紫外線(xiàn)消毒原理
水的紫外線(xiàn)消毒，是通過(guò)紫外線(xiàn)對(duì)水的照射進(jìn)行的。紫外線(xiàn)按波長(zhǎng)范圍分為A、B、C三個(gè)波段和真空紫外線(xiàn)，A波段320nm～400nm，B波段275nm～320nm，C波段200nm～275nm，真空紫外線(xiàn)100nm～200nm。水消毒用的是C波段紫外線(xiàn)。 光量子理論認(rèn)為，光是物質(zhì)運(yùn)行的一種特殊形式。是一粒粒不連接的粒子流。每一粒波長(zhǎng)253.7nm的紫外線(xiàn)光子具有4.9eV的能量。當(dāng)紫外線(xiàn)照射到微生物時(shí)，便發(fā)生能量的傳遞和積累，積累結(jié)果造成微生物的滅活，從而達(dá)到消毒的目的。
生命科學(xué)揭示了核酸是一切生命體的基本物質(zhì)和生命基礎(chǔ)。微生物體受到紫外線(xiàn)照射，吸取了紫外線(xiàn)的能量，實(shí)質(zhì)是核酸對(duì)紫外線(xiàn)能量的吸收。核酸分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類(lèi)，其共同點(diǎn)是由磷酸二脂鍵按嘌呤與嘧啶堿基配對(duì)的原則而連接起來(lái)的多核苷酸鏈。
通常，水消毒用的紫外線(xiàn)燈的中心輻射波長(zhǎng)是253.7nm。顯然，紫外線(xiàn)的殺菌效果取決于紫外線(xiàn)的輻射強(qiáng)度和照射時(shí)間的乘積，即輻照劑量
在飲用水紫外線(xiàn)消毒的實(shí)際應(yīng)用中，考慮到消毒器的構(gòu)造結(jié)構(gòu)、水流分布、燈管使用過(guò)程中輻射強(qiáng)度的變化、進(jìn)水水質(zhì)、電源特性、環(huán)境條件，以及必要的安全系數(shù)，消毒器內(nèi)最初的紫外線(xiàn)輻射強(qiáng)度和所能提供的輻射劑量應(yīng)留有余量。
消毒器的結(jié)構(gòu)與部件
飲用水紫外線(xiàn)消毒按水流狀態(tài)分為敞開(kāi)重力式和封閉壓力式。目前使用的以封閉壓力式居多。
封閉式飲用水紫外線(xiàn)消毒器具用金屬圓筒把消毒燈管和被消毒的水封閉起來(lái)。筒體用不銹鋼或鋁制造，其內(nèi)壁多做拋光處理，以提高對(duì)紫外線(xiàn)的反射能力，增強(qiáng)筒體內(nèi)的紫外線(xiàn)輻射強(qiáng)度。有的消毒器還在筒內(nèi)加裝了導(dǎo)流板，改變水流的運(yùn)行狀態(tài)，避免水流死角。消毒器必須設(shè)有進(jìn)水、出水和泄水管路，進(jìn)水管上應(yīng)設(shè)流量指示儀表，為簡(jiǎn)化消毒器的構(gòu)造，也可以將泄水管和流量?jī)x表安裝在與消毒器相連的管路上。消毒器的醒目位置應(yīng)設(shè)有燈管點(diǎn)燃指示、點(diǎn)燃計(jì)時(shí)指示或紫外線(xiàn)強(qiáng)度指示儀表。
紫外線(xiàn)燈管是飲用水紫外線(xiàn)消毒器的核心部件，作用是把電能轉(zhuǎn)化為紫外線(xiàn)的光能。燈管內(nèi)充有惰性氣體和汞蒸氣，低壓紫外線(xiàn)燈管殼中的汞蒸氣壓力為0.8Pa。管殼用一種能有效吸收200nm以下致臭氧紫外線(xiàn)輻射的石英玻璃制造。管殼摻雜的石英玻璃對(duì)200nm以下紫外線(xiàn)有吸收能力，減少了紫外線(xiàn)燈管在使用過(guò)程中散發(fā)到空氣中的臭氧量。
臭氧對(duì)人有一定的危害，建議飲用水紫外線(xiàn)消毒器使用低臭氧紫外線(xiàn)燈，低臭氧紫外線(xiàn)燈的臭氧產(chǎn)量很低，小于1mg/h，正常點(diǎn)燃1h后，距燈管正中法線(xiàn)距離1m處采樣的臭氧濃度，用碘化鉀法測(cè)定低于0.3mg/m3。
單燈管的消毒器內(nèi)設(shè)一只燈管，燈管位于筒體斷面的中央。多燈管的消毒器中燈管的布置原則，是使筒體斷面內(nèi)各點(diǎn)具有大體相同的紫外線(xiàn)輻射強(qiáng)度。燈管的石英套管，透紫率不應(yīng)小于80%，工作壓力0.45MPa，試驗(yàn)壓力0.68MPa。
為了提高飲用水紫外線(xiàn)消毒器設(shè)備的總出水量，可以采用多個(gè)單筒體的串聯(lián)與并聯(lián)組合方式。實(shí)踐證明，輻照劑照明相同時(shí)，兩種組合方式的消毒效果無(wú)明顯差別。飲用水紫外線(xiàn)消毒器系列產(chǎn)品的規(guī)格，建議采用1、4、8、15、20、30、40、50 m3/h。在額定的流量下應(yīng)達(dá)到殺菌必須的輻照劑量。
消毒器選用的其他低壓電器產(chǎn)品應(yīng)符合各自的產(chǎn)品技術(shù)要求。低壓紫外線(xiàn)燈的啟動(dòng)電流與普通日光燈相同，其選用的鎮(zhèn)流器對(duì)燈管的工作狀況影響很大，并消耗電能。產(chǎn)品標(biāo)記均為40W、220V、50Hz，而內(nèi)阻分別為40Ω和37Ω的兩只鎮(zhèn)流器，分別配用5只30W的紫外線(xiàn)燈，測(cè)定距燈管中心1m外的紫外線(xiàn)輻射強(qiáng)度，后面一組的值高出前一組18μW/cm2～30μW/cm2。選用的鎮(zhèn)流器應(yīng)符合GB2313標(biāo)準(zhǔn)，選用的啟輝器應(yīng)符合ZBK 74 005標(biāo)準(zhǔn)。
