紫外線(xiàn)殺菌原理及效率
紫外線(xiàn)殺菌原理及效率
讓我們了解紫外線(xiàn)
我們都了解，最便宜、最方便的消毒殺菌方式是太陽(yáng)光，實(shí)際上，我們只是運用太陽(yáng)光源中之紫外線(xiàn)作為殺菌工具。紫外線(xiàn)一直被人們普遍采用，因為它不但方便、便宜、無(wú)污染且無(wú)殘留物，其惟一缺點(diǎn)是在良好的天氣環(huán)境下才能取得。
在1878年，Downee and Blunt已發(fā)現紫外線(xiàn)的殺菌能力，但當時(shí)仍沒(méi)有產(chǎn)生紫外線(xiàn)的方法，故這一發(fā)現未能應用。
1901年，線(xiàn)ooper and Hewitt發(fā)明了水銀電弧紫外線(xiàn)燈，但受制于當時(shí)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(cháng)，而UV-線(xiàn)的效率也低，但水銀電弧燈的發(fā)明，為人類(lèi)使用紫外線(xiàn)殺菌打開(kāi)了大門(mén)。
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(diǎn)是工作穩定，紫外線(xiàn)效率高(能量中30-40%轉化為殺菌功耗)，再加上石英提純，及真空技術(shù)提高，低壓水銀紫外線(xiàn)燈壽命可長(cháng)達10000小時(shí)(原強度的80%)。低壓水銀燈的發(fā)明，使紫外線(xiàn)應用有很大的發(fā)展。
美國對UV消毒設備應用比歐洲略慢，這種情況到20世紀70年代有所改變。在此之前，美國主要用氯消毒。隨著(zhù)急劇城市化及城市生活污水廠(chǎng)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(chǎng)下游水體嚴重的氯污染。這些污染有：
?、儆嗦龋何鬯畯S(chǎng)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(huì )把水中的微生物、藻類(lèi)等殺死。把水體② 自1801食物鏈的最低層摧毀，微生物及藻類(lèi)死亡，使小魚(yú)、蝦及其它殼類(lèi)生物的食物不夠而數量減少，進(jìn)而影響其它水產(chǎn)物的數量及平衡。
?、诼认具€會(huì )產(chǎn)生致癌的氯氮化合物，氯在殺死微生物的過(guò)程中和致癌的細胞中的有機物產(chǎn)生氧化反應，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)物體內累積，人類(lèi)食用后也會(huì )留在人體內，引發(fā)癌癥。
紫外線(xiàn)消毒器工作原理
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。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(xiàn)--線(xiàn)ytosine胞核嘧啶，氧氨嘧啶
G--Guanine烏嘌啶(核酸的基本成分)
細胞繁殖時(shí)，DNA中的長(cháng)鏈打開(kāi)，打開(kāi)后每條長(cháng)鏈長(cháng)的A單元會(huì )尋找T單元連合，每條長(cháng)鏈都可復制出與剛分離的另一條長(cháng)鏈同樣的鏈條，恢復原來(lái)分裂前的完整DNA，成為新生細胞的基礎。波長(cháng)在240-270nm的紫外線(xiàn)能打破DNA生產(chǎn)蛋白質(zhì)及復制的能力。細菌病毒的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。因細菌，病毒一般生命周期很短，不能繁殖的細菌，病毒就會(huì )迅速死亡。
紫外線(xiàn)消毒技術(shù)的優(yōu)勢
紫外線(xiàn)消毒技術(shù)對細菌病毒以及其它致病體的消毒效果已得到全世界的公認。紫外線(xiàn)消毒技術(shù)具有下列明顯的優(yōu)點(diǎn)。
1.紫外線(xiàn)消毒技術(shù)具有其它技術(shù)無(wú)可比擬的殺菌效率
紫外線(xiàn)技術(shù)對常見(jiàn)幾種細菌病毒的殺菌效率。紫外線(xiàn)對細菌、病毒的殺菌作用一般在一秒以?xún)?。而對傳統紫外、氯氣以及臭氧方法來(lái)說(shuō)，達到紫外線(xiàn)的效果一般需要20分鐘至一小時(shí)的時(shí)間。
2.高效殺菌廣譜性
紫外線(xiàn)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。它對幾乎所有的細菌，病毒都能高效率殺滅。并且對一些對人類(lèi)危害極大的，而氯氣以至臭氧無(wú)法或不能有效殺滅的寄生蟲(chóng)類(lèi)(例如隱性包囊蟲(chóng) 線(xiàn)ryptosporidium，賈第鞭毛蟲(chóng)giardia等)都能有效殺滅。紫外線(xiàn)消毒設備的殺菌廣譜性。
3. 無(wú)二次污染
由于紫外線(xiàn)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(huì )對水體和周?chē)h(huán)境產(chǎn)生二次污染。不改變水中任何成分。對氯消毒來(lái)說(shuō)，其與水中有機物產(chǎn)生的有機氯已被公認為對人體有致癌作用，并且水中含有的氯化合物在某些場(chǎng)合下會(huì )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(lèi)似的問(wèn)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)的使用對操作現場(chǎng)人員以及周?chē)h(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(mén)對這些高危物質(zhì)的使用有嚴格的運輸、保存和操作規定。這些都極大地增加了基層使用單位領(lǐng)導、操作人員和周邊居民的心理負擔和不安全感?，F代紫外線(xiàn)消毒系統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. 運行維護簡(jiǎn)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(xiàn)消毒技術(shù)不僅消毒效率是所有消毒手段中最高的，而且消毒運行維護最簡(jiǎn)單，運行成本最低，在千噸處理量水平可達到每噸水4厘人民幣甚至更低，因此，其性能價(jià)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(wú)法比擬的高效率，又具有成本和運行費低的優(yōu)點(diǎn)。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(wàn)噸處理量水平，紫外消毒設備的投資及運行成本也遠遠低于其它消毒技術(shù)。
6. 占地小，無(wú)噪音
我公司生產(chǎn)的紫外線(xiàn)消毒設備。對每小時(shí)處理80噸水的NL線(xiàn)-2000設備來(lái)說(shuō)，其占地只有1.7米×0.8米，高1.5米，重220斤。若預留足夠空間，該系統共需4平米的運行操作空間。如果處理水量減少，設備占地體積相應減少。另外，紫外消毒設備如果靠自流式供水(無(wú)水泵)，將不產(chǎn)生任何噪音。
7. 連續大水量消毒
九十年代末紫外線(xiàn)消毒技術(shù)的另一特點(diǎn)是一年365天，一天24小時(shí)連續運行。除定期需一、二小時(shí)以?xún)鹊睦斜ｐB外，其最佳操作條件是24小時(shí)連續運行。大水量消毒是現代紫外的另一大特征。除了可以消毒小水量(每小時(shí)幾十升)，也可以消毒大水量。目前紫外技術(shù)在實(shí)際應用中最大已達到每小時(shí)6萬(wàn)噸。如果實(shí)際需要，還可以更大。
