紫外線消毒器的殺菌原理

紫外線消毒器也叫紫外線殺菌器，分為空氣紫外線消毒器和水消毒紫外線消毒器，因?yàn)樽贤饩€殺菌器多用于水處理中，所以通常所說(shuō)紫外線消毒器是指水消毒紫外線消毒器，水處理中的紫外線消毒器是用紫外線殺菌燈來(lái)殺滅水中細(xì)菌和病毒的裝置，分為密閉壓力式和敞開(kāi)重力式，由于污水流量大，多采用溝渠排放，所以污水紫外線消毒器多數(shù)是明渠式紫外線消毒器，而生活飲用水消毒要求嚴(yán)格，設(shè)備精密度要求更高，因此多采用密閉壓力式，也叫管道式紫外線消毒器。紫外線消毒器的主要組成部件有，紫外線殺菌燈，紫外線鎮(zhèn)流器，高純度石英管，反應(yīng)腔體（密閉壓力式敞，開(kāi)重力式?jīng)]有），密封組件，配電箱組成。其中紫外線燈管的照射強(qiáng)度和燈管的有效使用時(shí)間（和使用時(shí)間不一樣），石英管材質(zhì)的純度，鎮(zhèn)流器輸出電壓穩(wěn)定不穩(wěn)定，決定了這個(gè)紫外線殺菌器的殺菌效果和這個(gè)產(chǎn)品價(jià)值，紫外線殺菌燈管有效使用壽命可達(dá)13000小時(shí)以上，劣質(zhì)的紫外線殺菌燈管的有效使用壽命很短。紫外線消毒器廠家石家莊凌卓環(huán)保設(shè)備有限公司選用紫外線殺菌燈管和高純度石英套管的不銹鋼紫外線消毒器以其質(zhì)優(yōu)價(jià)廉深受客戶青睞。
    紫外線消毒是通過(guò)紫外線對(duì)水的照射進(jìn)行的。紫外線按波長(zhǎng)范圍分為A、B、C三個(gè)波段和真空紫外線，A波段320nm～400nm，B波段275nm～320nm，C波段200nm～275nm，真空紫外線100nm～200nm。水消毒用的是C波段紫外線。  光量子理論認(rèn)為，光是物質(zhì)運(yùn)行的一種特殊形式。是一粒粒不連接的粒子流。每一粒波長(zhǎng)253.7nm的紫外線光子具有4.9eV的能量。當(dāng)紫外線照射到微生物時(shí)，便發(fā)生能量的傳遞和積累，積累結(jié)果造成微生物的滅活，從而達(dá)到消毒的目的。
紫外線消毒器的選型要根據(jù)水的性質(zhì)和處理水量確定
    紫外線殺菌器的選型要根據(jù)水的性質(zhì)和每小時(shí)所需處理的水的數(shù)量來(lái)確定的。一般的計(jì)算方式有：
    飲用水紫外線消毒器的消毒能力是指在額定進(jìn)水量情況下對(duì)水中微生物的殺滅功能。其物理表達(dá)式表示在該狀態(tài)下的輻照劑量：
　　　　　　　　　　W=IXV/Q×3.6　　　　　　　　(1)
式中　W——輻照劑量，µW/(cm²·s)；
　　　I——輻射強(qiáng)度，µW/cm²；
　　　V——消毒器的有效水容積，L；
　　　Q——消毒器的額定進(jìn)水量，m³/h。
　　確定消毒器消毒能力的核心問(wèn)題是如何決定輻照劑量。從表1可以看出，殺滅不同微生物需要不同的輻照劑量，而存在于水中的微生物是各種各樣的。選定的輻照劑量過(guò)高會(huì)浪費(fèi)不必要的能量，過(guò)低又達(dá)不到消毒的目的。水的消毒應(yīng)該側(cè)重于殺滅通過(guò)水污染疾病的腸道細(xì)菌，一般認(rèn)為飲用水紫外線消毒器所能提供的輻照劑量zui小不小于9 000µW/(cm²·s)，產(chǎn)品出廠時(shí)應(yīng)大于12 000µW/(cm²·s)。
　　在飲用水紫外線消毒器中，各點(diǎn)的紫外線輻射強(qiáng)度是不同的。燈管發(fā)出的紫外線穿過(guò)石英套管造成一定的衰減，在穿過(guò)水層的強(qiáng)度隨水層深度增加而減少，即存在下述關(guān)系：
　　　　　　　　　I=I_0e^-kd　　　　　　　　　(2)
式中　I——不同水深的輻射強(qiáng)度，µW/(cm²·s)；
　　　I₀——超始輻射強(qiáng)度，µW/(cm²·s)；
　　　k——水層深度，cm；
　　　d——水的吸取系數(shù)，cm^-1。
　　上式中，水的吸取系數(shù)依次與濁度、色度、含鐵量有關(guān)。
　　飲用水紫外線消毒器中有多只燈管的情況下，筒體斷面內(nèi)的紫外線輻射強(qiáng)度的分布計(jì)算比較復(fù)雜，保證各點(diǎn)強(qiáng)度大體一致是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的首要問(wèn)題。
　　在消毒器的有效使用過(guò)程中，輻照劑量隨時(shí)間的增加而減少，這主要是因?yàn)闊艄艿妮椛鋸?qiáng)度的變化，消毒器筒體內(nèi)表面和石英套管表面結(jié)垢造成紫外線的反射率和透紫降低也是一個(gè)重要的原因。
    根據(jù)水質(zhì)的不同我們分為純凈水、小區(qū)二次供水（井水）、中水循環(huán)水、污水。水質(zhì)不同所需的達(dá)到效果的燈管功率不一樣，殺菌效果是由微生物所接受的照射劑量決定的，同時(shí)，也受到紫外線的輸出能量，與燈的類型，光強(qiáng)和使用時(shí)間有關(guān)，隨著燈的老化，它將喪失30%-50%的強(qiáng)度。紫外照射劑量是指達(dá)到一定的細(xì)菌滅活率時(shí)，需要特定波長(zhǎng)紫外線的量：照射劑量（J/m2）=照射時(shí)間（s）×UVC強(qiáng)度（W/m2）照射劑量越大，消毒效率越高，由于設(shè)備尺寸要求，一般照射時(shí)間只有幾秒，因此，燈管的UVC輸出強(qiáng)度就成了衡量紫外光onclick="g('消毒設(shè)備');">消毒設(shè)備性能zui主要的參數(shù)。在城市污水消毒中，一般平均照射劑量在300 J/m2以上。低于此值，有可能出現(xiàn)光復(fù)活現(xiàn)象，即病菌不能被*殺死，當(dāng)從渠道中流出接受可見(jiàn)光照射后，重新復(fù)活，降低了殺菌效果。殺菌效率要求越高， 所需的照射劑量越大。影響微生物接受到足夠紫外光照射劑量的主要因素是透光率（254 nm處），當(dāng)UVC輸出強(qiáng)度和照射時(shí)間一定時(shí)，透光率的變化將造成微生物實(shí)際接受劑量的變化。