紫外xx器工作原理

一、什么是紫外线

　　紫外线是一种辐射能，一种能以光速穿过空气与空间的电磁波能量。
　  在物理学上，依波长的不同可分为： 315nm ～ 400nm 波长的紫外线称为 UV-A ； 280nm ～ 315nm 波长的紫外线为 UV-B ；更短波长的 100nm ～ 280nm 紫外线称为 UV-C 。
    UV-A 通常只会使人的皮肤色素增加； UV-B 则会使皮肤发红，不久便会黑化； UV-C 则对生命有害，会使微生物变异或突然致死。用来消灭水中xx、病毒的紫外线，便是属于波长较短的紫外线。根据研究显示，紫外线波长在 250 ～ 260nm 附近时会破坏染色体，对生物威胁{zd0}。

　　二、紫外线如何xx

紫外线xx是美国国家卫生基金会（NSF）承认的技术，其它同样应用在水质处理如机械式过滤层、逆渗透和中空丝膜等技术，均不被 NSF 所认可。
紫外线xx法是目前最常用的高效能水质处理技术之一，可独立使用或并用于沉淀物过滤法、逆渗透法、活性碳吸附法、去离子法 …… 等多项水处理法。
紫外线xx的应用原理与日光灯相同，只是灯管内部不涂荧光物质，灯管材质采用紫外线穿透率高的石英玻璃为保护外管，并利用核酸对低压水银放电灯的 人工波长为254nm的紫外线有极大吸收值时， 破坏xx与病毒核酸（DNA）的生命遗传物质，与分子内产生激烈的化学变化使其无法繁殖。其中产生最重大的反应是核酸分子内的嘧啶（pyramiding）盐基形成了二量体（diner）。
紫外线能有效地消灭水中xx和病毒，目前认为主要原因在于生成了嘧啶二量体，另外，紫外线在核酸内引起的“光水和反应”和核酸与蛋白质相互作用时的“光架桥反应”，也对其存在着某种影响。

• 紫外线xx的特点

xx的方法多种多样，除紫外线xx外，还有xxxx、加热xx、臭氧xx等，本文仅对紫外线xx的特点作一介绍。
1. 优点
(1) 紫外xx比xxxx效率高；
(2) 对任何微生物xx都有xx效果；
(3) 能对空气、水等流体xx。
2. 缺点
(1) xx范围只限于紫外线所能照射的部分，对物体的后侧、内部不能xx；
(2) xx线对人、动物的眼睛、皮肤有损害，会使物体变色、退色。
由于xx线的特点大大优于xx、加热等xx方法，因此有取代这些xx方式的趋势。通过对紫外辐射的xx试验得出，xx数量随照射时间而成指数减少。例如，用紫外线照射 10 秒，xx减少到 1/10 ；再照射 10 秒即连续照射 20 秒，xx就减少到 1/100 。这种递减关系可用下式表达：

其中， S 为xx的成活率；
N 0 为xx前的xx数；
E 为xx紫外线的照度(W/m)；
t 为照射时间 (sec) ；
D为D值〔把xx减少到1/10，单位面积所需xx线的能量(J/m)〕 。
通过实验知道：用等量的紫外线照射不同的xx，可以得到相同的xx效果。从这点可以得出：xx效果由xx线的照度E(W/m)和照射时间t(sec)的乘积决定。
　　另外，微生物对xx线的反应随微生物的种类、环境条件的不同而不同，一般用D值表示。在表 1 中列出了几种有代表性的微生物的 D 值。一般xx的 D 值比xx的大(对xx，xx线要强些)，即使xx相同，水中的 D 值也要比干燥状态下的大。

