T_CAMIE 01-2021 城镇给水紫外线高级氧化系统.pdf

ICS 91.140.60J 88T/CAMIE 012021城镇给水紫外线高级氧化系统Ultraviolet(UV)-based advanced oxidation system for urban water supply2021-2-4 发布 2021-3-4 实施团 体 标 准中国环保机械行业协会发 布CAMIE 012021I目 次前言 引言 1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 24 要求 3 4.1 一般要求 3 4.2 工艺要求 4 4.3 电气和控制系统 5 4.4 设备材料及防护 55 试验方法 5 5.1 性能预测与测试 5 5.2 单位对数去除率所需剂量（DL）的测定 6 5.3 紫外线反应器剂量的计算及验证 6 5.4 氧化剂浓度的测定 6 5.5 紫外灯老化系数、运行寿命 6 5.6 水体紫外线穿透率 6 5.7 紫外灯石英套管结垢系数 6 5.8 紫外线反应器的防护等级 66 检验规则 6 6.1 检验分类 6 6.2 出厂检验 6 6.3 型式检验 6 6.4 判定规则 77 标志、包装、运输和贮存 7 7.1 标志、标签 7 7.2 包装 7 7.3 运输 7 7.4 贮存 88 运行维护与安全防护 8 8.1 运行维护 8 8.2 安全防护 8T/CAMIE 012021II附录 A（规范性附录）紫外线高级氧化系统性能检测 9 A.1 目标污染物 9 A.2 对系统进水的检测 9 A.3 系统的调试运行 9 A.4 氧化剂的投加与分析检测 9 A.5 系统运行稳定状态调试和混合测试 9 A.6 取样 10 A.7 测试数据分析 10附录 B（规范性附录）单位对数去除率所需紫外线剂量（DL）的测定 11 B.1 目标污染物 11 B.2 准平行光束仪 11 B.3 测定步骤 11附录 C（规范性附录）紫外线反应器理论剂量的计算 14 C.1 连续流紫外线反应器剂量的理论公式 14 C.2 反应器的光程 16 C.3 紫外线反应器剂量的计算模型 16附录 D（规范性附录）紫外线反应器的紫外线剂量验证 17 D.1 测试内容和控制参数 17 D.2 目标污染物的选择 17 D.3 测试设备要求 17 D.4 验证测试程序 17CAMIE 012021III前 言本文件按照GB/T 1.1-2020 标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则 的规定起草。本文件由中国环保机械行业协会提出并归口。本文件起草单位：清华大学、山东省城市供排水水质监测中心、加拿大特洁安技术公司、北京安力斯环境科技股份有限公司、乐富意得（上海）流体技术有限公司、佛山柯维光电股份有限公司、上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司、北京市市政工程设计研究总院有限公司、清华苏州环境创新研究院、泛华建设集团有限公司、山东建筑大学、广州市市政工程设计研究总院有限公司、天津大学。本文件主要起草人：孙文俊、敖秀玮、贾瑞宝、宋武昌、冯爱山、蔡晓涌、王涛、何志明、王洋、芮旻、王昊、杨力、李桂芳、李丁、付志敏、陈仲赟、崔利峰、李伟、赵跃宇、刘艳菊、卓奎、张会敏、王永磊、尹文选、钟静、蔡诚、李安、谢怀建、于德强。本文件为首次发布。T/CAMIE 012021IV我国水环境污染问题的持续严峻和人民对用水水质要求的不断提升对现有的城镇给水处理工艺提出了更高要求，工艺的优化与升级势在必行。高级氧化技术通过产生活性自由基来实现对污染物的降解乃至矿化，具有高效性、普适性及副产物少等优点。紫外线高级氧化工艺在过去的几十年中得到了广泛的研究，是具有良好发展前景的一种给水深度处理工艺。虽然紫外线高级氧化技术的应用在国内已经开始逐渐起步，但因缺乏有效的技术指导和规范，限制了行业水平的提升。