紫外線殺菌是紫外線波長(zhǎng)在240~280nm范圍內(nèi)殺破壞細(xì)菌病毒中的DNA（脫氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子結(jié)構(gòu)，造成生長(zhǎng)性細(xì)胞死亡和（或）再生性細(xì)胞死亡，達(dá)到殺菌消毒的效果。尤其在波長(zhǎng)為時(shí)紫外線的殺菌作用。
此波段與微生物細(xì)胞核中的脫氧核糖核酸的紫外線吸收和光化學(xué)敏感性范圍重合，如下圖。圖中顯示核糖核酸和脫氧核糖核酸的吸收光譜的范圍為240~280nm，吸收峰在260nm。通常認(rèn)為紫外線能改變和破壞結(jié)構(gòu)突變，改變了細(xì)胞的遺傳轉(zhuǎn)錄特性，使生物體喪失蛋白質(zhì)的合成和復(fù)制繁殖能力，其他的蛋白質(zhì)吸收（苯基、和中的芳香環(huán)的吸收峰為280nm）也可能對(duì)紫外線的殺菌過(guò)程發(fā)揮作用。
一般日光穿透大氣層后達(dá)到地面的紫外線的波長(zhǎng)為287~390nm，偏離紫外線的殺菌波長(zhǎng)范圍（約250~285nm）。主要是大氣臭氧層的吸收作用使日光光譜中低于290nm的紫外線強(qiáng)度速度減少，故日光的殺菌能力遜于專用的紫外線殺菌燈。
紫外線殺菌作用較強(qiáng)，但對(duì)物體的穿透能力很弱。它適用于手術(shù)室、燒傷病房、傳染病房和無(wú)菌間的空間消毒及不耐熱物品和臺(tái)面表面消毒。
2.可殺菌光占?xì)⒕ǘ喂β实谋壤?/div>
本項(xiàng)專對(duì)反射式反應(yīng)器而言。這是因?yàn)樵诠饩€穿過(guò)兩種不同的介質(zhì)時(shí)會(huì)在介質(zhì)的界面上產(chǎn)生反射。設(shè)計(jì)紫外線設(shè)備的時(shí)候應(yīng)考慮到光線入射角度，盡量減少反射光的損失。
3.介質(zhì)中的入射光中用于實(shí)際殺菌所占的比例
取決于介質(zhì)的吸收性質(zhì)、微生物的濃度、光程長(zhǎng)度、輻射劑量和流動(dòng)狀態(tài)。該值很低，故實(shí)用上常以宏觀的輻射劑量描述。
在設(shè)計(jì)紫外線殺菌裝置的時(shí)候，要注意根據(jù)實(shí)際殺菌所需的紫外線消毒波段的功率，選擇合適的紫外線燈管形式，并進(jìn)行有關(guān)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。目前對(duì)于各種燈殺菌效率的比較尚缺乏一種按輻射波長(zhǎng)衡量的殺菌效果的權(quán)重分析方式，僅采用單位面積的輻射功衡量的輻射劑量指標(biāo)是不的，必須結(jié)合輻射波長(zhǎng)、水層厚度、水質(zhì)和運(yùn)行環(huán)境因素，考慮施工、經(jīng)濟(jì)和維修條件進(jìn)行燈具選型和反應(yīng)器的設(shè)計(jì)。
紫外線燈壽命
燈管的老化將使燈失去30%~50%的發(fā)光強(qiáng)度，老化時(shí)短波段衰減。有時(shí)透光介質(zhì)的老化可以用加熱法恢復(fù)（如可將老化的石英加熱到1000°C，維持?jǐn)?shù)小時(shí)）。為了保證殺菌的效率，一般當(dāng)燈管的實(shí)際使用時(shí)間達(dá)到標(biāo)稱壽命的75%時(shí)就應(yīng)該更換。測(cè)定老化程度比較可靠的方法是定期測(cè)量燈管的輸出光強(qiáng)，是測(cè)定其發(fā)射光譜。有人建議對(duì)于低壓紫外線燈消毒系統(tǒng)，當(dāng)輻射強(qiáng)度低達(dá)25W/cm時(shí)就應(yīng)予以更換燈管。早期國(guó)產(chǎn)低壓燈管的有效使用時(shí)間（定義為當(dāng)發(fā)光效率下降到初始值的70%時(shí)的使用時(shí)間）一般為1000~3000h（國(guó)外為7500~14000h），目前已提高到8000~12000h左右。
紫外線燈啟動(dòng)時(shí)對(duì)燈管的壽命影響較大。對(duì)于低壓燈管，一般每次啟動(dòng)需要3~6min的穩(wěn)定時(shí)間，通常按每啟動(dòng)點(diǎn)燃一次燈管消耗3h有效使用時(shí)間計(jì)算；高壓燈管每次啟動(dòng)的穩(wěn)定時(shí)間約為5~10min，常按一次啟動(dòng)相當(dāng)于消耗5~10h有效使用時(shí)間計(jì)算。
應(yīng)用
消除臭氧
在工業(yè)生產(chǎn)中，臭氧常被用于消毒和凈化水體。但是，由于臭氧有的氧化能力，水中剩余的臭氧如果不被去除會(huì)有可能對(duì)下程有所影響，因此，通常臭氧處理過(guò)的水在進(jìn)入主要的工藝流程之前必須將水中剩余臭氧去除掉。254納米波長(zhǎng)的紫外線對(duì)于破壞剩余臭氧非常有效，它可以把臭氧分解成氧氣。盡管不同的系統(tǒng)所需要的規(guī)模不同，但通常來(lái)講，一個(gè)典型的臭氧消除系統(tǒng)所需的紫外線放射量是一個(gè)傳統(tǒng)的滅菌消毒系統(tǒng)的三倍左右。
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。
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