【资料】紫外线消毒技术

紫外线消毒的技术适用范围
目前，紫外线技术的功能和优势已经得到了广泛的认可，随着水质标准和人们安全意识的不断提高，紫外线消毒在以下领域将有着更加广阔的应用前景。

污水消毒：紫外线用于污水处理和中水回用的终端消毒已经有了并将拥有更多的工程应用实例。

高级氧化：针对浓度高、可生化性差的工业废水，光催化氧化和光化学氧化将充分发挥其强氧化能力，无选择性地降解大分子有机物。

泳池及工、商业工艺用水的氧化及消毒处理，油田回注水、医院废水等特殊领域的消毒处理。

饮用水消毒：紫外线能有效杀灭贾第虫和隐孢子虫，是饮用水处理的一道安全屏障。

降低TOC：主要用在高技术产业和实验室装置中。

消除臭氧：紫外线对于破坏剩余臭氧非常有效，它可以把臭氧分解成氧气，消除水中臭氧对后续工序的影响。

消除余氯：紫外线已被证实可以有效破坏余氯和氯氨的化学键。

表面消毒：食品业和饮料生产业的安全性不允许添加化学物质进行杀菌，因而紫外线表面消毒技术成为首选的消毒工艺之一。

什么是紫外线?
紫外线，英文名Ultraviolet ray或(Ultraviolet radiation，简称UV，是由德国科学家里特发现的，紫外线是电磁波谱中波长从100—400nm(纳米)辐射的总称。紫外线的波长愈短，对人类皮肤危害越大。短波紫外线可穿过真皮，中波则可进入真皮。

紫外线是一种肉眼看不见的光波，波长范围为100-40nm(纳米)存在于光谱紫外线端的外侧，故称之为紫外线，依据不同的波长范围，被割分为A、B、C三种波段，其中的C波段紫外线波长在240－260nm之间，为最有效的杀菌波段，波段中之波长最强点是253.7nm。







自然界中的紫外线主要由太阳发出的，按照波长不同分为UVA、UVB、UVC三个波段；

UVA是生活紫外线，波长范围315-400nm，可透过窗户玻璃和云层射入人的肌肤；

UVB是户外紫外线，波长范围280-315nm，人们在室外活动时直接射入皮肤。没有被臭氧层吸收掉的UVA和UVB会照射到地球表面，给我们的肌肤带来伤害。

UVC是紫外线C波段波长范围为在200－280nm之间，自然界中太阳发出的紫外线C段几乎全部被高层大气的臭氧层过滤掉了。UVC能够穿透微生物和人类细胞并对细胎中的DNA造成损伤，正是利用VUC的这这一点特性，对水中的微生物进行灭活消毒。UVC最有效的杀菌波段，波段中之波长最强点是253.7nm。

紫外线消毒原理
紫外消毒的杀菌原理是利用紫外线光子的能量破环水体中各种病毒、细菌以及其它致病体的DNA结构。主要是使DNA中的各种结构键断裂或发生光化学聚合反应，例如使DNA中胸腺嘧啶二聚体，从而使各种病毒、细菌以及其它致病体丧失复制繁殖能力，达到灭菌的效果。


紫外线消毒前DNA--所有复制所需的分子链都是完整的


紫外线消毒后的DNA-断裂分子链和胸腺嘧啶二聚体阻止细胞的复制，从而使生物体和人免受疾病的感染



紫外线杀菌波段主要介于200～300nm之间，其中以253.7 nm波长的杀菌能力最强。当水或空气中的各种细菌病毒经过紫外线（253.7nm波长）照射区域时，紫外线穿透微生物的细胞膜和细胞核，破坏核酸（ＤＮＡ或ＲＮＡ）的分子键，使其失去复制能力或失去活性而死亡，从而在不使用任何化学药物的情况下杀灭水或空气中所有的细菌病毒。


