紫外線殺菌技術(shù)，在水處理過(guò)程中如何應(yīng)用？

摘要：利用紫外線殺滅水生傳染病菌的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)得到廣泛確認(rèn)。其實(shí)，工業(yè)界是最早使用這項(xiàng)技術(shù)的先驅(qū)之一。今天，幾乎所有的工業(yè)都將紫外線技術(shù)應(yīng)用到水處理系統(tǒng)中，包括食品和飲料業(yè)、制藥業(yè)、化妝品業(yè)、保健品業(yè)、制造業(yè)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)等等。殺菌消毒是紫外線技術(shù)在水和廢水領(lǐng)域中的主要應(yīng)用。與此同時(shí)，工業(yè)界還將此技術(shù)應(yīng)用在其他許多方面，其中包括消除臭氧、降低總有機(jī)碳（TOC）、液體糖消毒、降解氯氣、表面和空氣以及冷卻塔消毒等。本文將對(duì)紫外線在工業(yè)界的一些用途進(jìn)行簡(jiǎn)要的概述。

殺菌

紫外線殺菌主要是利用254納米波長(zhǎng)的紫外線光。此波長(zhǎng)的紫外線光，即使是在微量的紫外線投射劑量下，也可以破壞一個(gè)細(xì)胞的生命核心——DNA，因此阻止細(xì)胞再生,喪失再生能力使細(xì)菌變得無(wú)害，從而達(dá)到滅菌的效果。象所有其它紫外線應(yīng)用技術(shù)一樣，這種系統(tǒng)的規(guī)模取決于紫外線的強(qiáng)度（照射器的強(qiáng)度和功率）和接觸時(shí)間（水、液體、或空氣暴露在紫外線下的時(shí)間長(zhǎng)短）。

消除臭氧

紫外線殺菌主要是利用254納米波長(zhǎng)的紫外線光。此波長(zhǎng)的紫外線光，即使是在微量的紫外線投射劑量下，也可以破壞一個(gè)細(xì)胞的生命核心——DNA，因此阻止細(xì)胞再生,喪失再生能力使細(xì)菌變得無(wú)害，從而達(dá)到滅菌的效果。象所有其它紫外線應(yīng)用技術(shù)一樣，這種系統(tǒng)的規(guī)模取決于紫外線的強(qiáng)度（照射器的強(qiáng)度和功率）和接觸時(shí)間（水、液體、或空氣暴露在紫外線下的時(shí)間長(zhǎng)短）。

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(zhǎng)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(zhǎng)的紫外線，因此可以同時(shí)進(jìn)行消毒）。波長(zhǎng)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(guò)程雖然非常復(fù)雜，其主要原理是通過(guò)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)行徹底消毒。254納米波長(zhǎng)的紫外線可以用來(lái)對(duì)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(lái)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(duì)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(guò)程中，為了避免對(duì)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(wèn)題。185納米和254納米波長(zhǎng)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(kāi)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(pán)管的前端，或裝在固定于墻上的架子上。當(dāng)空氣經(jīng)過(guò)時(shí)，空氣中的微生物就被殺死而變得無(wú)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（購(gòu)買(mǎi)、儲(chǔ)存、保險(xiǎn)）以及化學(xué)處理對(duì)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(guò)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(zhǎng)。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。

紫外線殺菌的原理

紫外線是波長(zhǎng)在100~380nm的電磁波，根據(jù)其波長(zhǎng)及功能的不同，又分為四個(gè)波段，其中UV-C是具有有效殺菌效果的紫外線波段。

當(dāng)水中的各種細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)、水藻以及其它病原體受到一定劑量的UV-C輻射后，其細(xì)胞中的DNA或RNA結(jié)構(gòu)受到破壞，使其喪失復(fù)制和繁殖能力，因細(xì)菌、病毒的生命周期一般很短，不能繁殖的細(xì)菌、病毒就會(huì)迅速死亡，從而在不使用任何化學(xué)藥物的情況下達(dá)到消毒和凈化的目的。

紫外線殺菌的優(yōu)勢(shì)

1、高效率殺菌

具有較高的殺菌效率，紫外C對(duì)細(xì)菌、病毒的殺滅作用一般在1秒以內(nèi)，傳統(tǒng)的氯氣以及臭氧方法，達(dá)到紫外C的殺菌效果一般需要20分鐘至1小時(shí)。

2、殺菌廣譜性

紫外C技術(shù)在目前的消毒技術(shù)中，殺菌的廣譜性相當(dāng)高，它對(duì)幾乎所有的細(xì)菌和病毒都能高效率殺滅，并且對(duì)一些危害較大，而氯氣和臭氧在水消毒可能的濃度內(nèi)很難有效殺滅的原生動(dòng)物都能有效殺滅。

3、無(wú)二次污染

由于紫外C技術(shù)不加入任何化學(xué)藥劑，因此它不會(huì)對(duì)水體和周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染，不改變水中任何成分。而對(duì)氯消毒來(lái)說(shuō)，如果水中含有大量的有機(jī)物，其產(chǎn)生的有機(jī)氯對(duì)人體有致癌作用，并且水中含有的氯化合物在某些場(chǎng)合下，對(duì)水中生物、植物以及水環(huán)境產(chǎn)生危害。

4、運(yùn)行安全可靠

傳統(tǒng)的消毒技術(shù)如采用氯化合物或臭氧，其消毒劑屬于劇毒、易燃、易爆腐蝕性物質(zhì)，這些物質(zhì)的使用必須特別小心，現(xiàn)代紫外水消毒系統(tǒng)是一種對(duì)周圍環(huán)境以及操作人員相對(duì)安全可靠的技術(shù)。