本文件的编制为紫外线高级氧化技术在我国给水厂的规模化应用提供了理论依据和技术指导，对城镇给水紫外线高级氧化系统的设备选型、工艺设计、检测检验和运行维护等各项要求进行了统一规范，有利于提升紫外线高级氧化技术的产品质量、设计水平及运行效果，提升紫外线高级氧化设备在我国城镇给水领域的成熟度，从而服务于保障城镇供水的水质安全。引 言CAMIE 0120211城镇给水紫外线高级氧化系统1 范围本文件规定了城镇给水紫外线高级氧化系统的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存、运行与维护以及安全防护。本文件适用于城镇给水处理的紫外线高级氧化系统的设计、制造、检验、运行维护和安全管理。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 191 包装储运图示标志GB 1616 工业过氧化氢GB 2894 安全标志及其使用导则GB/T 4208 外壳防护等级（IP 代码）GB 5749 生活饮用水卫生标准GB/T 7782 计量泵GB/T 9969 工业产品使用说明书 总则GB 12268 危险货物品名表GB 12463 危险货物运输包装通用技术条件GB/T 13306 标牌GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件GB 15603 常用危险化学品贮存通则GB/T 17218 饮用水化学处理剂卫生安全性评价GB/T 17219 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性能评价规范GB/T 198372019 城镇给排水紫外线消毒设备GB/T 320912015 紫外线水消毒设备 紫外线剂量测试方法GB/T 32092 紫外线消毒技术术语GB 50054 低压配电设计规范GB 50160 石油化工企业设计防火规范GB 50168 电气装置安装工程电缆线路施工及验收标准GB 50171 电气装置安装工程盘、柜及二次回路AQ 3018 危险化学品储罐区作业安全通则AQ 3047 化学品作业场所安全警示标志规范T/CAMIE 0120212CJJ 58 城镇供水厂运行、维护及安全技术规程CJ/T 345 生活饮用水净水厂用煤质活性炭GA 1511 易制爆危险化学品储存场所治安防范要求SH/T 3007 石油化工储运系统罐区设计规范危险化学品安全管理条例（国务院令第 344 号）3 术语和定义GB/T 320922015 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1紫外线反应器 UV reactor通过紫外灯管照射水体而进行水质净化的设备，由紫外线反应器腔体、紫外灯、石英套管、镇流器、紫外线强度传感器和清洗系统等组成。3.2紫外线高级氧化系统 UV-based advanced oxidation system紫外线反应器、氧化剂投加装置和其他辅助装置的集成。3.3离线化学清洗 off-line chemical clean（OCC）关闭紫外线反应器并取出紫外灯石英套管后，用化学清洗剂（通常是弱酸）清洗石英套管的过程。3.4在线机械清洗 on-line mechanical clean（OMC）利用机械清洗装置（例如移动式橡胶刮片），在紫外线高级氧化系统工作时，对石英套管进行在线自动清洗的方式。3.5在线机械-化学清洗 on-line mechanical-chemical clean（OMCC）利用在线的机械清洗装置（例如移动式橡胶刮片）配合化学清洗剂，在紫外线高级氧化设备工作时，对石英套管进行在线自动清洗的方式。3.6UV254在波长为 254 nm 处的单位比色皿光程下的紫外吸光度。3.7紫外线穿透率 UV transmittance（UVT）波长为 254 nm 的紫外线在通过 1 cm 比色皿水样后的紫外线强度，与同样条件下通过去离子水比色皿后的紫外线强度之比。3.8光强计 UV intensity sensorCAMIE 0120213用来检测紫外线反应器设备中某个点紫外线强度的仪器。