紫外線殺菌器
紫外線殺菌是紫外線波長在240~280nm范圍內(nèi)殺破壞細(xì)菌病毒中的DNA（脫氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子結(jié)構(gòu)，造成生長性細(xì)胞死亡和（或）再生性細(xì)胞死亡，達(dá)到殺菌消毒的效果。尤其在波長為時(shí)紫外線的殺菌作用。
含義
此波段與微生物細(xì)胞核中的脫氧核糖核酸的紫外線吸收和光化學(xué)敏感性范圍重合，如下圖。圖中顯示核糖核酸和脫氧核糖核酸的吸收光譜的范圍為240~280nm，吸收峰在260nm。通常認(rèn)為紫外線能改變和破壞結(jié)構(gòu)突變，改變了細(xì)胞的遺傳轉(zhuǎn)錄特性，使生物體喪失蛋白質(zhì)的合成和復(fù)制繁殖能力，其他的蛋白質(zhì)吸收（苯基、和中的芳香環(huán)的吸收峰為280nm）也可能對紫外線的殺菌過程發(fā)揮作用。
一般日光穿透大氣層后達(dá)到地面的紫外線的波長為287~390nm，偏離紫外線的殺菌波長范圍（約250~285nm）。主要是大氣臭氧層的吸收作用使日光光譜中低于290nm的紫外線強(qiáng)度速度減少，故日光的殺菌能力遜于專用的紫外線殺菌燈。
特點(diǎn)
紫外線殺菌作用較強(qiáng)，但對物體的穿透能力很弱。它適用于手術(shù)室、燒傷病房、傳染病房和無菌間的空間消毒及不耐熱物品和臺(tái)面表面消毒。
能量效率
紫外線燈殺菌系統(tǒng)的總能量效率為下列各個(gè)效率的乘積。
1.電效率
紫外線燈發(fā)射的殺菌波段功率占燈管和鎮(zhèn)流器的總電耗的比例。
2.可殺菌光占?xì)⒕ǘ喂β实谋壤?/div>
本項(xiàng)專對反射式反應(yīng)器而言。這是因?yàn)樵诠饩€穿過兩種不同的介質(zhì)時(shí)會(huì)在介質(zhì)的界面上產(chǎn)生反射。設(shè)計(jì)紫外線設(shè)備的時(shí)候應(yīng)考慮到光線入射角度，盡量減少反射光的損失。
3.介質(zhì)中的入射光中用于實(shí)際殺菌所占的比例
取決于介質(zhì)的吸收性質(zhì)、微生物的濃度、光程長度、輻射劑量和流動(dòng)狀態(tài)。該值很低，故實(shí)用上常以宏觀的輻射劑量描述。
在設(shè)計(jì)紫外線殺菌裝置的時(shí)候，要注意根據(jù)實(shí)際殺菌所需的紫外線消毒波段的功率，選擇合適的紫外線燈管形式，并進(jìn)行有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。目前對于各種燈殺菌效率的比較尚缺乏一種按輻射波長衡量的殺菌效果的權(quán)重分析方式，僅采用單位面積的輻射功衡量的輻射劑量指標(biāo)是不的，必須結(jié)合輻射波長、水層厚度、水質(zhì)和運(yùn)行環(huán)境因素，考慮施工、經(jīng)濟(jì)和維修條件進(jìn)行燈具選型和反應(yīng)器的設(shè)計(jì)。
紫外線燈壽命
燈管的老化將使燈失去30%~50%的發(fā)光強(qiáng)度，老化時(shí)短波段衰減。有時(shí)透光介質(zhì)的老化可以用加熱法恢復(fù)（如可將老化的石英加熱到1000°C，維持?jǐn)?shù)小時(shí)）。為了保證殺菌的效率，一般當(dāng)燈管的實(shí)際使用時(shí)間達(dá)到標(biāo)稱壽命的75%時(shí)就應(yīng)該更換。測定老化程度比較可靠的方法是定期測量燈管的輸出光強(qiáng)，是測定其發(fā)射光譜。有人建議對于低壓紫外線燈消毒系統(tǒng)，當(dāng)輻射強(qiáng)度低達(dá)25W/cm時(shí)就應(yīng)予以更換燈管。早期國產(chǎn)低壓燈管的有效使用時(shí)間（定義為當(dāng)發(fā)光效率下降到初始值的70%時(shí)的使用時(shí)間）一般為1000~3000h（國外為7500~14000h），目前已提高到8000~12000h左右。
