紫外灯管套管结垢系数测定方法检测概述
在紫外线（UV）消毒系统中，紫外灯管外的石英套管长期暴露在待处理水或废水中，其表面极易附着各种无机盐（如碳酸钙、硫酸钙）、金属氧化物（如铁、锰氧化物）以及生物膜等沉积物，这种现象称为结垢。结垢会显著降低石英套管对紫外线的透射率，从而大幅削弱紫外线对病原微生物的杀灭效率，严重影响整个系统的消毒效果和运行稳定性。因此，准确测定紫外灯管套管的结垢系数（Fouling Factor）或结垢透射率（Fouling Transmission, FT）至关重要，它是评估套管污染程度、制定有效清洗维护周期、确保系统消毒性能达标不可或缺的关键参数。
结垢系数通常定义为实际使用中受污染套管在特定波长（常为254nm）下的紫外线透射率（UVTfouled）与同波长下洁净全新套管的紫外线透射率（UVTclean）的比值。定期对套管进行结垢系数检测，能够量化其性能衰减程度，为预知性维护和系统优化提供科学依据，避免因结垢导致的消毒失败风险和不必要的能源浪费。
主要检测项目
紫外灯管套管结垢系数测定的核心检测项目包括：
1. 洁净套管基准透射率 (UVTclean)： 使用专用的紫外透射率检测仪，在特定波长（通常为254nm）下测量全新或彻底清洁后的石英套管对紫外光的透射率。此值作为后续计算结垢系数的基准。
2. 使用中套管透射率 (UVTfouled)： 将待测的使用过的、表面存在结垢物的石英套管从系统中取出，按照标准方法清洁其外表面非结垢部分（如指纹、水渍等）后，同样在254nm波长下测量其透射率。
3. 结垢系数 (FF) / 结垢透射率 (FT)： 这是最终的检测目标值。结垢系数 (FF) 计算公式为：FF = UVTfouled / UVTclean。有时也直接报告FT = UVTfouled，但需同时提供或已知UVTclean值以评估结垢程度。FF值越接近1，表示结垢越轻微；FF值越低，表示结垢越严重。
4. 结垢层表征（可选但推荐）： 有时为了更深入了解结垢性质，会进行显微镜观察、扫描电镜（SEM）分析或能谱（EDS）分析，以确定结垢物的主要成分（如钙、硅、铁、生物质等），为选择最有效的清洗方法提供指导。
关键检测仪器
进行紫外灯管套管结射率及结垢系数测定需要使用以下关键仪器：
1. 紫外分光光度计 / 专用紫外透射率检测仪： 这是核心设备。需配备适用于254nm波长测量的低压汞灯光源或单色仪，以及高灵敏度的紫外光检测器（如光电倍增管或硅光电二极管）。仪器应具有样品池支架，能稳定固定并准确测量圆柱形石英套管的透射率。仪器需定期使用标准滤光片进行校准。
2. 套管固定支架/适配器： 专门设计的支架，用于在分光光度计的光路中稳定、同轴且可重复地固定圆柱形套管样品，确保光束垂直通过套管的几何中心。
3. 清洁工具包： 包括无绒布、专用石英套管清洗剂（如低浓度酸液、螯合剂或专用清洗溶剂）、超纯水、超声波清洗机（用于彻底清洁新套管或作为清洗步骤之一）等。
4. 标准参比物质： 如已知透射率的NIST可溯源石英标准片或标准滤光片，用于仪器校准和验证。
标准检测方法
为确保测量结果的准确性和可比性，必须遵循标准化的操作程序（SOP）。主要步骤包括：
1. 仪器校准：
* 开启仪器并预热至稳定。
* 使用空气或空白支架作为参比，将仪器透射率调至100%。
* 使用已知透射率的标准物质（如石英片或滤光片）在254nm处进行校准验证，确保仪器读数在误差允许范围内（通常要求偏差小于±1%）。
2. 洁净套管基准透射率 (UVTclean) 测量：
* 将全新或彻底清洗干燥的石英套管安装在专用支架上，确保无指纹、灰尘或水渍。
* 将套管支架精确放入光路中。
* 在254nm波长下读取并记录透射率值 (UVTclean)。建议对同一洁净套管在不同位置或旋转角度进行多次测量取平均值。
3. 使用中套管透射率 (UVTfouled) 测量：
* 小心地从紫外线反应器中取出待测套管。
* 关键步骤： 用无绒布蘸取少量纯水或规定的清洗溶剂（仅用于去除非结垢附着物，如指纹、水渍、浮尘），轻柔擦拭套管外表面，特别注意避免擦拭或破坏内壁的结垢层。清洗的目的是去除测试前沾染的非结垢污染物，保留真实的结垢物。
* 用无绒布擦干或用洁净空气吹干套管外表面。
* 将处理后的套管安装在支架上，确保结垢面处于光路中。
* 在254nm波长下读取并记录透射率值 (UVTfouled)。同样建议在不同位置或角度多次测量取平均值，以考虑结垢的不均匀性。
4. 数据计算与报告：
* 根据公式计算结垢系数：FF = UVTfouled / UVTclean
* 报告结果：应包括测量日期、套管标识、UVTclean、UVTfouled、计算得到的FF值、仪器型号及校准状态、环境温湿度等关键信息。
参照检测标准
紫外灯管套管结垢系数的测定，虽然没有单一全球强制标准，但广泛参考和遵循以下国际或行业推荐规范：
1. US EPA Ultraviolet Disinfection Guidance Manual (UVDGM)： 美国环保局的紫外线消毒指导手册是行业权威之一，其附录中详细描述了石英套管结垢透射率（FT）的测量原理、仪器要求和操作步骤，是广泛采用的方法基础。
2. NSF/ANSI 55 - Ultraviolet Microbiological Water Treatment Systems： 该标准涉及紫外线水处理系统的认证，其中包含对系统性能维持的要求，间接推动了结垢评估方法的标准化。
3. DVGW W294 (German Technical and Scientific Association for Gas and Water)： 德国的标准，对紫外线系统，特别是套管透射率的检测有明确要求。
4. AWWA Standards (American Water Works Association)： 如AWWA C655-19 (Field Decontamination of Water Wells) 或特定紫外线系统设计手册中，也常包含套管清洁和透射率测量的建议方法。
5. 制造商规范： 紫外线设备制造商通常也会提供针对其特定套管尺寸和材质的透射率测量操作规程（SOP），用户应优先遵守设备供应商提供的指南。
遵循这些标准或规范，可以确保不同机构、不同时间进行的套管结垢系数测定结果具有科学性和可比性，为紫外线消毒系统的有效运行和维护提供可靠的数据支撑。
CMA认证
检验检测机构资质认定证书
证书编号：241520345370
有效期至：2030年4月15日
CNAS认可
实验室认可证书
证书编号：CNAS L22006
有效期至：2030年12月1日
ISO认证
质量管理体系认证证书
证书编号：ISO9001-2024001
有效期至：2027年12月31日
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