2016年12月13日，全國紫外線消毒標準化技術委員會第二界委員會在清華大學召開，會上宣貫了《GB/T32091-2015紫外線水消毒設備紫外線劑量測試方法》和《GB/T32092-2015 紫外線消毒技術術語》兩項新國家標準，並宣布國家標準《城市給排水紫外線消毒設備（GB/T19837-2005）》成立修訂編制組。對此，中國水網近日對國家紫外線消毒標準化委員會主任、清華大學環境學院教授劉文君進行了專訪，劉文君教授從紫外線消毒技術的應用、現狀和存在的問題，剖析了此次國標修訂的原因。
紫外線消毒方興未艾 汙水處理廠應用超過50%
紫外線是一種低能量的電磁輻射。一定波長範圍內的紫外光會破壞水中微生物的遺傳物質的結構，導致微生物無法繁殖，從而喪失致病能力，實現對水消毒的目的。儘管在國際上紫外線消毒技術從20世紀初就得到了廣泛的應用，在我國，紫外線消毒技術卻正處於方興未艾的時期。
據劉文君教授介紹，在水與汙水的消毒過程中，最應該關注的有三點：一是保證處理後的水質的安全性，即保證水中微生物被有效的去除；二是保證消毒過程中的副產物要少；三是保證消毒系統本身的安全性。而紫外線作為廣譜殺菌射線，在足夠的照射劑量下，能殺死一切微生物，而且殺菌速度快。同時，紫外線消毒屬於物理作用，不產生有毒有害物質，不改變水質。最後，紫外線在消毒過程中是通過紫外發生裝置產生UV-C照射流水實現，不使用額外的化學藥物。因此，以上三點使得紫外線消毒技術在給排水中的優勢逐漸突顯出來，並且在近幾年得到了迅猛的發展。
「在2002年以前，我國的汙水排放並沒有關於消毒方面的要求，直到2002年底我國頒布的《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準（GB18918-2002）》中首次將微生物指標列為基本控制指標，要求城市汙水必須進行消毒」，劉文君教授介紹說，「當然，03年的『非典』事件對這項標準也起到了很好的督促作用，這為紫外線消毒技術在汙水處理中的推廣應用提供了契機。」同時，劉文君也提到，傳統的氯消毒技術，因為會在水中殘留一定量的餘氯，而對河流水體生態產生影響，因此有所欠缺。「因為很多汙水處理廠都是近幾年新建立的，這為紫外消毒技術的應用提供了可行性。目前，紫外系統在我國市政汙水處理的應用已經大規模展開，使用紫外線消毒技術的汙水處理廠超過50%。」
紫外線消毒在當前供水市場全國應用總規模為300~400萬m3/天
相比汙水處理廠，紫外消毒技術在給水廠的應用相對較少，當前全國應用總規模為300-400萬M3/天，約佔總供水量的1.5%-2%。「主要原因是我國的給水廠消毒系統本身就很完善，如果想改變傳統的氯消毒技術，需要重建或在原來的基礎上加以改造，這相比新建的汙水廠，難度就要大很多」，劉文君教授說。自從2006年頒發的《生活飲用水標準（GB5749-2006）》中將「兩蟲」（賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲）列入水處理消毒目標微生物，紫外線消毒技術就有了優勢，因為常規的化學消毒對「兩蟲」滅活的效果十分有限。同時，因為顧及到液氯消毒法所存在的安全隱患，比如，爆炸和洩漏的風險。「從08年奧運會北京禁止使用液氯消毒開始，不提倡使用液氯消毒已經逐漸成為了自來水行業的一個趨勢。」
關於農村供水，劉文君介紹，「農村供水在以前也沒有要求消毒，而是重點解決『三高』的問題，即高砷、高氟、苦鹽水。不過由於近幾年國家對水質要求變高，所以在『十一五』的時候，我們與多個單位合作對農村供水消毒進行了研究。」該研究由清華大學、中國水利水電科學研究院、中國衛生部和中國軍事科學院聯合進行，每個單位負責一項常用的消毒技術，並進行了很多工程應用試驗。最後結果表明，由清華大學負責的紫外線消毒技術比較適合農村水消毒的模式。最主要的原因是使用簡單、對技術能力要求低以及效果穩定。
劉文君還提到，中國的水況其實很適合用紫外線消毒，因為中國原水中的氨氮含量很高，而氨氮的存在會對氯消毒有很大的影響。「加氯消毒的時候，氯會在水中形成次氯酸，進而起到消毒的作用。但是當水中存在大量氨氮的時候，原本應該生成的次氯酸則被氯胺代替，於是預期的次氯酸消毒就會變為氯胺消毒。雖然氯胺也有消毒效果而且副產物比較少，但是其消毒強度只有次氯酸的千分之一，所以最後消毒的效果自然不盡如人意，這可能也是中國自來水微生物學指標不能全面滿足水質標準要求，從而導致不能直接飲用的原因之一。」不過紫外線則不受水中氨氮含量的影響，劉文君說，「北京自來水相對較早的接受了紫外線消毒技術，他們發現，使用紫外線消毒後後，管網中的細菌數比用氯消毒的時候下降了很多。」因此，除了此次紫外線消毒設備國標的修改，劉文君教授表示，「在《室外給水設計規範》的修訂中也已經添加了紫外線消毒這一項。預計明年會發布，一些新建的自來水廠都會採用。」
因此，在劉文君看來，紫外線消毒技術在汙水與供水行業中都很有前景。不過關於二次供水，劉文君教授提到，紫外線會分解水中的餘氯，導致水質下降，因此，紫外線消毒在二次供水中的應用還有待考究。
紫外消毒設備正常運行者不到1/3 工程和研究問題待解
「從2005年開始實踐至今，隨著紫外技術在汙水處理中應用的增加，一些問題開始暴露出來，這也是此次修訂國標的原因」，劉文君說道，「現在雖然汙水處理行業中有一半以上在使用紫外線消毒技術，但其實正常運行的只有三分之一左右。其餘的部分，或是為了應付檢查裝裝樣子，或者因為對紫外線技術的認識不夠而不知道該怎麼用。比如，提到紫外線消毒，大家可能會關心透光率的問題，就是紫外線可以穿透多深的水。實際上，在計算紫外線有效劑量的時候，透光率已經作為因子在計算中扣除了，所以如果有效劑量是正確的，水的透光率並不會產生影響。」劉文君認為，很多人誤以為紫外線消毒其實就是一個「燈管」，使用起來很簡單，但其實紫外線的技術遠要比這個複雜，「有些人甚至認為紫外線燈管是要放在水外面的，這些理解都是錯誤的。」由此可見，如果對紫外線技術的認識不到位，會導致紫外線無法正常工作。
編輯：李姝樂