紫外线杀菌器特点及应用
我们都了解,最便宜、最方便的消毒杀菌方式是太阳光,实际上,我们只是运用太阳光源中之紫外线作为杀菌工具。紫外线一直被人们普遍采用,因为它不但方便、便宜、无污染且无残留物,其惟一缺点是在良好的天气环境下才能取得。
在1878年,Downee and Blunt已发现紫外线的杀菌能力,但当时仍没有产生紫外线的方法,故这一发现未能应用。
1901年,Cooper and Hewitt发明了水银电弧紫外线灯,但受制于当时灯丝材料、真空技术、石英纯度等技术的局限,水银电弧灯的寿命不长,而UV-C的效率也低,但水银电弧灯的发明,为人类使用紫外线杀菌打开了大门。
1940年美国发明了水银灯后才有所改变。低压水银灯的特点是工作稳定,紫外线效率高(能量中30-40%转化为杀菌功耗),再加上石英提纯,及真空技术提高,低压水银紫外线灯寿命可长达10000小时(原强度的80%)。低压水银灯的发明,使紫外线应用有很大的发展。
美国对UV消毒设备应用比欧洲略慢,这种情况到20世纪70年代有所改变。在此之前,美国主要用氯消毒。随着急剧城市化及城市生活污水厂的大量兴建,大量的污水经氯消毒后排入自然水体并作为饮用水水源,造成污水厂下游水体严重的氯污染。这些污染有:
①余氯:污水厂为维持杀菌效果,要在排放水中保持余氯,余氯排入自然水体,会把水中的微生物、藻类等杀死。把水体② 自1801食物链的最低层摧毁,微生物及藻类死亡,使小鱼、虾及其它壳类生物的食物不够而数量减少,进而影响其它水产物的数量及平衡。
②氯消毒还会产生致癌的氯氮化合物,氯在杀死微生物的过程中和致癌的细胞中的有机物产生氧化反应,其中的副产品有氯氨及氯卤化合物,其中THM(trihalgen methane)是致癌物质。THM在水产物体内累积,人类食用后也会留在人体内,引发癌症。
紫外消毒器工作原理
紫 外线是电磁波的一种,原子中的电子从高能阶跳到低能阶时,会把多余能量以电磁波释出。电磁波的能量越强,波长越短,人类肉眼能看见的波长400nm- 780nm(1nm=10-9m),对肉眼来说,400nm的电磁波显示成兰色、紫色,780nm的电磁波显示成橙色、红色。紫外线是指波长比400nm 还短的电磁波,因其光谱在紫色区之外,故名为紫外线(Ultraviolet,简称UV)。紫外线通指是波长在100-400nm的电磁波,人的眼睛不能 看到紫外线。
100-400nm波长的紫外线,按其对人体的影响及功能,UV-A,UV-B,UV-C和V-UV。
UV-A是指波长在315-400nm的紫外线,UV-A能使人的皮肤产生黑色素,使皮肤变黑。
UV-B是在波长在280-315nm的紫外线,UV-B能致癌,令皮肤起皱纹老化。
UV-C的波长在200-280nm,其中有254nm波段有杀菌、消毒效能。
波长在240-270nm的UV-C能直接破坏细胞、病毒的DNA(脱氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸),使微生物迅速死亡。
波长在100-200nm的VUV185nm能产生臭氧,而在空气中或溶解在水中的臭氧,能把微生物的细胞壁以氧化作用破坏,使微生物立刻死亡。
紫外线杀菌原理
在地球上所有以知的生命形式,都是以DNA及RNA作为繁殖、遗存的基础。DNA及RNA都以4种化学物单元组成
A--Adenine腺嘌呤
T--Thymine胸腺嘧啶
C--Cytosine胞核嘧啶,氧氨嘧啶
G--Guanine乌嘌啶(核酸的基本成分)
细胞繁殖时,DNA中的长链打开,打开后每条长链长的A单元会寻找T单元连合,每条长链都可复制出与刚分离的另一条长链同样的链条,恢复原来分裂前的完整 DNA,成为新生细胞的基础。波长在240-270nm的紫外线能打破DNA生产蛋白质及复制的能力。细菌病毒的DNA,RNA受破坏后其生产蛋白质的能 力和繁殖能力均已丧失。因细菌,病毒一般生命周期很短,不能繁殖的细菌,病毒就会迅速死亡 。
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