紫外线的消毒效果曲线



紫外线消毒技术是国际上90年代末兴起的最新一代消毒技术。它集光学、微生物学、电子、流体力学、空气动力学为一体，具有高效率、广谱性、低成本、长寿命、大水量和无二次污染的特点，是国际上公认的21世纪的主流消毒技术。

紫外线杀菌灯工作原理
目前能够输出足够的UVC强度用于工程消毒的只有人工汞（合金）灯光源。紫外线杀菌灯灯管是由石英玻璃制成，汞灯根据点亮后的灯管内汞蒸气压的不同和紫外线输出强度的不同，分为三种：低压低强度汞灯、中压高强度汞灯和低压高强度汞灯。杀菌效果是由微生物所接受的照射剂量决定的，同时，也受到紫外线的输出能量，与灯的类型，光强和使用时间有关，随着灯的老化，它将丧失30%-50%的强度。紫外照射剂量是指达到一定的细菌灭活率时，需要特定波长紫外线的量：照射剂量（J／m2）＝照射时间（s）×UVC强度（W／m2）照射剂量越大，消毒效率越高，由于设备尺寸要求，一般照射时间只有几秒，因此，灯管的UVC输出强度就成了衡量紫外光消毒设备性能最主要的参数。在城市污水消毒中，一般平均照射剂量在300 J／m2以上。低于此值，有可能出现光复活现象，即病菌不能被彻底杀死，当从渠道中流出接受可见光照射后，重新复活，降低了杀菌效果。杀菌效率要求越高，所需的照射剂量越大。影响微生物接受到足够紫外光照射剂量的主要因素是透光率（254 nm处），当UVC输出强度和照射时间一定时，透光率的变化将造成微生物实际接受剂量的变化。

呵呵，好！

现代UVC消毒技术的优势
UVC水消毒技术对细菌病毒以及其它致病体的消毒效果已得到全世界的公认。UVC水消毒技术具有下列明显的优点。

1、高效杀菌广谱性

　 UVC技术在目前所有的消毒技术中，杀菌的广谱性是最高的。它对几乎所有的细菌，病毒都能高效率杀灭。并且对一些对人类危害极大的，而氯气以至臭氧无法或不能有效杀灭的寄生虫类（例如隐性包囊虫 cryptosporidium，贾第鞭毛虫giardia等）都能有效杀灭。




2、高效率杀菌

UVC消毒技术具有其它技术无可比拟的杀菌效率。杀菌效率 可达99％－99.9％。表1列出紫外Ｃ技术对常见几种细菌病毒的杀菌时间一般只需１秒以内。而传统氯气、臭氧等化学消毒方法要达到紫外Ｃ的杀菌效果一般需要20分钟至 １小时的时间。

表1 UVC技术对常见细菌病毒的杀菌效率 （紫外辐射强度：30,000μW/cm2）
种类
名称
100％杀灭需的时间（秒）

细菌类
炭疽杆菌
0.3

破伤风杆菌
0.33

痢疾杆菌
0.15

大肠杆菌
0.36

沙门氏菌属
0.51

志贺氏菌属
0.28

病毒类
流感病毒
0.23

噬菌胞病毒
0.2

轮状病毒
0.52

乙肝病毒
0.73

爱柯病毒
0.73

霉菌孢子
曲霉属
0.73-8.80

大粪真菌
8

毛霉菌属
0.23-4.67

黑曲霉
6.67

水藻类
蓝绿藻
10-20

线虫卵
3.4

草履虫属
7.3

原生动物属类
4-6.70

鱼类病
白斑病
2.67

病毒性出血病
1.6




3. 无二次污染

由于UVC 技术可以被控制为仅仅是杀菌，并且不加入任何化学药剂，因此它不会对水体和周围环境产生二次污染。不改变水中任何成分。对氯消毒来说，其与水中有机物产生的有机氯已被公认为对人体有致癌作用，并且水中含有的氯化合物在某些场合下会起到反作用，对水中生物以及水环境产生毒害。臭氧方法也有类似的问题。大量难闻的未溶解到水中的臭氧挥发到空气中，有害于附近工作人员的身心健康。

