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，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。光量子理論認為，光是物質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);抑制或阻礙核酸復制和蛋白表達，導致細胞凋亡。

目前研究傳統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光源等常規的水處理消毒方法。而從目前已有的文獻來看，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，也未進行滅活動力學研究，因此將該技術用于水中微生物和原生動物滅活的效能和工藝參數還有待進一步給出;其次對低光通量滅活“兩蟲”的效果沒有充分探究，低光通量對該技術的實際應用成本影響巨大。

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)，抑制或阻礙核酸復制和蛋白表達，導致細胞凋亡。

Bukhari等人探討了中壓汞燈對水中隱孢子蟲的滅活效果進行了研究，結果顯示紫外光的劑量為19mJ/cm2時，隱孢子蟲的滅活率可達到99.99%;但由于顆粒的庇護作用，“兩蟲”的滅活效率會受到影響，石英套管的結垢問題，光復活現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和化學成分、不增加水的臭和味，操作簡單、便于管理、易于實現自動化等優勢;但常規汞燈紫外消毒電耗較大，壽命短，浸水式構造復雜，汞二次污染等不足，迫切需要一種新型的替代技術。