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紫外线杀菌灯

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  紫外线杀菌灯实际上是属于一种低压汞灯。低压汞灯是利用较低压汞蒸汽(10-2Pa)被激化而发出紫外光,其发光谱线nm波长,这两条都是肉眼看不见的紫外线。

  杀菌灯不需要转化为可见光,250nm-260nm波长能起到很好的杀菌作用,此波长区间能破坏其染色体,起到光化作用。

  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。

  大多数紫外线装置利用传统的低压紫外灯技术,也有一些大型水厂采用低压高强度紫外灯系统和中压高强度紫外灯系统,由于产生高强度的紫外线%以上,从而缩小了占地面积,节约了安装和维修费用,并且使紫外线消毒法对水质较差的出水也适用。

  由于紫外线能够穿透细胞使其死亡,因此用紫外线消毒时要注意不能直接照射到人的皮肤,尤其是人的眼睛,紫外线杀菌灯点亮时不要直视灯管,由于短波紫外线不透过普通玻璃,戴眼镜可避免眼睛受伤害。如果不小心眼受伤,一般情况也无关大碍,就象被太阳光灼伤一样,严重的可滴眼药水或人乳,帮助复原。在有人的场合,不要使用有臭氧灯管,臭氧浓度高时能使人中毒。

  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,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。

  随着市场的变化,客户对产品的要求不断提高,现各紫外线灯管厂家都在发展长寿命灯管,如冷阴极系列,外径为4、5、6、10、12mm的紫外线灯管。

  细菌中的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和核蛋白的吸收紫外线nm。

  细菌吸收紫外线后,引起DNA链断裂,造成核酸和蛋白的交联破裂,杀灭核酸的生物活性,致细菌死亡。

  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nm)。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。

  研究表明,紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体) 的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死,从而达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等,从而改变了DNA的生物活性,使微生物自身不能复制,这种紫外线损伤也是致死性损伤。

  紫外线消毒是一种物理方法,它不向水中增加任何物质,没有副作用,这是它优于氯化消毒的地方,它通常与其它物质联合使用,常见的联合工艺有UV+H2O2、UV+H2O2+O3、UV+TiO2,这样,消毒效果会更好。

  (1)一些国产不合格的紫外线灯不能提供剩余的消毒能力,当处理水离开反应器之后,一些被紫外线杀伤的微生物在光复活机制下会修复损伤的DNA分子,使细菌再生。因此,要进一步研究光复活的原理和条件,确定避免光复活发生的最小紫外线照射强度、时间或剂量。

  (2)石英套管外壁的清洗工作是运行和维修的关键。当污水流经紫外线消毒器时,其中有许多无机杂质会沉淀、粘附在套管外壁上。尤其当污水中有机物含量较高时更容易形成污垢膜,而且微生物容易生长形成生物膜,这些都会抑制紫外线的透射,影响消毒效果。因此,必须根据不同的水质采用合理的防结垢措施和清洗装置,开发研制具有自动清洗功能的紫外线)国产紫外灯执行直管型石英紫外线低压汞消毒灯的国家行业标准,灯的最大功率为4W,且有效寿命一般为1000~3000h,而进口低压灯管的有效运行时间可达8000~12000h,中压灯管也可达5000~6000h。相比之下,使用国产灯管会增加维修费用,因此,研制生产寿命长的紫外灯或直接引进国外先进的紫外灯生产技术是亟待解决的问题。

  (4)在我国污水厂紫外消毒系统招标中,有些污水厂由于大量工业污水的导入,使得排放的污水色度加深,但招标文件中的污水紫外透射率参数仍采用国外提供的数值,造成与国内污水实际情况差别很大,为将来紫外设备的运行达到消毒要求,留下了难以克服的障碍。

  紫外线杀菌消毒灯管对紫外线的计量要使用测量紫外线的专用仪器---紫外辐照度计,测试时紫外灯水平放置,将紫外辐照度计的探测器放在距灯管中心下方垂直距离一米处,同时屏蔽杂散光。紫外杀菌灯需要先打开一段时间,待其光源稳定后测量的数据更具参考性。

  一般紫外辐照计都是由测量显示器和探测器(即探头)两部分组成,考虑到测量时探测器需要放置在光源的垂直下面1m处,新款的LS126C紫外辐照计的探头里面放置了小块的强性磁铁,方便测量过程中探测器的固定,只要在对应位置放置磁铁能吸住的金属物品,便可牢固的固定探测器,接下来就能方便测试了。

  紫外线杀菌灯发出的紫外光是一种不可见光,253.7nm的波长就能起到很好的杀菌作用,这是因为细胞对光波的吸收谱线nm的紫外线有最大的吸收,被吸收的紫外线实际上作用于细胞遗传物质即DNA,它起到一种光化作用。

  使用杀菌灯时注意的人身安全:由于紫外线会杀死细胞,因此紫外线消毒时要注意不能直接照射到人的皮肤避免受伤害。

  紫外线杀菌器需带有时间累计提示功能和强度报警功能,以便提醒使用者及时更换紫外灯管。

  紫外线在水处理中的应用已经有几十年的历史。但是由于其技术复杂,成本昂贵,使其应用受到限制。但是如今国外的紫外线技术已经得到了广泛的应用,取缔了传统的氯化消毒,而且价格低于传统氯化消毒。本世纪七十年代,由于水污染的加剧和公众健康意识的提高,迫使人们在传统水处理工艺的基础上采用新的手段,保证供水水质符合更加安全的饮用水标准。经过近二十年的研究和实践,以紫外线为主组成的复合应用技术,以其良好的处理效果成为给水深度净化技术的首选。

  (1)紫外光用于城市污水二级处理出水的消毒可以满足目前国内景观及绿化用水要求。

  另外,经过紫外线消毒的污水可以在很多领域再利用,以实现污水资源化。将其用于灌溉农田、林地和草坪等可避免化学消毒剂对植物的损伤;用于地下水回灌可以防止微生物对化学消毒剂产生适应性而再度繁殖造成的地层堵塞。随着对紫外线消毒机理的深入研究、紫外线技术的不断发展以及消毒装置在设计上不断完善,紫外线消毒法有望成为代替传统氯化消毒的主要方法之一。