紫外線殺菌的特點
紫外線殺菌的特點
簡介
此波段與微生物細胞核中的脫氧核糖核酸的紫外線吸收和光化學敏感性范圍重合，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。通常認為紫外線能改變和破壞結構突變，改變了細胞的遺傳轉錄特性，使生物體喪失蛋白質的合成和復制繁殖能力，其他的蛋白質吸收（苯基丙氨酸、色氨酸和酪氨酸中的芳香環(huán)的吸收峰為280nm）也可能對紫外線的殺菌過程發(fā)揮作用。
一般日光穿透大氣層后達到地面的紫外線的波長為287~390nm，偏離紫外線的最佳殺菌波長范圍（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。
紫外線殺菌的特點
編輯紫外線殺菌作用較強，但對物體的穿透能力很弱。它適用于手術室、燒傷病房、傳染病房和無菌間的空間消毒及不耐熱物品和臺面表面消毒。
紫外線的能量效率
編輯紫外線燈殺菌系統(tǒng)的總能量效率為下列各個效率的乘積。
1.電效率
紫外線燈發(fā)射的殺菌波段功率占燈管和鎮(zhèn)流器的總電耗的比例。
2.可殺菌光占殺菌波段功率的比例
本項專對反射式反應器而言。這是因為在光線穿過兩種不同的介質時會在介質的界面上產生反射。設計紫外線設備的時候應考慮到光線入射角度，盡量減少反射光的損失。
3.介質中的入射光中用于實際殺菌所占的比例
取決于介質的吸收性質、微生物的濃度、光程長度、輻射劑量和流動狀態(tài)。該值很低，故實用上常以宏觀的最低輻射劑量描述。
在設計紫外線殺菌裝置的時候，要注意根據(jù)實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，并進行有關的技術經濟比較。目前對于各種燈殺菌效率的比較尚缺乏一種按輻射波長衡量的殺菌效果的權重分析方式，僅采用單位面積的輻射功衡量的輻射劑量指標是不完全的，必須結合輻射波長、水層厚度、水質和運行環(huán)境因素，考慮施工、經濟和維修條件進行燈具選型和反應器的設計。
紫外線殺菌的特點
紫外線燈的壽命
編輯燈管的老化將使燈失去30%~50%的發(fā)光強度，老化時短波段衰減最快。有時透光介質的老化可以用加熱法恢復（如可將老化的石英加熱到1000°C，維持數(shù)小時）。為了保證殺菌的效率，一般當燈管的實際使用時間達到標稱壽命的75%時就應該更換。測定老化程度比較可靠的方法是定期測量燈管的輸出光強，最好是測定其發(fā)射光譜。有人建議對于低壓紫外線燈消毒系統(tǒng)，當輻射強度低達25W/cm時就應予以更換燈管。早期國產低壓燈管的有效使用時間（定義為當發(fā)光效率下降到初始值的70%時的使用時間）一般為1000~3000h（國外為7500~14000h），目前已提高到8000~12000h左右。
紫外線燈啟動時對燈管的壽命影響較大。對于低壓燈管，一般每次啟動需要3~6min的穩(wěn)定時間，通常按每啟動點燃一次燈管消耗3h有效使用時間計算；高壓燈管每次啟動的穩(wěn)定時間約為5~10min，常按一次啟動相當于消耗5~10h有效使用時間計算。
應用
編輯消除 臭氧
在工業(yè)生產中，臭氧常被用于消毒和凈化水體。但是，由于臭氧有極強的氧化能力，水中剩余的臭氧如果不被去除會有可能對下一流程有所影響，因此，通常臭氧處理過的水在進入主要的工藝流程之前必須將水中剩余臭氧去除掉。254納米波長的紫外線對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，但通常來講，一個典型的臭氧消除系統(tǒng)所需的紫外線放射量是一個傳統(tǒng)的滅菌消毒系統(tǒng)的三倍左右。
降低總有機碳量
在很多高技術和實驗室裝置中，有機物會妨礙高純度水的生產。有很多方法可以把有機物從水中清除掉，較常用的方法包括使用活性炭和反滲透。波長較短的紫外線(185納米)也可以有效地降低總有機碳量(值的一提的是這些放射器也產生254納米波長的紫外線，因此可以同時進行消毒)。波長較短的紫外線具有更多的能量，因此能夠分解有機物。紫外線氧化有機的反應過程雖然非常復雜，其主要原理是通過產生氧化能力很強的自由氫氧，將有機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菌所利用的食物，因此很容易促成細菌繁殖。另外，液體糖是不透明的，所以很難進行徹底消毒。254納米波長的紫外線可以用來對液體糖產品進行消毒。為了彌補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組成所謂的 “薄膜” 反應器。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，從而可以對液體糖進行有效的消毒。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)生產過程中，為了避免對產品產生不良影響，去除水中的余氯卻經常是必要的前處理。消除余氯的基本方法有活性炭床和化學處理。活性碳處理的缺點在于它需要不斷再生，而且經常遇到細菌滋生的問題。185納米和254納米波長的紫外線都被證實可以有效地破壞余氯和氯氨的化學鍵。雖然需要巨大的紫外線能量才能發(fā)揮作用，但它的優(yōu)點在于此方法不需向水中添加任何藥物，不需要儲存化學物質，容易維修，而且同時還有殺菌和去除有機物的作用。
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