不銹鋼過流式紫外線殺菌器概述: 紫外線(UV-C)殺菌原理及效率 讓我們了解紫外線 我們都了解,*、zui方便的消毒殺菌方式是太陽光,實(shí)際上,我們只是運(yùn)用太陽光源中之紫外線作為殺菌工具。紫外線一直被人們普遍采用,因?yàn)樗坏奖?、便宜、無污染且無殘留物,其惟一缺點(diǎn)是在良好的天氣環(huán)境下才能取得。 在1878年,Downee and Blunt已發(fā)現(xiàn)紫外線的殺菌能力,但當(dāng)時仍沒有產(chǎn)生紫外線的方法,故這一發(fā)現(xiàn)未能應(yīng)用。 1901年,Cooper and Hewitt發(fā)明了水銀電弧紫外線燈,但受制于當(dāng)時燈絲材料、真空技術(shù)、石英純度等技術(shù)的局限,水銀電弧燈的壽命不長,而UV-C的效率也低,但水銀電弧燈的發(fā)明,為人類使用紫外線殺菌打開了大門。 1940年美國發(fā)明了水銀燈后才有所改變。低壓水銀燈的特點(diǎn)是工作穩(wěn)定,紫外線效率高(能量中30-40%轉(zhuǎn)化為殺菌功耗),再加上石英提純,及真空技術(shù)提高,低壓水銀紫外線燈壽命可長達(dá)10000小時(原強(qiáng)度的80%)。低壓水銀燈的發(fā)明,使紫外線應(yīng)用有很大的發(fā)展。 美國對UV消毒設(shè)備應(yīng)用比歐洲略慢,這種情況到20世紀(jì)70年代有所改變。在此之前,美國主要用氯消毒。隨著急劇城市化及城市生活污水廠的大量興建,大量的污水經(jīng)氯消毒后排入自然水體并作為飲用水水源,造成污水廠下游水體嚴(yán)重的氯污染。這些污染有: ①余氯:污水廠為維持殺菌效果,要在排放水中保持余氯,余氯排入自然水體,會把水中的微生物、藻類等殺死。把水體② 自1801食物鏈的zui低層摧毀,微生物及藻類死亡,使小魚、蝦及其它殼類生物的食物不夠而數(shù)量減少,進(jìn)而影響其它水產(chǎn)物的數(shù)量及平衡。 ②氯消毒還會產(chǎn)生致癌的氯氮化合物,氯在殺死微生物的過程中和致癌的細(xì)胞中的有機(jī)物產(chǎn)生氧化反應(yīng),其中的副產(chǎn)品有氯氨及氯鹵化合物,其中THM(trihalgen methane)是致癌物質(zhì)。THM在水產(chǎn)物體內(nèi)累積,人類食用后也會留在人體內(nèi),引發(fā)癌癥。 紫外線(UV-C)殺菌消毒器工作原理: 紫外線是電磁波的一種,原子中的電子從高能階跳到低能階時,會把多余能量以電磁波釋出。電磁波的能量越強(qiáng),波長越短,人類肉眼能看見的波長400nm-780nm(1nm=10-9m),對肉眼來說,400nm的電磁波顯示成蘭色、紫色,780nm的電磁波顯示成橙色、紅色。紫外線是指波長比400nm還短的電磁波,因其光譜在紫色區(qū)之外,故名為紫外線(Ultraviolet,簡稱UV)。紫外線通指是波長在100-400nm的電磁波,人的眼睛不能看到紫外線。 100-400nm波長的紫外線,按其對人體的影響及功能,UV-A,UV-B,UV-C和V-UV。 UV-A是指波長在315-400nm的紫外線,UV-A能使人的皮膚產(chǎn)生黑色素,使皮膚變黑。 UV-B是在波長在280-315nm的紫外線,UV-B能致癌,令皮膚起皺紋老化。 UV-C的波長在200-280nm,其中有254nm波段有殺菌、消毒效能。 波長在240-270nm的UV-C能直接破壞細(xì)胞、病毒的DNA(脫氧核糖核酸)和RNA(核糖核酸),使微生物迅速死亡。 波長在100-200nm的VUV185nm能產(chǎn)生臭氧,而在空氣中或溶解在水中的臭氧,能把微生物的細(xì)胞壁以氧化作用破壞,使微生物立刻死亡。 紫外線(UV-C)殺菌原理:
