紫外線殺菌原理及效率

　　讓我們了解紫外線

　　我們都了解，最便宜、最方便的消毒殺菌方式是太陽光，實際上，我們只是運用太陽光源中之紫外線作為殺菌工具。紫外線一直被人們普遍采用，因為它不但方便、便宜、無污染且無殘留物，其惟一缺點是在良好的天氣環(huán)境下才能取得。

　　在1878年，Downee and Blunt已發(fā)現(xiàn)紫外線的殺菌能力，但當(dāng)時仍沒有產(chǎn)生紫外線的方法，故這一發(fā)現(xiàn)未能應(yīng)用。

　　1901年，線ooper and Hewitt發(fā)明了水銀電弧紫外線燈，但受制于當(dāng)時燈絲材料、真空技術(shù)、石英純度等技術(shù)的局限，水銀電弧燈的壽命不長，而UV-線的效率也低，但水銀電弧燈的發(fā)明，為人類使用紫外線殺菌打開了大門。

　　1940年美國發(fā)明了水銀燈后才有所改變。低壓水銀燈的特點是工作穩(wěn)定，紫外線效率高(能量中30-40%轉(zhuǎn)化為殺菌功耗)，再加上石英提純，及真空技術(shù)提高，低壓水銀紫外線燈壽命可長達(dá)10000小時(原強(qiáng)度的80%)。低壓水銀燈的發(fā)明，使紫外線應(yīng)用有很大的發(fā)展。

　　美國對UV消毒設(shè)備應(yīng)用比歐洲略慢，這種情況到20世紀(jì)70年代有所改變。在此之前，美國主要用氯消毒。隨著急劇城市化及城市生活污水廠的大量興建，大量的污水經(jīng)氯消毒后排入自然水體并作為飲用水水源，造成污水廠下游水體嚴(yán)重的氯污染。這些污染有：

　?、儆嗦龋何鬯畯S為維持殺菌效果，要在排放水中保持余氯，余氯排入自然水體，會把水中的微生物、藻類等殺死。把水體② 自1801食物鏈的最低層摧毀，微生物及藻類死亡，使小魚、蝦及其它殼類生物的食物不夠而數(shù)量減少，進(jìn)而影響其它水產(chǎn)物的數(shù)量及平衡。

　?、诼认具€會產(chǎn)生致癌的氯氮化合物，氯在殺死微生物的過程中和致癌的細(xì)胞中的有機(jī)物產(chǎn)生氧化反應(yīng)，其中的副產(chǎn)品有氯氨及氯鹵化合物，其中THM(trihalgen methane)是致癌物質(zhì)。THM在水產(chǎn)物體內(nèi)累積，人類食用后也會留在人體內(nèi)，引發(fā)癌癥。

　　紫外線消毒器工作原理

　　紫外線殺菌原理

　　在地球上所有以知的生命形式，都是以DNA及RNA作為繁殖、遺存的基礎(chǔ)。D NA及RNA都以4種化學(xué)物單元組成

　　A--Adenine腺嘌呤

　　T--Thymine胸腺嘧啶

　　線--線ytosine胞核嘧啶，氧氨嘧啶

　　G--Guanine烏嘌啶(核酸的基本成分)

　　細(xì)胞繁殖時，DNA中的長鏈打開，打開后每條長鏈長的A單元會尋找T單元連合，每條長鏈都可復(fù)制出與剛分離的另一條長鏈同樣的鏈條，恢復(fù)原來分裂前的完整DNA，成為新生細(xì)胞的基礎(chǔ)。波長在240-270nm的紫外線能打破DNA生產(chǎn)蛋白質(zhì)及復(fù)制的能力。細(xì)菌病毒的DNA，RNA受破壞后其生產(chǎn)蛋白質(zhì)的能力和繁殖能力均已喪失。因細(xì)菌，病毒一般生命周期很短，不能繁殖的細(xì)菌，病毒就會迅速死亡。

　　紫外線消毒技術(shù)的優(yōu)勢

　　紫外線消毒技術(shù)對細(xì)菌病毒以及其它致病體的消毒效果已得到全世界的公認(rèn)。紫外線消毒技術(shù)具有下列明顯的優(yōu)點。

　　1.紫外線消毒技術(shù)具有其它技術(shù)無可比擬的殺菌效率

　　紫外線技術(shù)對常見幾種細(xì)菌病毒的殺菌效率。紫外線對細(xì)菌、病毒的殺菌作用一般在一秒以內(nèi)。而對傳統(tǒng)紫外、氯氣以及臭氧方法來說，達(dá)到紫外線的效果一般需要20分鐘至一小時的時間。

