水是与人类关系最为密切的环境要素之一，对人类的生存、发展具有决定性意义。在大部分国家水资源短缺已经成为制约社会经济发展的因素。随着经济的发展和城市化进程的加快，城市污水排放量也显著增长，这将直接威胁到人类健康和生存环境质量。污水处理回用是集开源、节流、治污于一体的解决水资源短缺的有效途径，在解决水污染和水资源短缺问题上都具有十分重要的现实意义。 一些缺水国家把城市污水回用作为解决水资源短缺的重要战略之一。城市污水处理后可用于农业灌溉、工业生产、城市景观、市政绿化、生活杂用、地下水回灌等方面，即保护了水环境，又缓解了需水和供水之间的矛盾。目前，美国、以色列、澳大利亚、俄罗斯等国早已开展了污水处理回用的工作，我国也有一大批城市正在实施或计划实施污水处理回用工程。 污水处理回用前要进行消毒，消毒方法分物理消毒和化学消毒两类，由于化学消毒费用低而被普遍采用。近年来，随着化学消毒副产物报道的增多和人们对水质要求的不断提高，物理消毒方法引起了高度重视和广泛的研究。紫外光消毒是一种物理消毒方法，在国内外的污水处理中已经开始使用。与化学消毒相比，它具有消毒能力强、消毒效果不受水体pH和温度影响、无二次污染的优点。当前普遍使用的紫外消毒装置是将紫外光源套在石英套管中后放入水中进行消毒，这种装置有两个缺点：一是石英套管阻挡降低了紫外光的利用率；二是光源产生的热量促使与水接触的石英套管表面结垢，使紫外穿透率进一步降低，影响消毒效果。 本文在综合分析现有的紫外消毒设备工艺特点的基础上，提出明渠表面紫外消毒装置设计方案，并自制了明渠紫外消毒器。该消毒器的紫外光源位于水面上，不与水接触，消毒时不会产生灯管结垢现象。此消毒器结构简单，便于安装、管理和维护。并且通过实验数据建立了明渠表面紫外消毒对污水大肠杆菌群灭活率影响模型和明渠表面紫外消毒对污水生化需氧量（BOD₅）影响模型，优化了污水流量、水层深度与大肠杆菌群灭活率、生化需氧量（BOD₅）的关系。 检验证明，明渠表面紫外消毒可以有效地杀灭水中的大肠杆菌，对污水BOD₅有降低作用，出水可以满足农业、景观及绿化等用水对生物指标的要求。明渠表面紫外消毒具有能耗及运行费用低、自动化程度高、维护简便的特点。