高级氧化

UV/H2O2 紫外高级氧化剂量计算:规程给的是区间,不是公式

2026年10月25日阅读 3赞 0

以《城镇给水深度处理 UV/H2O2 高级氧化技术规程》(辽宁省城镇供水排水协会征求意见稿,2025-07)全文为技术依据,逐条拆开紫外线剂量 400~800 mJ/cm2、H2O2 投加量 3~20 mg/L、UVT 大于 80%、溴离子大于 100 ug/L 宜优先选用、投加点直管段不小于 5 倍管径、淬灭单元空床接触时间 6~20 min 与出水不应检出 H2O2 等可引用条款,并如实点明:该规程是征求意见稿、只适用于城镇给水,且未提供由目标去除率正算剂量的公式,剂量必须靠附录 A 的性能测试实测反推。

一、先把这份文件的效力说清楚

目前可查到的、专门针对 UV/H2O2 高级氧化的成文技术文件,是辽宁省城镇供水排水协会 2025 年 7 月 10 日发布征求意见的团体标准《城镇给水深度处理 UV/H2O2 高级氧化技术规程》(征求意见稿,编号尚未定号,封面标注为 T/LNUWA xxx—2025)。它有三条边界必须先讲明白:

  • 效力状态是征求意见稿,不是正式发布文本,条文在报批过程中仍可能调整,不能直接作为强条引用;
  • 适用范围只管给水。第 1 章写明适用于新建、改建的市政给水、生活饮用水等城镇给水的 UV/H2O2 高级氧化深度处理工艺,工业废水、污水再生处理不在其适用范围内;
  • 它把大量设备性能参数委托给了 GB/T 19837《城镇给排水紫外线消毒设备》(第 5.1.3 条),而 GB/T 19837-2019 于 2019-12-10 发布并实施,全部代替 GB/T 19837-2005,2025-08-04 复审结论为继续有效。

二、剂量与投加量:规程给的是区间,不是公式

这是本文最需要纠偏的一点。规程没有给出由目标去除率正算紫外剂量的公式,只给出了设计取值区间:

2.1 紫外线剂量

第 5.1.10 条第 2 款:紫外线 AOP 反应器的紫外线剂量宜为 400 mJ/cm2~800 mJ/cm2。同一条第 1 款规定管路系统的设计流速宜为 1.2 m/s~1.6 m/s,第 3 款要求反应器周围预留足够空间,侧方应预留紫外灯管更换及检修距离。

2.2 过氧化氢投加量

第 5.2.3 条第 3 款:目标污染物达到单位对数去除率(即去除率为 90%)所需的 H2O2 投加量通常在 3 mg/L~20 mg/L,并明确写明"具体投加量需根据水源水质条件进行试验确定"。也就是说,20 mg/L 是常见上限的量级参考,不是设计保证值。

2.3 工程含义

把两条放在一起读,结论是:UV/H2O2 的"剂量计算"在现有成文文件中属于经验区间加试验验证,而不是可推导的设计公式。任何把 400~800 mJ/cm2 当作"按某公式算出来的结果"的说法都不成立。

三、决定剂量能不能兑现的三个水质门槛

  • 紫外透过率:第 4.2.4 条要求 UV/H2O2 工艺宜设置再过滤单元后,紫外线反应器进水的紫外线透过率(UVT)应大于 80%。UVT 不达标时提高灯功率并不能等效补偿,规程也未给出 UVT 低于 80% 时的剂量修正方法。
  • 溴离子:第 4.2.1 条规定 UV/H2O2 工艺适用于水中嗅味、新污染物等微量污染物的去除或控制,且原水中溴离子大于 100 ug/L 时宜优先选用。这条的实质是与臭氧工艺做比较——溴离子高时臭氧路线有溴酸盐风险,UV/H2O2 可规避。
  • 工艺上下游顺序:第 4.2.3 条要求与现有工艺流程及新建工艺的上下游顺序应经过试验及技术经济综合比较后确定,第 4.2.2 条要求反应器模块单元数量、H2O2 储罐体积、紫外灯管数量根据水源水质水量条件及特征确定。

四、投加与混合的水力条件

第 5.2.3 条第 4 款与第 5.1.7 条共同构成了混合要求:宜通过管道混合器进行混合,H2O2 投加点距紫外线反应器的直管段距离不宜小于 5 倍管径,紫外线反应器后宜设置不小于 3 倍管径的直管段;紫外线 AOP 反应器前端管道宜安装管道混合器。这两个"倍管径"数值是可以直接写进设计文件并被现场核对的硬指标。

反应器本体方面,第 5.1.2 条建议腔体宜采用过流式管道反应器,可采用大功率低压高强紫外灯;第 5.1.5 条建议内部壁面增加涂层以减少内壁对紫外线的吸收;第 5.1.6 条建议进水端设置导流板,减少死水区和回水区。

五、残余 H2O2 必须淬灭,且有量化参数

第 5.3 节是本规程中参数最完整的一节,也是设计最容易被漏掉的一环:

  • 5.3.1:UV/H2O2 工艺后续应设置消解残余 H2O2 的淬灭单元;
  • 5.3.2:宜采用新建活性炭滤池,无新建条件时可将原砂滤池改造为炭砂滤池;
  • 5.3.3:活性炭滤池设在砂滤之后且后续无进一步除浊工艺时,宜采用下向流(降流式);
  • 5.3.4:应采用煤制颗粒活性炭,粒径及粒度组成应符合 CJ/T 345,可选择 8 目 x 30 目或试验确定的规格;
  • 5.3.5:处理水与活性炭层的空床接触时间宜为 6 min~20 min,空床滤速宜为 8 m/h~20 m/h,炭床厚度宜为 1.0 m~2.5 m;
  • 5.3.7:淬灭单元出水中不应检出 H2O2。

第 5.4 条还要求系统控制中心根据水源水质、水量、目标污染物出水标准实时调节紫外灯管输出功率及 H2O2 投加量,并具备灯管累计使用时间、温度过高保护、低水位保护、清洗故障报警、灯管故障报警等功能。

六、设备与运维中可现场核对的判据

  • 5.1.1:反应器应配有光强计、在线机械清洗系统,按用户需要还可配 UVT 在线测试仪;
  • 5.1.9:户外型电气设备防护等级不应低于 IP65,户内型不应低于 IP54(按 GB/T 4208);
  • 6.1.2:紫外线反应器应在充满水后预热开机调试;
  • 6.1.5:紫外灯管达到使用寿命或紫外线强度低于初始值的 85% 时应更换;
  • 6.1.6:石英套管在人工清洗后的透光率低于初始值的 80% 或者破裂时应更换;
  • 6.1.11:停机检修应先关灯管,再缓慢关进水阀,关反应单元、H2O2 投加系统与总电源,待灯管冷却且设备完全停止后再操作;
  • 6.2.2~6.2.5:H2O2 储存区应设危险化学品安全周知卡,配备防静电工作服、防护护目镜、防护手套、防护靴,并按消防规定配备消防设施、留有足够防火距离。

七、剂量究竟怎么"算":附录 A 给的是实测法

规程附录 A(资料性附录)给出的性能测试流程,实质上是"用实测反推剂量":

  1. D.3:调节流量至目标值,取样开始和结束时检测的目标流量误差不应超过 5%;
  2. D.5.1:投加 UVT 调节剂(咖啡、木质素磺酸或腐殖酸)做稳定状态测试,每间隔一个水力停留时间取样,从 0 时刻到进出水两点 UVT 比值趋近于 1 的时间即为系统稳定时间;
  3. D.5.2:在灯关闭条件下做进、出水口混合测试,两个检测点的平均 UV254 差或目标污染物浓度误差应小于 5%,且同一点 3 次取样误差应小于 5%;
  4. D.6.1:取样应在系统达到稳定状态后 10 min 进行;D.6.3:样品应保存在 4 ℃ 左右;出水口取样时应避免水样被紫外线照射;
  5. D.7:给出对数去除率 L = lg(C0/C) 与去除率的计算式,用于评价特定氧化剂投加量、紫外线剂量和水质参数下的处理效能。

换句话说,所谓"剂量计算"在工程上的落地路径是:先按 400~800 mJ/cm2 与 3~20 mg/L 布置设备,再用附录 A 的方法实测出该水质下的对数去除率,据此调整。这与消毒领域的"剂量—灭活对数"曲线是两套逻辑,不可混用。

八、写进设计文件前必须补齐的空白

  • UVT 低于 80% 时如何处理,规程没有给修正办法——应通过预处理试验确定;
  • 规程规范性引用了 GB 5749 生活饮用水卫生标准,但正文未给出溴酸盐、甲醛等副产物的控制限值与换算方法,应按 GB 5749 全文执行并单列检测项;
  • 规程不适用于废水,工业废水与再生水项目只能把上述区间作参考,不得作为验收依据;
  • 规程没有能耗指标,电耗与吨水成本应由中试或同类工程实测确定。

数据来源:《城镇给水深度处理 UV/H2O2 高级氧化技术规程》(征求意见稿)第 4.2.1、4.2.3、4.2.4、5.1.2、5.1.7、5.1.9、5.1.10、5.2.3、5.3.1~5.3.7、6.1.2、6.1.5、6.1.6、6.2 各条及附录 A;GB/T 19837-2019 标准信息页。

关键词:紫外高级氧化UV/H2O2紫外线剂量过氧化氢投加量UVT淬灭单元对数去除率羟基自由基深度处理给水

参考资料

  1. 《城镇给水深度处理 UV/H2O2 高级氧化技术规程》(征求意见稿,全文 PDF)
  2. 辽宁省城镇供水排水协会关于该团体标准征求意见的通知(全国团体标准信息平台)
  3. GB/T 19837-2019 城镇给排水紫外线消毒设备(全国标准信息公共服务平台标准详情页)
UV/H2O2 紫外高级氧化剂量计算:规程给的是区间,不是公式