在地球上所有以知的生命形式,都是以DNA及RNA作為繁殖、遺存的基礎(chǔ)。DNA及RNA都以4種化學(xué)物單元組成 A--Adenine腺嘌呤 T--Thymine胸腺嘧啶 C--Cytosine胞核嘧啶,氧氨嘧啶 G--Guanine烏嘌啶(核酸的基本成分) 細(xì)胞繁殖時,DNA中的長鏈打開,打開后每條長鏈長的A單元會尋找T單元連合,每條長鏈都可復(fù)制出與剛分離的另一條長鏈同樣的鏈條,恢復(fù)原來分裂前的完整DNA,成為新生細(xì)胞的基礎(chǔ)。波長在240-270nm的紫外線能打破DNA生產(chǎn)蛋白質(zhì)及復(fù)制的能力。細(xì)菌病毒的DNA,RNA受破壞后其生產(chǎn)蛋白質(zhì)的能力和繁殖能力均已喪失。因細(xì)菌,病毒一般生命周期很短,不能繁殖的細(xì)菌,病毒就會迅速死亡 。 紫外線(UV-C)殺菌消毒技術(shù)的優(yōu)勢 : 紫外C-消毒技術(shù)對細(xì)菌病毒以及其它致病體的消毒效果已得到*的*。紫外C-消毒技術(shù)具有下列明顯的優(yōu)點(diǎn)。 1.紫外C-消毒技術(shù)具有其它技術(shù)*的殺菌效率 表1列出紫外C-技術(shù)對常見幾種細(xì)菌病毒的殺菌效率。由表1可見,紫外線對細(xì)菌、病毒的殺菌作用一般在一秒以內(nèi)。而對傳統(tǒng)紫外、氯氣以及臭氧方法來說,達(dá)到紫外線的效果一般需要20分鐘至一小時的時間。 表1 紫外C-水消毒設(shè)備對常見細(xì)菌病毒的殺菌效率 (紫外輻射強(qiáng)度:30,000μW/cm2)紫外
種類 | 名稱 | 100%殺菌所需的時間(秒) | 種類 | 名稱 | 100%殺菌所需的時間(秒) | 細(xì)菌類 | 炭疽桿菌 | 0.30 | 細(xì)菌類 | 結(jié)核(分支)桿菌 | 0.41 | 白喉?xiàng)U菌 | 0.25 | 霍亂弧菌 | 0.64 | 破傷風(fēng)桿菌 | 0.33 | 假單胞桿菌屬 | 0.37 | 肉毒梭菌 | 0.8 | 沙門氏菌屬 | 0.51 | 痢疾桿菌 | 0.15 | 腸道發(fā)燒菌 | 0.41 | 大腸桿菌 | 0.36 | 鼠傷寒桿菌 | 0.53 | 鉤端螺旋桿菌 | 0.2 | 至賀氏菌屬 | 0.28 | 嗜肺軍團(tuán)菌屬 | 0.2 | 葡萄球菌屬 | 1.23 | 微球菌屬 | 0.4-1.53 | 鏈球菌屬 | 0.45 | 病菌類 | 腺病毒 | 0.10 | 病菌類 | 流感病毒 | 0.23 | 噬菌胞病毒 | 0.20 | 脊髓灰質(zhì)炎病毒 | 0.80 | 柯薩奇病毒 | 0.08 | 輪狀病毒 | 0.52 | 愛柯病毒 | 0.73 | 煙草花葉病毒 | 16 | 愛柯病毒I型 | 0.75 | 乙肝病毒 | 0.73 | 霉菌孢子 | 黑曲霉 | 6.67 | 霉菌孢子 | 軟孢子 | 0.33 | 曲霉屬 | 0.73-8.80 | 青霉菌屬 | 2.93-0.87 | 大糞真菌 | 8.0 | 產(chǎn)毒青霉 | 2.0-3.33 | 毛霉菌屬 | 0.23-4.67 | 青霉其它菌類 | 0.87 | 水 藻 類 | 藍(lán)綠藻 | 10-40 | 水 藻 類 | 草履蟲屬 | 7.30 | 小球藻屬 | 0.93 | 綠 藻 | 1.22 | 線蟲卵 | 3.40 | 原生動物屬類 | 4-6.70 | 魚 類 病 | Fungl病 | 1.60 | 魚 類 病 | 感染性胰壞死病 | 4.0 | 白斑病 | 2.67 | 病毒性出血病 | 1.6 | 2.