4． 运行安全、可靠

传统的消毒技术如采用氯化物或臭氧，其消毒剂本身就是属于剧毒、易燃、易爆的物质。这些物质的使用对操作现场人员以及周围环境和居民安全产生潜在的威胁，需要特别小心。我国的公安、消防及环保等部门对这些高危物质的使用有严格的运输、保存和操作规定。这些都极大地增加了基层使用单位领导、操作人员和周边居民的心理负担和不安全感。现代紫外消毒系统不存在这样的安全隐患，是一种对周边环境以及操作人员相对安全可靠得多的消毒技术。

5． 运行维护费用低

通常一种高效率的技术总是和高成本，高运行费用联系在一块。但是，UVC技术却是例外。由于九十年代对UVC核心技术的完善，UVC消毒技术不仅消毒效率是所有消毒手段中最高的，而且消毒运行维护最简单，运行成本最低，在千吨处理量水平可达到每吨水4厘人民币甚至更低，因此，其性能价格比是所有消毒技术中最高的。它既具有其它消毒技术无法比拟的高效率，又具有成本和运行费低的优点。在千吨水处理量水平，它的成本只是氯消毒的1/2，是氯加脱氯消毒的2/5，更只有臭氧消毒成本的1/9。即使在十万吨处理量水平，UVC的投资及运行成本也远远低于其它消毒技术。

6. 安装、操作简便

紫外Ｃ消毒系统为模块化设计，安装简便，适合任何的安装现场条件，不破坏现场的设备、管线和建筑结构。系统只需接上电源，即可一年365天，每天24小时连续运行，清洗灯管时无需停机，除定期需1-2小时例行维护外，均可不间断地使用。而氯和臭氧消毒操作复杂，对操作人员质素要求高，任何疏忽都可能使消毒效果下降，甚至造成严重的事故。

7． 占地小，无噪音

　　 日处理万吨净水的 紫外Ｃ消毒设备仅需4平方米的运行操作空间，日处理5万吨污水的UVC消毒系统仅需1条（10米×2米）水渠。而化学消毒方法则需要几倍于此的药剂接触池用地。另外，紫外Ｃ消毒设备靠自流式供水（无 需水泵），不产生任何噪音。

8． 连续大水量消毒

目前紫外消毒技术在实际应用中已达到 日处理150万吨水量，如实际需要还可以更大，这是氯加脱氯及臭氧消毒方法难以做到的。

很好，很好!

紫外线消毒技术市政供水/给水厂的应用
紫外线消毒在市政供水上的应用是一种成熟的消毒技术，从1982年开如在美国和欧州广泛的使用。 紫外线消毒技术经与其他的消毒技术共用对水进行组合消毒，以达到全面消灭水中病原体，包括隐性包囊虫（Cryptosporidium）和贾第鞭毛虫（Giardia.）。同时在已有消毒系统上加装紫外线消毒装置，可以减少化学消毒产生的可致癌的化学副产品。




紫外线消毒装置中小型在给水厂的应用

紫外线消毒装置适中小型社区的指社区人口在300-8000人左右的社区供水厂，紫外线消消毒装置可以独立使用或与其他消毒装置共用对水进行消毒。国际和国内主要紫外线消毒制造商如Trojan,Siemens等都开发出了专门适用于中小型给厂紫外线消毒装置。

此类产品的特点和优势

 既可以作为独立的消毒装置也可以作为组消毒的一部分使用

可以简便容易加装在现有的水处理设备上

 可选装完全自动清洗系统，如有必要还可加装化学清洗装置

 可以通过现代化操作平台进行远程监控

 购买和运营成本低

 可用节能的低压紫外线灯泡，耐用更换成本也低廉






紫外线消毒装置在大型市政供水厂的应用

 紫外线装置适合于作为组合消毒的一部分

 可以简便的加装在现有水处理设备上

 全自动控制清洗系统

 初装和运营成本较低

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