紫外线杀菌消毒的原理以及在消毒器中的应用

紫外线发现于1801年德国物理学家里特发现了一种看不见的光线，它在可见光谱紫端的外侧一段,能使含有氯化银的照相底片感光;使涂有铂氰化钦的物质发出绿光;使呈酸性的硫酸奎宁溶液发出蓝光;能使许多物质发出荧光。上述现象表明,在紫光的光谱区域外,还有一种看不见的光线存在。后来,人们把这种用肉眼看不见的光线称为紫外线。

紫外线传感器只对185～260nm狭窄范围内的紫外线进行响应，而对其它频谱范围的光线不敏感，利用它可以对火焰中的紫外线进行检测。它是一个封闭且能透过紫外线的玻璃管，管内充满了一种特殊的气体。玻璃管内部有一对由金属引线引出的电极——阳极和光电阴极，其中光电阴极由只对紫外线敏感的金属材料制成，在紫外线照射下发射光电子。

紫外线消毒杀菌用途很广，医院、学校、托儿所、电影院、公交车、办公室、家庭等，它能净化空气，消除霉味，水质消毒，此外还能产生一定量的负氧离子，经紫外线消毒的房间，空气特别清新。在公共场合，经紫外线消毒，可避免一些病菌经空气传播或经物体表面传播。

紫外线杀菌消毒的原理：

是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构，造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。经试验，紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段：UVA（400～315nm）、UVB（315～280nm）、UVC（280～200nm）和真空紫外线（200～100nm）。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。就杀菌速度而言，UVC处于微生物吸收峰范围之内，可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌，而UVA和UVB由于处于微生物吸收峰范围之外，杀菌速度很慢，往往需要数小时才能起到杀菌作用，在实际工程的数秒钟水力停留（照射）时间内，该部分实际上属于无效紫外部分。真空紫外光穿透能力极弱，灯管和套管需要采用极高透光率的石英，一般用半导体行业降解水中的TOC，不用于杀菌消毒。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学、医学和光动力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水，将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死，达到消毒的目的。

水是保持生命的重要条件之一。人体内的水份约占体重的65％，在正常情况下每人每天约需摄入水2-3升。水又是多种疾病传播的媒介。如霍乱、伤寒、痢疾、钩端螺旋体病和传染性肝炎等都能借水传播。水还容易受到工业废水、生活用废水、以及人畜粪便等的污染，导致水源水质的恶化。

紫外线消毒装置通常由UVC紫外线灯管（简称UVC灯管）、石英保护管、进水口、出水口、保护帽、不锈钢外壳组成。其中，多为水平安装，且进水口和出水口在不锈钢外壳的一侧，UVC灯管水平安装存在的缺陷和不足：一是水平安装限制了紫外线消毒装置的使用范围。二是现有的紫外线消毒装置中进出水口位置造成了水流在石英管内照射不均匀，导致UVC灯管对水杀菌不彻底。三是现有同等功率的紫外线消毒装置体积偏大，很难运用于小型水处理设备，也不能满足在特殊场合的使用要求，如战争水污染、荒岛、抗震救灾、救援过程中需要实现快速移动式水处理设备来制取饮用水。

国内著名传感器线上商城工采网从韩国进口了两款适用于饮水机消毒的紫外线传感器，分别是紫外线传感器 - GUVC-T10GD-L和紫外线传感器 - GUVC-T10GD，这两款紫外线传感器都是大感光面积的产品，主要检测的波段范围在254nm。都是应用在紫外线消毒装置中的优质紫外线传感器，感光芯片的面积为1.536mm2。紫外线传感器的输出主要和响应度、传感器感光面积以及光强有关，故大感光面积的产品能检测到微弱紫外线辐射。主要应用于UVC灯监测、杀菌灯监测和紫外线消毒等领域。

饮用水紫外线消毒器特点：

1.与其他的消毒方法比较：消毒速度快，不改变水的理化性质，不增加水的臭和味，不产生有害的卤代甲烷化合物，无副作用；操作简单，管理方便，安全可靠。

2. 有计时装置，在工作10000小时后可检测灯管紫外线强度，达到照度可继续使用以利节约资金，充分利用原材料。

3. 可选装定时自控装置，此装置可根据需要设定自动开机和关机程序。另可加装流量传感器自控装置。

饮用水处理紫外线消毒器安装注意事项：

1. 安装位置的选择应使消毒水流经的管路不要太长。

2. 饮用水处理紫外线消毒器应当水平安装。

3. 在选择安装位置时，从饮用水处理紫外线消毒器两端向外延伸，应分别留有≥1.2米和≥0.6米的操作空间，以便更换紫外线灯管或检修工作

4. 为监测和控制消毒水流量，可以同时加装一个流量计。

5. 如果所需的消毒水流量很大，可以采用多台饮用水处理紫外线消毒器并联的方式安装。

6. 为便于检修，在安装饮用水处理紫外线消毒器时应加装旁通管。

7. 安装饮用水处理紫外线消毒器的室内，空气的相对湿度不高于89％，无腐蚀性气体，无导电尘埃，不受强震动与冲击。