表 1 各种微生物的 D 值

微生物名称
 D值（ J/m）
 
　病毒（空气中）
 7.5
 
　肠伤寒菌
 21.4
 
　大肠杆菌（培养基上）
 36.0
 
　大肠杆菌（水中）＊
 60.0
 
　破伤风菌
 49.0
 
　结核菌
 100
 
　杆菌属（芽胞杆菌属）
 403
 
　青菌
 130 ～ 440
 
　酵母菌
 440 ～ 1320
 
　藻类
 3600 ～ 6000
 

条件： 20 ℃ ， RH( 相对湿度 )=35% （＊除外）
通过对沙雷氏菌所做的xx试验得出：非紫外照射的xx率是 0% ；
用 15. 8J/m紫外照射的xx率是 64% ；用 47.4J/m紫外照射的xx率是 98% ；用 94.8J/m紫外照射的xx率是 99% 。
15W 的杀菌灯，在离灯中心50cm处，辐射线的照度是 1.5W/m，这时它的xx能力是日光的60倍，在以上条件下照射大肠杆菌(寒冷天的培养基上)约1分钟就能使菌减少到 1/1000。
被xx线照射后的菌，由于 DNA 受损而失去活性，但这种菌如果受到可见 光的照射或长紫外 (UV-A) 照射后又将恢复其活性。这种现象叫光恢复，是光辐射中的一种奇特现象。根据菌的类型和光照射量的不同，光恢复的结果一也不一样。据有关报告介绍，恢复xx活性的照射量必须是xx照射量的 2～3 倍。正因为如此，在明亮的场所不能用紫外线xx。

• 影响紫外线xx效果的几种因素

紫外线xx由来已久，其xx效果也被普遍公认，而且使用普遍，但诸多因素直接或间接地影响着xx的效果，所以必须重视和排出不利因素，确保和提高紫外线的xx效果，以达到控制xx感染的目的。

　　（ 1 ）紫外线灯管的类型、质量、有无反光罩对其效果的影响

有实验报道，用高硼紫外线灯与石英紫外线灯分别对已知不同种xx进行照射，结果xx在高硼玻璃管紫外线灯照射下的存活数均较高，而在石英紫外线灯照射下较少，故应{sx}石英紫外线灯。目前紫外线灯的质量也有学者作过调查，8只全新紫外线灯经强度检测仪检测，强度为(47.4 ± 3.9)μW/cm，根据我国《xx管理条例》对新灯管的强度要求不得低于100μW/cm，故8只全新灯管无一符合标准，所以评定紫外线灯管的优劣不能根据新旧、是否产生蓝色光、是否形成臭氧作判断，必须检测其强度。
紫外灯在有无反光罩或不同材料的反光罩下所测得的强度差异较大，如 1 支在木板式反光罩下的灯经测试强度<7μW/cm，应属不合格灯管，但改置在抛光铝制反光罩下，强度升高，即可达合格要求，但这种利用反光罩提高照射强度而改判灯管合格是欠妥的，理由是：因灯管所放射出的紫外线强度实际并未改变。对新灯管的强度测定应在无反光设备的条件下进行，为方便工作，可经实验测定各种反光罩的修正系数，将带反光罩时测得的结果除以修正系数，即可得不带反光罩时照射强度值。例： 1 只灯管在无罩下强度为100μW/cm时，而改置在抛光钻罩下强度为 155μW/cm，则修正系数为：155/100=1.55。以后凡在抛光铝罩下测得的强度均应除以1.55。这样就可将部分强度不够标准的灯管淘汰，以便更稳妥、有效地实施紫外线xx。

　　（ 2 ）灯管的清洁程度杀对其效果的影响

　　实验证明灯管若有尘埃覆盖，由于紫外线有穿透力极弱的特点，尘埃可使其强度降低。而经无水酒精擦拭后其输出强度平均可提高 6.29μW/cm。

　　（ 3 ）xx距离、持续时间对xx效果的影响

　　理论上紫外线xx的有效距离为2m之内，有研究报道，照射距离愈近，xx效果愈好，即距离与效果成反比。用已知金葡球菌作试验，在距离紫外线灯1 m处照射30min，存活xx数是7个，在2m处存活xx数是30个。照射持续时间对xx效果的影响现有 2 种认为：一种与传统的理论一致，认为紫外线xx效果随照射时间的延长而增加；而另一种认为是紫外线xx效果与照射时间不成正比。据军事医学科学院微生物流行病研究所研究发现，xx 40min 空气中xx数平均降低约 80% ，继续延长xx时间至 120min ，空气中xx数的下降不明显，此现象的发生乃因为室内人员的呼吸、交谈、走动等随时在产生新的微生物气溶胶，经一定时间后，空气中微生物的产生和消亡即会达到一个动态的平衡。有人对紫外线xx的有关研究发现，紫外线xx 30min 与xx 60min 空气中的xx数差异无统计学意义(P>0.05)，与第2种认为结果一致。显然，这与传统理论相悖，对此还有待进一步深人研究。

