在大多数水处理装置中,根据装置的操作,由于被处理的水中含有污染物而发生污染。在紫外线消毒系统中,待处理水中存在的各种离子物质(铁、钙、镁、铝等)沉积在为保护紫外线灯而安装的石英管表面,引起紫外线射线照射到微生物等。随着量的减少,紫外线杀菌系统的效率降低,因此需要清洁石英管的表面以提高系统的效率。美国环境保护署(US EPA)提供了用于清洗石英管表面的清洗系统,包括离线化学清洗(OCC)、在线机械清洗(OMC)和在线机械清洗(OMC)。总共提到了三种清洁方法:在线机械化学清洁(OMCC)(美国环保署,2006 年)。根据美国NWRI(国家水研究所)规定(NWRI,2003),石英管的清洗方法是指决定UV系统性能的CAF(Combines Aging and Fouling Factor)值。
CAF值按照“等式(1)”计算为与灯的寿命相关的EOLL(灯寿命结束)和根据石英管的清洁方法的结垢系数的乘积。就污垢系数而言,根据 NWRI 2003 年之前的规定,不使用清洁装置 (OMC) 时为 0.5,使用机械清洁装置 (OMC) 时为 0.75,使用机械化学清洁装置 (OMCC) 时为 0.95目前仅采用经过第三方机构测试后的测试结果。由于CAF值决定了紫外线消毒系统的安装和运行成本,因此清洗装置可以说是紫外线消毒系统内的一个重要系统。
目前,我公司有开发机械化学清洗装置的经验,可应用于低压紫外线消毒系统,但不能应用于中压紫外线消毒系统。在低压紫外线灯的情况下,从表面产生的热量约为100°C,传递到石英管表面的热量很小,但在中压紫外线灯的情况下,不像低压紫外线灯,表面产生的热量为600至900℃,因此存在无法应用针对低压紫外线消毒系统开发的石英管清洗装置的问题。除了这些问题之外,之前开发的清洗装置仅限于应用于一般开放式水管的消毒系统,而本研究要开发的中压紫外线消毒系统是管道式产品,因此可能会发生泄漏。对管道内的压力存在担忧。本研究选择了具有高耐热性和耐压性的密封材料,使其可以应用于安装有高温、中压紫外线灯的管道式紫外线消毒系统中。开发了一种采用漏水检测和预防系统的在线机械化学清洗装置。