3.9目标污染物 target contaminant通过紫外线高级氧化系统去除的特定污染物，如土臭素、2-甲基异莰醇、N-二甲基亚硝胺、药物残留物、消毒副产物前体物和 GB 5749 中规定的其他有机物等。3.10目标污染物对数去除率 target log reduction目标污染物经紫外线高级氧化系统处理后所达到的对数去除率。3.11单位对数去除率所需剂量 UV Dose required per log destruction（DL）将目标污染物降低一个 log（90%）时所需要的紫外线剂量，其值为紫外线剂量污染物对数去除率（剂量-响应）曲线斜率的倒数，单位为 mJ/cm2/log。3.12紫外线验证（当量）剂量 UV reduction equivalent dose（UV RED）测定全尺寸紫外线高级氧化系统对目标污染物的去除率，同时使用准平行光束仪辐射同一水样取得剂量-响应曲线，通过剂量-响应曲线上对应的去除率所得到的验证（当量）剂量。3.13氧化剂 oxidant在紫外线高级氧化系统中，主要起氧化作用，跟紫外线联合作用可产生活性自由基的物质，如双氧水（H2O2）。3.14单位耗能参数 electrical energy per order（EEO）将单位体积水内的目标污染物浓度降低一个数量级或一个 log（90%）时，紫外设备所需要消耗的电能。常用单位为 Kw.h/m3/log。3.15淬灭 quenching在高级氧化反应中，用另一种更易与过量氧化剂反应的物质与之反应，从而将氧化剂从反应体系中除去以终止反应的过程。4 要求4.1 一般要求4.1.1 系统组成紫外线高级氧化系统基本组成单元包括氧化剂投加装置、紫外线反应器、残余氧化剂的淬灭单元、系统控制中心、配电中心、管路及其他配件等。T/CAMIE 0120214氧化剂计量泵流量计进水氧化剂混合装置紫外线反应器淬灭单元出水图 1 紫外线高级氧化系统组成示意图4.1.2 紫外线反应器4.1.2.1 紫外线反应器应配有光强计、反应器保护装置，根据实际情况，还可配有紫外线穿透率（UVT）在线测试仪以及紫外反应器在线清洗系统。4.1.2.2 紫外线反应器中的紫外灯类型包括低压灯、中压灯和低压高强灯。4.1.2.3 紫外线反应器中的紫外灯、石英套管、在线传感器和清洁装置等应便于拆卸以进行修理维护。4.1.2.4 紫外灯石英套管的 UVT 和结垢系数应符合 GB/T 19837 的规定。4.1.2.5 紫外灯老化系数、运行寿命应符合 GB/T 19837 的规定。4.1.2.6 紫外灯石英套管的清洗应符合 GB/T 19837 的规定。4.1.2.7 与紫外灯管匹配的电子镇流器应符合 GB/T 19837 的规定。4.1.2.8 紫外线参照光强计应可以进行校准，其安装位置应与反应器验证时安装的位置一致。4.1.2.9 为了监控紫外灯运行状态并核算实际的紫外线剂量，每个灯或每组灯应安装一个紫外线在线光强计。4.1.2.10 若 UVT 为反应器设计及运行参数，在水体的 UVT 波动超过 10%的情况下，反应器应安装在线 UVT 测试仪。每年至少应采用分光光度计对在线 UVT 测试仪进行校准一次。4.1.2.11 紫外线反应器及其配件的卫生安全条件应符合 GB/T 17219 的规定。4.1.3 氧化剂投加装置4.1.3.1 氧化剂投加装置应包括氧化剂的（如 H2O2）储存、调制、输送、计量、混合设施（备）等。4.1.3.2 氧化剂的投加方式宜采用计量泵投加，并安装流量计。计量泵应符合 GB/T 7782 的规定，并在紫外线高级氧化系统调试期间对药剂投加精度进行校准。4.1.3.3 氧化剂的卫生安全条件应符合 GB/T 17218 的规定，氧化剂投加装置的卫生安全条件应符合GB/T 17219 的规定。4.1.4 淬灭单元4.1.4.1 在紫外线高级氧化系统的下游应设置残余氧化剂的淬灭单元。4.1.4.2 淬灭单元的工艺选择应根据氧化剂的性质而定。若氧化剂采用 H2O2，则淬灭单元可采用颗粒活性炭（GAC）池或生物活性炭（BAC）池，颗粒活性炭的使用应按 CJ/T 345