高效殺菌廣譜性 紫外線技術(shù)在目前所有的消毒技術(shù)中,殺菌的廣譜性是zui高的。它對幾乎所有的細(xì)菌,病毒都能高效率殺滅。并且對一些對人類危害極大的,而氯氣以至臭氧無法或不能有效殺滅的寄生蟲類(例如隱性包囊蟲 cryptosporidium,賈第鞭毛蟲giardia等)都能有效殺滅。表1也可看出紫外線水消毒設(shè)備的殺菌廣譜性。 3. 無二次污染 由于紫外線技術(shù)可以被控制為僅僅是殺菌,并且不加入任何化學(xué)藥劑,因此它不會對水體和周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染。不改變水中任何成分。對氯消毒來說,其與水中有機(jī)物產(chǎn)生的有機(jī)氯已被*為對人體有致癌作用,并且水中含有的氯化合物在某些場合下會起到反作用,對水中生物以及水環(huán)境產(chǎn)生毒害。臭氧方法也有類似的問題。大量難聞的未溶解到水中的臭氧揮發(fā)到空氣中,有害于附近工作人員的身心健康。 4. 運(yùn)行安全、可靠 傳統(tǒng)的消毒技術(shù)如采用氯化物或臭氧,其消毒劑本身就是屬于劇毒、易燃、易爆的物質(zhì)。這些物質(zhì)的使用對操作現(xiàn)場人員以及周圍環(huán)境和居民安全產(chǎn)生潛在的威脅,需要特別小心。我國的*、消防及環(huán)保等部門對這些高危物質(zhì)的使用有嚴(yán)格的運(yùn)輸、保存和操作規(guī)定。這些都極大地增加了基層使用單位、操作人員和周邊居民的心理負(fù)擔(dān)和不安全感。現(xiàn)代紫外C-消毒系統(tǒng)不存在這樣的安全隱患,是一種對周邊環(huán)境以及操作人員相對安全可靠得多的消毒技術(shù)。 5. 運(yùn)行維護(hù)簡單,費(fèi)用低 通常一種高效率的技術(shù)總是和高成本,高運(yùn)行費(fèi)用在一塊。但是,紫外技術(shù)卻是例外。由于九十年代對紫外核心技術(shù)的完善,紫外C消毒技術(shù)不僅消毒效率是所有消毒手段中zui高的,而且消毒運(yùn)行維護(hù)zui簡單,運(yùn)行成本zui低,在千噸處理量水平可達(dá)到每噸水4厘人民幣甚至更低,因此,其性能價格比是所有消毒技術(shù)中zui高的。它既具有其它消毒技術(shù)*的高效率,又具有成本和運(yùn)行費(fèi)低的優(yōu)點(diǎn)。在千噸水處理量水平,它的成本只是氯消毒的1/2,是氯加脫氯消毒的2/5,更只有臭氧消毒成本的1/9。即使在十萬噸處理量水平,紫外消毒設(shè)備的投資及運(yùn)行成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它消毒技術(shù)。 6. 占地小,無噪音 我公司生產(chǎn)的紫外C-消毒設(shè)備。對每小時處理80噸水的NLC-2000設(shè)備來說,其占地只有1.7米×0.8米,高1.5米,重220斤。若預(yù)留足夠空間,該系統(tǒng)共需4平米的運(yùn)行操作空間。如果處理水量減少,設(shè)備占地體積相應(yīng)減少。另外,紫外消毒設(shè)備如果靠自流式供水(無水泵), 將不產(chǎn)生任何噪音。 7. 