紫外線殺菌器有哪些特點,其工作原理是什么?
紫外線殺菌器的原理一般認為是生物體內(nèi)的二酸吸收了紫外光的能量而改變了自身的結(jié)構(gòu),進而破環(huán)了核酸的功能所致。當核酸吸收的能量達到致死量而紫外光的照射又能保持一定時間時,細菌便大量死亡。
紫外線的滅菌效果因波長而異,波長在200-300nm之間的紫外線有滅菌作用,其中以254-257nm波段滅菌效果最好。這是因為細菌中的脫氧核糖核酸(DNA)核蛋白的紫外吸收峰值正好在254-257nm之間。如將該波段紫外線的滅菌能力定為100%,再同其他波長紫外線的滅菌能力作比較。超過或低于254-257nm的紫外線,隨波長的增加或減少,滅菌效果均急劇下降。
紫外線殺菌器的特點
1.紫外線殺菌速度快,效率高,效果好。
2.紫外線照射不會改變水的物理和化學性質(zhì),對純水不會帶入附加物所引起的污染。
3.適用于各種水的流量下,操作簡單,適用方便,只需要定期清洗石英玻璃套管,更換燈管即可。
4.體積小,輕便,耗電低。
5.紫外線殺菌沒有持續(xù)消毒作用,易受二次污染。
紫外線殺菌與通常采用的其他殺菌方法(如加熱、加氯和過濾殺菌法等)相比具有顯著的優(yōu)越性,例如:加熱殺菌法對一般的細菌有效,但要殺死耐熱細菌則需要更高的溫度,而且設(shè)備成本高,熱耗高,殺菌時間長,設(shè)備操作維護復(fù)雜。加氯殺菌法一般用于城市生活用水的消毒,對水質(zhì)要求高的情況下不宜使用,同時液氯的運輸、貯存、投配等均較麻煩,滅菌時間也長(一般接觸時間不小于30min)。過濾滅菌法則運行費用高,濾孔網(wǎng)眼易堵塞,因此紫外殺菌在凈水工藝中應(yīng)用廣泛。
紫外線殺菌器裝置的電氣設(shè)施包括電源顯示、電壓指示、燈管指示、事故報警、石英計時器及開關(guān)等,對紫外殺菌器的質(zhì)量要求主要是要保證99.9%的殺菌率。而紫外線的強度、光譜波長和照射時間是決定紫外線殺菌效果的因素。
波長為2537?的紫外線殺菌能力最強,因此要求用于殺菌的紫外線燈的輻射光譜的能量集中在2537?左右,以取得最佳殺菌效果。
影響殺菌效果的因素
紫外線消毒器的安裝位置
離使用點越近越好,由于被殺死的細菌尸體污染純水,因此要在紫外殺菌器后面安裝過濾器,一般要求濾膜孔徑≤0.45μm。
流量
當紫外線的輻射能量一定時,水流量對殺菌效果有顯著影響,流量越大、流速越快,被紫外線照射的時間就越短;細菌被照射的時間縮短,被殺菌的概率也因而下降。如流量不變,源水中微生物污染水平高時,污染菌除去率也高,但出水中菌檢合格率可能下降。
進水要求
水的色度、濁度、總鐵含量對紫外光都有不同程度的吸收,其結(jié)果是降低殺菌效果。色度對紫外線透過率影響最大,濁度次之,鐵離子也有一定影響。紫外線殺菌器對水質(zhì)的要求一般為:色度<15,濁度<5,總鐵含量<0.3mg/L,細菌含量≤900個/ml。
水層厚度
水層的厚度同紫外線殺菌效果有很大關(guān)系。例如,對于水流速度不超過250L/h的管路,以30W的低壓汞燈對1cm厚的水層滅菌時,滅菌效率可達90%;對2cm厚的水層的滅菌效率在73%;對3cm厚的水層滅菌效率為56%;對4cm厚的水層則下降到40%。因此,在上述流速條件下,紫外線有效滅菌水層厚度不超過2.2cm。如果水中含有芽胞細菌,水層厚度應(yīng)減少至1.4cm,水的流速減少至90L/h。如果水中含有泥砂污物,則有效水層厚度還應(yīng)下降,水流速度亦減小。否則就達不到預(yù)期的滅菌效果。
石英套管
石英套管的質(zhì)量和壁厚與紫外線的透過率有關(guān),石英材料的純度高,透過紫外線的性能好。使用過程中應(yīng)定期將套管抽出,用無水乙醇擦拭,以保持石英套管清潔狀態(tài)。通常,清潔頻率為每年至少1次。
紫外線殺菌燈最好長期連續(xù)運行,在進行殺菌前,應(yīng)預(yù)熱10-30min。應(yīng)盡量減少燈的啟閉次數(shù),燈每開關(guān)1次,將減少3h的使用壽命。另外要求網(wǎng)路電壓穩(wěn)定,波動范圍不得超過額定電壓的5%,否則應(yīng)安裝穩(wěn)壓器。