　　（ 4 ）不同生物时间对其xx效果的影响

　　迄今为止，微生物的不同生物时间对紫外线xx效果的影响的系统实验报道不多，有人对紫外线空气xx的有关实验研究发现：夜间 ( 无可见光 ) 紫外线空气xx效果优于白天 ( 可见光下 ) 。这是因为不同的生物时间，xx体内的“光复活酶”有着不同的生物效应，在白天xx体内的“光复活酶”获得能量，使损伤的 DNA 修复，可形成单体xx重新恢复生活状态，而在夜间“光复活酶”则不能发生此生物效应。另外，夜间人员流动相对白天少，空气中尘埃数也较白天少，所以，我们认为，进行紫外线空气xx应选择{zj0}生物时间。

• 紫外线xx的用途

在日本，杀菌灯 1961 年开始用于美容店的xx，自从 1963 年通过对烹调用的菜板xx装置标准化后，杀菌灯的市场又扩大了一步。从那以后对食品中的添加物如防腐剂、xx剂等也作了规定，这样杀菌灯在食品加工厂也得到普遍应用。由于爱滋病的威胁，厚生省指定采用杀菌灯为xx美容器的方法之一。很多地方都采用杀菌灯进一步提高公共卫生、环境卫生。
虽然杀菌灯主要是对物体表面进行xx，但xx率高的特点使之在各个领域得到应用。诸如医院病房的“空气xx”设施，水生物观赏池、养鱼池及半导体制造工艺中用净水的“水xx”设施等等，推进了适用于这些场合的高效、高照度杀菌灯的不断开发。

　　六、结束语

　　到目前为止，西方发达国家已在污水处理厂安装了数千套大型紫外线xx系统，应用该技术的厂家约占污水处理厂总数的 10% 。同时，至 2001 年底已有 2000 多家自来水厂采用了紫外xx技术，占自来水厂总数的 10% 以上，并且大量的紫外xx技术改造工程正在进行之中。
紫外辐射xx是照明技术与各学科综合应用而产生的“光辐射应用技术”。 “光辐射应用技术”是一门综合的技术，至今已经取得了突破性的进展，随着社会的进步与科学技术的发展紫外线xx技术必将获得更大的发展空间。

紫外线为波长介于16－397nm的电磁波，其光子能量较低，不足以使原子或分子电离，故属非电离辐。根据波长可将紫外线分为A波、B波、C波和真空紫外线。在波长160－200之间，真空UV对于TOC的去除十分有效，波长在185nm时，TOC去除率{zg}。消毒灭菌用的紫外线是C波紫外线，其波长范围是200－275nm，xx作用最强的波段是250－270nm，在此波段会产生足够剂量的强紫外光照射到液体或空气中，瞬间破坏各种xx、病毒等微生物细胞组织中的DNA、RNA，当病毒或xx在此波段照射下，吸收超过6000－10000U.W.sec/cm2的剂量，其生命中枢DNA（去氧核糖核酸）即遭破坏，使其立即死之或丧失繁殖能力。

    紫外线属广谱xx类，能杀死一切微生物，包括xx、结核菌、病毒、芽孢和xx。

    UV在水处理系统中的应用

    1．TOC去除

    2．xxxx

    3．臭氧分解

    4．氯和氯胺的去除

    特点

    1．能迅速有效地杀灭各种xx、病毒等微生物；

    2．通过光解作用，能有效降解水中的氯化物；

    3．操作简单，维护方便；

    4．占地面积小，处理水量大；

    5．无污染，环保性强，不会产生毒副作用；

    6．投资成本低，运行费用低，设备安装方便；

    7．利用光学原理设计独特的内壁处理工艺，使腔体内得以{zd0}限度地利用紫外线，使xx效果成倍提高。   

    注意事项及使用说明

    1．紫外线不能直接照射到人体的肌肤；

    2．紫外线对工作环境的温度和湿度有一定的要求：在20℃以上，照射强度较稳定；在5～20℃之间，随温度的上升照射强度增加；相对湿度60%以下时，xx能力较强，湿度增至70%时，微生物对紫外线的敏感性降低，湿度增至90%时，xx力衰退30%～40%。

    3．对水进行xx时，水层厚度均应小于2cm，水流过时接受90000UW.S/cm2以上的照射剂量才能使水达到有效xx。

    4．紫外灯管和套管表面有灰尘和油污时，会阻碍紫外线透过，因而应经常（一般两周一次）以酒精、丙酮、氨水作擦拭。

    5．灯管启动时，加温至稳定状态需数分钟，端电压较高。关闭后若立即重开，常常较难启动，且易损坏灯管并减少灯管使用寿命，故一般不宜频繁启动