連續(xù)大水量消毒 九十年代末紫外C消毒技術(shù)的另一特點(diǎn)是一年365天,一天24小時連續(xù)運(yùn)行。除定期需一、二小時以內(nèi)的例行保養(yǎng)外,其*操作條件是24小時連續(xù)運(yùn)行。大水量消毒是現(xiàn)代紫外的另一大特征。除了可以消毒小水量(每小時幾十升),也可以消毒大水量。目前紫外技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中zui大已達(dá)到每小時6萬噸。如果實(shí)際需要,還可以更大。 8. 應(yīng)用領(lǐng)域廣 在目前所有的消毒技術(shù)中,沒有一種像紫外技術(shù)一樣,具有如此廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。它不僅可以消毒淡水,還可以消毒海水;不僅可以消毒飲用水,還可以消毒廢水。它可廣泛應(yīng)用在各種各樣需要水消毒的領(lǐng)域。例如,養(yǎng)殖業(yè)海水消毒,貝類凈化,農(nóng)業(yè)加工用水,飲用純凈水,電子,醫(yī)藥,生物工業(yè)用超純凈水,各種飲料,啤酒以及食品加工,污水處理后的消毒,自來水消毒,游泳池,城市噴泉裝飾用水,中央空調(diào)及電站等冷卻水,和軍事基地,艦船,潛艇用水等。 現(xiàn)代紫外消毒技術(shù)與傳統(tǒng)消毒技術(shù)的比較由表2給出。它克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)消毒技術(shù)的缺點(diǎn)。在消毒過程中,不添加任何化學(xué)物質(zhì),也不產(chǎn)生或在水體中留下任何有害物質(zhì),運(yùn)行安全、可靠,安裝、維修簡單,特別是投資及運(yùn)行維修費(fèi)用低以及*的消毒效果。歐洲許多國家以及北美的加拿大和美國已在九十年代分別修改了環(huán)境立法,在廢水處理后的消毒,以及飲用水的消毒上,推薦采用紫外-C消毒技術(shù)。 表2 紫外C消毒技術(shù)與幾種傳統(tǒng)消毒技術(shù)的比較 主要指標(biāo) | 紫外-C | 氯氣 | 臭氧 | 膜過濾 | 殺菌方式 | 光線 | 化學(xué) | 化學(xué) | 過濾 | 殺菌效率 | * | 高 | 高 | 中 | 殺菌廣譜性 | 高 | 中 | 中 | 中 | 二次污染 | 無 | 有 | 有 | 無 | 消毒水量 | 極大 | 大 | 中 | 低 | 安全性 | 高 | 低 | 低 | 高 | 可靠性 | 高 | 中 | 中 | 中 | 毒性 | 無 | 有 | 有 | 無 | 工程投資 | 低 | 高 | 高 | 高 | 運(yùn)行費(fèi)用 | 低 | 中 | 高 | 高 | 維護(hù)費(fèi)用 | 低 | 中 | 高 | 高 | 接觸時間 | 短 | 長 | 長 | 短 | 水質(zhì)變化 | 無 | 有 | 有 | 無 | 水質(zhì)影響 | 有 | 有 | 有 | 有 | 系統(tǒng)體積 | 小 | 大 | 大 | 中 | 噪音 | 無 | 小 | 大 | 小 | 應(yīng)用領(lǐng)域 | 廣 | 中 | 中 | 低 | 紫外線(UV-C)殺菌消毒的適用范圍:◇ 閥門類:【A】安全閥【D】蝶閥【F】放料閥【G】隔膜閥【H】呼吸閥【J】 截止閥【P】排泥閥【Q】球閥【S】 疏水閥【T】調(diào)節(jié)閥【X】旋塞閥【Z】閘閥。 針型閥 止回閥 柱塞閥 阻火器 水力控制閥 切斷閥 排氣閥 排污閥 平衡閥 減壓閥 管夾閥 過濾器 電磁閥 |