　　2.高效殺菌廣譜性

　　紫外線技術(shù)在目前所有的消毒技術(shù)中，殺菌的廣譜性是最高的。它對幾乎所有的細(xì)菌，病毒都能高效率殺滅。并且對一些對人類危害極大的，而氯氣以至臭氧無法或不能有效殺滅的寄生蟲類(例如隱性包囊蟲 線ryptosporidium，賈第鞭毛蟲giardia等)都能有效殺滅。紫外線消毒設(shè)備的殺菌廣譜性。

　　3. 無二次污染

　　由于紫外線技術(shù)可以被控制為僅僅是殺菌，并且不加入任何化學(xué)藥劑，因此它不會對水體和周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染。不改變水中任何成分。對氯消毒來說，其與水中有機(jī)物產(chǎn)生的有機(jī)氯已被公認(rèn)為對人體有致癌作用，并且水中含有的氯化合物在某些場合下會起到反作用，對水中生物以及水環(huán)境產(chǎn)生毒害。臭氧方法也有類似的問題。大量難聞的未溶解到水中的臭氧揮發(fā)到空氣中，有害于附近工作人員的身心健康。

　　4. 運行安全、可靠

　　傳統(tǒng)的消毒技術(shù)如采用氯化物或臭氧，其消毒劑本身就是屬于劇毒、易燃、易爆的物質(zhì)。這些物質(zhì)的使用對操作現(xiàn)場人員以及周圍環(huán)境和居民安全產(chǎn)生潛在的威脅，需要特別小心。我國的公安、消防及環(huán)保等部門對這些高危物質(zhì)的使用有嚴(yán)格的運輸、保存和操作規(guī)定。這些都極大地增加了基層使用單位領(lǐng)導(dǎo)、操作人員和周邊居民的心理負(fù)擔(dān)和不安全感?，F(xiàn)代紫外線消毒系統(tǒng)不存在這樣的安全隱患，是一種對周邊環(huán)境以及操作人員相對安全可靠得多的消毒技術(shù)。

　　5. 運行維護(hù)簡單，費用低

　　通常一種高效率的技術(shù)總是和高成本，高運行費用聯(lián)系在一塊。但是，紫外技術(shù)卻是例外。由于九十年代對紫外核心技術(shù)的完善，紫外線消毒技術(shù)不僅消毒效率是所有消毒手段中最高的，而且消毒運行維護(hù)最簡單，運行成本最低，在千噸處理量水平可達(dá)到每噸水4厘人民幣甚至更低，因此，其性能價格比是所有消毒技術(shù)中最高的。它既具有其它消毒技術(shù)無法比擬的高效率，又具有成本和運行費低的優(yōu)點。在千噸水處理量水平，它的成本只是氯消毒的1/2，是氯加脫氯消毒的2/5，更只有臭氧消毒成本的1/9。即使在十萬噸處理量水平，紫外消毒設(shè)備的投資及運行成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它消毒技術(shù)。

　　6. 占地小，無噪音

　　我公司生產(chǎn)的紫外線消毒設(shè)備。對每小時處理80噸水的NL線-2000設(shè)備來說，其占地只有1.7米×0.8米，高1.5米，重220斤。若預(yù)留足夠空間，該系統(tǒng)共需4平米的運行操作空間。如果處理水量減少，設(shè)備占地體積相應(yīng)減少。另外，紫外消毒設(shè)備如果靠自流式供水(無水泵)，將不產(chǎn)生任何噪音。

　　7. 連續(xù)大水量消毒

　　九十年代末紫外線消毒技術(shù)的另一特點是一年365天，一天24小時連續(xù)運行。除定期需一、二小時以內(nèi)的例行保養(yǎng)外，其最佳操作條件是24小時連續(xù)運行。大水量消毒是現(xiàn)代紫外的另一大特征。除了可以消毒小水量(每小時幾十升)，也可以消毒大水量。目前紫外技術(shù)在實際應(yīng)用中最大已達(dá)到每小時6萬噸。如果實際需要，還可以更大。