UV消毒的原理

紫外線是一種具有高能量的、肉眼無法識別的光波，其波長小于400nm，存在于可見光譜紫外線端的外側(cè)，因此稱為紫外線。按波長范圍分為UV-A(320nm～400nm)、UV-B(275nm～3 2 0 n m )、U V - C( 2 0 0 n m ～ 2 7 5 n m )、U V - D(100nm～200nm)四個波段，其中 A、B、C三個波段又稱為消毒紫外線。A、B、C三個波段均具有一定的消毒作用，尤以C波段消毒效果好。光量子理論認(rèn)為，光是物質(zhì)運動的一種特殊形式，是一粒粒不連接的粒子流。每一粒波長253.7nm的紫外線光子具有4.9eV 的能量。
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UV線對水的消毒滅菌主要是核酸(DNA)的zui大吸收波長(254nm)，DNA能夠吸收高能量紫外輻射，引起相鄰的堿基錯位，形成嘧啶二聚體(pyriine dimer);抑制或阻礙核酸復(fù)制和蛋白表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。

目前研究傳統(tǒng)紫外線滅活的機理研究，而UV-LED作為一種新型的消毒工藝可能與傳統(tǒng)消毒機理之間存在或多或少的差別，因此UV-LED消毒的機理研究有待進(jìn)一步加強。

UV-LED消毒研究的必要性

國外已在UV-LED滅活水中微生物和原生動物等方面開展了一些研究，而國內(nèi)在此方面的研究尚屬空白，研究也局限在氯、二氧化氯、臭氧、汞燈UV光源等常規(guī)的水處理消毒方法。而從目前已有的文獻(xiàn)來看，以上研究尚存在很多不足，例如對水處理中濁度、有機物和無機離子的影響未作深入探討，也未進(jìn)行滅活動力學(xué)研究，因此將該技術(shù)用于水中微生物和原生動物滅活的效能和工藝參數(shù)還有待進(jìn)一步給出;其次對低光通量滅活“兩蟲”的效果沒有充分探究，低光通量對該技術(shù)的實際應(yīng)用成本影響巨大。

紫外消毒

紫外線(UV)對于水中病原微生物(比如：隱孢子蟲和賈第蟲)的消毒十分有效，UV在水中的消毒方式有：水中浸沒式和平行懸浮式。波長、功率、懸浮距離、照射時間等是影響消毒效果的主要因素。作用機理主要是核酸(DNA)的zui大吸收波長(254nm)，DNA能夠吸收高能量紫外輻射，引起相鄰的堿基錯位，形成嘧啶二聚體(pyriine dimer)，抑制或阻礙核酸復(fù)制和蛋白表達(dá)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。

Bukhari等人探討了中壓汞燈對水中隱孢子蟲的滅活效果進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示紫外光的劑量為19mJ/cm2時，隱孢子蟲的滅活率可達(dá)到99.99%;但由于顆粒的庇護作用，“兩蟲”的滅活效率會受到影響，石英套管的結(jié)垢問題，光復(fù)活現(xiàn)象一定程度上限制了UV消毒的使用范圍。

可看出紫外消毒具有：消毒速度快、效率高，不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分、不增加水的臭和味，操作簡單、便于管理、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)勢;但常規(guī)汞燈紫外消毒電耗較大，壽命短，浸水式構(gòu)造復(fù)雜，汞二次污染等不足，迫切需要一種新型的替代技術(shù)。