紫外線燈啟動(dòng)時(shí)對燈管的壽命影響較大。對于低壓燈管，一般每次啟動(dòng)需要3~6min的穩(wěn)定時(shí)間，通常按每啟動(dòng)點(diǎn)燃一次燈管消耗3h有效使用時(shí)間計(jì)算；高壓燈管每次啟動(dòng)的穩(wěn)定時(shí)間約為5~10min，常按一次啟動(dòng)相當(dāng)于消耗5~10h有效使用時(shí)間計(jì)算。
應(yīng)用
消除臭氧
在工業(yè)生產(chǎn)中，臭氧常被用于消毒和凈化水體。但是，由于臭氧有的氧化能力，水中剩余的臭氧如果不被去除會(huì)有可能對下程有所影響，因此，通常臭氧處理過的水在進(jìn)入主要的工藝流程之前必須將水中剩余臭氧去除掉。254納米波長的紫外線對于破壞剩余臭氧非常有效，它可以把臭氧分解成氧氣。盡管不同的系統(tǒng)所需要的規(guī)模不同，但通常來講，一個(gè)典型的臭氧消除系統(tǒng)所需的紫外線放射量是一個(gè)傳統(tǒng)的滅菌消毒系統(tǒng)的三倍左右。
降低總有機(jī)碳量
在很多高技術(shù)和實(shí)驗(yàn)室裝置中，有機(jī)物會(huì)妨礙高純度水的生產(chǎn)。有很多方法可以把有機(jī)物從水中清除掉，較常用的方法包括使用活性炭和反滲透。波長較短的紫外線(185納米)也可以有效地降低總有機(jī)碳量(值的一提的是這些放射器也產(chǎn)生254納米波長的紫外線，因此可以同時(shí)進(jìn)行消毒)。波長較短的紫外線具有更多的能量，因此能夠分解有機(jī)物。紫外線氧化有機(jī)的反應(yīng)過程雖然非常復(fù)雜，其主要原理是通過產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的自由氫氧，將有機(jī)物氧化成水和二氧化碳。和臭氧清除系統(tǒng)一樣，這種降解有機(jī)碳的紫外線系統(tǒng)的紫外線放射量是傳統(tǒng)消毒系統(tǒng)的三到四倍。
液體糖消毒
大多數(shù)食品和飲料廠家都大量地使用液體糖。由于糖是很容易被細(xì)菌所利用的食物，因此很容易促成細(xì)菌繁殖。另外，液體糖是不透明的，所以很難進(jìn)行消毒。254納米波長的紫外線可以用來對液體糖產(chǎn)品進(jìn)行消毒。為了彌補(bǔ)液體的黏稠度和顏色造成的能量損耗，很多紫外線發(fā)射器需要被緊緊地排列起來組成所謂的 “薄膜” 反應(yīng)器。這種放射器的緊密組合可以提供所要求的非常高的紫外線放射量，從而可以對液體糖進(jìn)行有效的消毒。它的紫外線的能量輸出大約是傳統(tǒng)消毒系統(tǒng)的7到10倍。
降解余氯
在市政水處理和供水系統(tǒng)， 加氯消毒是非常必要的。但在工業(yè)生產(chǎn)過程中，為了避免對產(chǎn)品產(chǎn)生不良影響，去除水中的余氯卻經(jīng)常是必要的前處理。消除余氯的基本方法有活性炭床和化學(xué)處理?；钚蕴继幚淼娜秉c(diǎn)在于它需要不斷再生，而且經(jīng)常遇到細(xì)菌滋生的問題。185納米和254納米波長的紫外線都被證實(shí)可以有效地破壞余氯和氯氨的化學(xué)鍵。雖然需要巨大的紫外線能量才能發(fā)揮作用，但它的優(yōu)點(diǎn)在于此方法不需向水中添加任何藥物，不需要儲(chǔ)存化學(xué)物質(zhì)，容易維修，而且同時(shí)還有殺菌和去除有機(jī)物的作用。
表面和空氣消毒
用紫外線進(jìn)行空氣消毒和紫外線用于水消毒一樣有很久的歷史?？諝庀驹O(shè)備用于醫(yī)院、診所和凈化房間已行之有年?，F(xiàn)在，工廠、辦公室和家庭也開始使用空氣消毒設(shè)備。
空氣消毒的原理和水消毒一樣。通常，紫外線燈可安裝在空氣管道里，位于盤管的前端，或裝在固定于墻上的架子上。當(dāng)空氣經(jīng)過時(shí)，空氣中的微生物就被殺死而變得無害了。表面消毒的原理也是這樣。在食品和飲料生產(chǎn)業(yè)中，傳送帶上的產(chǎn)品就是由表面消毒設(shè)備進(jìn)行消毒的。
冷卻塔消毒
為了降低殺生劑的費(fèi)用以及化學(xué)處理對健康的危害，紫外線系統(tǒng)可以安裝在冷卻塔的水循環(huán)系統(tǒng)中以起到殺菌的作用。如果和過濾器一并使用，紫外線可以有效的控制微生物在冷卻塔中的生長。雖然冷卻塔中仍然需要保留一定的殺生劑濃度，應(yīng)用紫外線可以大大降低其使用量。
