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紫外線(xiàn)的消毒原理(lǐ)和方法

来源: 日期:2022-08-27 10:51:23

紫外線(xiàn)应用(yòng)已经有(yǒu)几十年的历史。 但是由于其技术复杂, 使其应用(yòng)受到限制。 经过近二十年的研究和实践,以紫外線(xiàn)為(wèi)主组成的复合应用(yòng)技术,以其良好的处理(lǐ)效果成為(wèi)人们生活的首选。本文(wén)主要阐述了紫外線(xiàn)对人们生活影响 和基本原理(lǐ)。

目前,消毒方法可(kě)分(fēn)為(wèi)两大类, 即化學(xué)消毒法和物(wù)理(lǐ)消毒法。化學(xué)消毒法有(yǒu)加氯消毒和臭氧消毒等;物(wù)理(lǐ)消毒法有(yǒu)紫外線(xiàn)消毒等。

紫外線(xiàn)杀菌消毒原理(lǐ)是利用(yòng)适当波長(cháng)的紫外線(xiàn)能(néng)够破坏微生物(wù)机體(tǐ)细胞中 的 DNA( 脱氧核糖核酸 )或 RNA( 核糖核酸 )的分(fēn)子结构,造成生長(cháng)性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果。经试验,紫外線(xiàn)杀菌的有(yǒu)效波長(cháng)范围可(kě)分(fēn)為(wèi)四个不同的波段: UVA(400~315nm)、UVB( 315~280nm)、UVC(280~200nm)和真空紫外線(xiàn)( 200~ 100nm)。其中能(néng)透过臭氧保护层和云层到达地球 表面的只有(yǒu) UVA 和 UVB 部分(fēn)。就杀菌速度而言,UVC 处于微生物(wù)吸收峰范围之内,可(kě)在 1s 之内通过破坏微生物(wù)的 DNA 结构杀死病毒和细菌, 而 UVA 和 UVB 由于处于微生物(wù)吸收峰范围之外,杀菌速度很(hěn)慢,往往需要数小(xiǎo)时才能(néng)起到杀菌作用(yòng),在实际工程的数秒(miǎo)钟水力停留(照射)时间内,该部分(fēn)实际上属于无效紫外部分(fēn)。真空紫外光穿透能(néng)力极弱,灯管和套管需要采用(yòng)极高透光率的石英,一般用(yòng)半导體(tǐ)行业降解水中的TOC,不用(yòng)于杀菌消毒。因此,给排水工程中所说 的紫外光消毒实际上就是指UVC 消毒。紫外光消毒技术是基于现代防疫學(xué)、医學(xué)和光动力學(xué)的基础上,利用(yòng)特殊设计的高效率、高强度和長(cháng)寿命的UVC 波段紫外光照射流水,将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他(tā)病原體(tǐ)直接杀死,达到消毒的目的。

研究表明,紫外線(xiàn)主要是通过对微生物(wù)(细菌、病毒、芽孢等病原體(tǐ))的辐射损伤和破坏核酸的功能(néng)使微生物(wù)致死,从而达到消毒的目的。 紫外線(xiàn)对核酸的作用(yòng)可(kě)导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物(wù)等,从而改变了DNA 的生物(wù)活性, 使微生物(wù)自身不能(néng)复制, 这种紫外線(xiàn)损伤也是致死性损伤。紫外線(xiàn)消毒是一种物(wù)理(lǐ)方法, 它不向水中增加任何物(wù)质, 没有(yǒu)副作用(yòng),这是它优于氯化消毒的地方,它通常与其它物(wù)质联合使用(yòng),常见的联合工艺有(yǒu) UV+H2O2、UV+H2O2+O3、UV+TiO2。紫外線(xiàn)是一种肉眼看不见的光波, 存在于光谱紫外線(xiàn)端的外侧, 故称之為(wèi)紫外線(xiàn),依据不同的波長(cháng)范围,被割分(fēn)為(wèi) A、B、C 三种波段,其中的 C 波段紫外線(xiàn)波長(cháng)在 240-260nm 之间,為(wèi)最有(yǒu)效的杀菌波段。

现代紫外線(xiàn)消毒技术是基于现代防疫學(xué)、光學(xué)、生物(wù)學(xué)和物(wù)理(lǐ)化學(xué)的基础上,利用(yòng)特殊设计的高效率,高强度和長(cháng)寿命的 C 波段紫外光发生装置,产生的强紫外 C 光照射空气或物(wù)體(tǐ)表面,当空气或固體(tǐ)表面中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原體(tǐ)受到一定剂量的紫外 C 光辐射后,其细胞中的 DNA 结构受到破坏, 从而在不使用(yòng)任何化學(xué)药物(wù)的情况下杀灭细菌、 病毒, 以及其它致病體(tǐ),达到消毒和净化的目的。它具有(yǒu)高效、广谱、价廉、長(cháng)寿、操作简便、运行费用(yòng)低、不产生任何二次污染的优点。

紫外線(xiàn)是一种比可(kě)见光波長(cháng)还短的光線(xiàn),它可(kě)以根据波長(cháng)分(fēn)為(wèi)三种:

A 光:短期效应会造成晒红、 晒黑、光敏感反应, 長(cháng)期则会产生皱纹、 黑斑、皮肤老化。

B 光:短期效应是晒红、晒黑、晒伤,長(cháng)期影响会長(cháng)皱纹、黑斑、皮肤癌。

C 光:因臭氧层无法到达地表,短期看不出来,但長(cháng)期会产生皮肤癌。

我们可(kě)以清楚了解,容易造成晒伤的是 B 光;也就是说,当你兴高采烈的到海滩去晒得又(yòu)红又(yòu)痛,还脱了一层皮回来,就是紫外線(xiàn)B 光的短期作用(yòng)。“室内紫外線(xiàn)晒黑法 ”就是利用(yòng) “趋吉避凶 ”的原理(lǐ),避开紫外線(xiàn)B光,只用(yòng)紫外線(xiàn)A光,这样短期内就可(kě)以达到晒黑的效应,却没有(yǒu)晒伤的顾虑。也就是在装设有(yǒu)许多(duō)紫外線(xiàn)A光灯管的机器内,循序渐进的增加曝晒的时间,来达到逐渐变黑的目的。