一个含有KI/KIO3溶3液的1×1×4cm密封容器。利用该化学曝光剂计量皿以及参考国际紫外线协会推荐的方法，提出了一种在水下测量紫外灯与石英套

8、管组合释放的紫外线输出量（254nm）的i方法。这个方法有两个特征：（a）一是将国际紫外线协会推荐的空气中低压汞灯紫外线输出量测量方法拓展到水体中；（b）二是可以精确测量和计算在水中紫外灯管所释放的输出量。实际结果显示，化学曝光剂计量皿有较高的精确度。内部溶液是否保持均匀性对测量值无显著影响。在254nm透光率（UVT）分别为95.5%和89.1%的水体中，一支8W低压汞灯所测紫外线输出量的相对误差为1.73%。