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 水處理專用UV殺菌器系列

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一、讓我們了解紫外線
　 我們都了解，最便宜、最方便的消毒殺菌方式是太陽光，實際上，我們只是運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，因為它不但方便、便宜、無污染且無殘留物，其惟一缺點是在良好的天氣環(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10000小時（原強度的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重的氯污染。這些污染有：
　�、儆嗦龋何鬯畯S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食物鏈的最低層摧毀，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，進而影響其它水產(chǎn)物的數(shù)量及平衡。
　�、诼认�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胞中的有機物產(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。

二、紫外線消毒原理

     紫外線是一種人的肉眼無法看見的光線,是電磁波的一種(紫外線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，波長越短，人類肉眼能看見的波長為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。紫外線通指是波長在100-400nｍ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）。
　　 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。

     UVC最易被DNA（核糖核酸）吸收，紫外線消毒系統(tǒng)就是使用UVC。
      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，能把微生物的細胞壁以氧化作用破壞，使微生物立刻死亡。
      奧聯(lián)牌紫外線殺菌設(shè)備集光學(xué)、微生物學(xué)、機械、化學(xué)、電子、流體力學(xué)等綜合學(xué)科于一體。采用特殊設(shè)計的高效率、高強度和長壽命的UV-C光波發(fā)生裝置產(chǎn)生的強紫外C光照射流水。當(dāng)水中的細菌、病毒、藻類生物等受到一定劑量的紫外C光（波光253.7nm）照射后，其細胞的DNA、RNA結(jié)構(gòu)被破壞，細胞再生無法進行，從而達到水的消毒和凈化的目的。

      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。因細菌，病毒一般生命周期很短，不能繁殖的細菌，病毒就會迅速死亡 。
      波長185nm譜線在空氣中產(chǎn)生臭氧，而臭氧可起到殺菌、除味的效果。185nm的譜線還可以分解水中的有機物分子，產(chǎn)生氫基自由基并最終將水中的有機物分子氧化為二氧化碳，達到卻除TOC的目的。

        紫外線消毒不產(chǎn)生任何二次污染物，屬于國際上最新一代的消毒技術(shù)，它以其高效率、廣譜性、低成本、長壽命、大水量、無污染等其他消毒手段無法比擬的優(yōu)點，目前已在西方發(fā)達國家逐漸成為一種主流消毒手段 。

三、紫外線消毒技術(shù)的優(yōu)勢
　 紫外C-消毒技術(shù)對細菌病毒以及其它致病體的消毒效果已得到全世界的公認。紫外C-消毒技術(shù)具有下列明顯的優(yōu)點。
1．紫外C-消毒技術(shù)具有其它技術(shù)無可比擬的殺菌效率
表1列出紫外C-技術(shù)對常見幾種細菌病毒的殺菌效率。由表1可見，紫外線對細菌、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)備對常見細菌病毒的殺菌效率 (紫外輻射強度:30,000μW/cm2)
　

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，殺菌的廣譜性是最高的。它對幾乎所有的細菌，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，其與水中有機物產(chǎn)生的有機氯已被公認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。我國的公安、消防及環(huán)保等部門對這些高危物質(zhì)的使用有嚴格的運輸、保存和操作規(guī)定。這些都極大地增加了基層使用單位領(lǐng)導(dǎo)、操作人員和周邊居民的心理負擔(dān)和不安全感�，F(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． 運行維護簡單，費用低
    通常一種高效率的技術(shù)總是和高成本，高運行費用聯(lián)系在一塊。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最高的，而且消毒運行維護最簡單，運行成本最低，在千噸處理量水平可達到每噸水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)中最高的。它既具有其它消毒技術(shù)無法比擬的高效率，又具有成本和運行費低的優(yōu)點。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)備的投資及運行成本也遠遠低于其它消毒技術(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)的另一特點是一年365天，一天24小時連續(xù)運行。除定期需一、二小時以內(nèi)的例行保養(yǎng)外，其最佳操作條件是24小時連續(xù)運行。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)在實際應(yīng)用中最大已達到每小時6萬噸。如果實際需要，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。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)，運行安全、可靠，安裝、維修簡單，特別是投資及運行維修費用低以及極好的消毒效果。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

水病菌培養(yǎng)比較圖

六、紫外消毒器應(yīng)用范圍

      廣泛應(yīng)用在各種水體（自來水、凈水、污水、海水等）和空氣消毒領(lǐng)域，適合各行各業(yè)的消毒要求。

其主要應(yīng)用領(lǐng)域有：
　　 ●凈水消毒：自來水，二次供水、直飲水、純凈水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品水產(chǎn)品加工用水、飲料用水、醫(yī)藥用水、電子高純水等
　　 ●污水消毒：市政污水、中水回用、醫(yī)院污水、屠宰場廢水、油田回注水
　　 ●循環(huán)水消毒：游泳池水、景觀水、工業(yè)循環(huán)冷卻水
　　 ●貝類凈化、農(nóng)業(yè)灌溉用水消毒、大水量水體除藻
　　 ●軍事基地、野外作業(yè)、飛機、艦船、潛艇等野外供水系統(tǒng)用水消毒
　　 ●中央空調(diào)系統(tǒng)空氣消毒·城鎮(zhèn)污水消毒，最大處理量可達每天100萬噸以上。
      ●游泳池、水上其它娛樂用水消毒。
      ●冷卻水消毒，包括火電、核電站冷卻水、工業(yè)生產(chǎn)冷卻水、中央空調(diào)系統(tǒng)冷卻水。
      ●生物、化學(xué)制藥、化妝品生產(chǎn)用冷卻水。
      ●海水、淡水育苗、養(yǎng)殖（魚、鰻、蝦、鮑魚、貝殼類等）用水，總處理水可達每天20萬噸以上。
      ●農(nóng)業(yè)用水消毒，包括溫室用水、灌溉等。
　

 七、使用效果
·經(jīng)紫外水消毒系統(tǒng)處理過的海水、淡水或者其他水體，其各式病毒、細菌率可達到來99.99%以上。
·在水體病毒、細菌除去率達99.99%以上前提下，每噸水處理成本在4厘至此1分錢人民幣（取決水體干凈程度）。
·提高海水、淡水育苗，養(yǎng)殖成活率至今50%以上（取決無消毒時的存活率）
·加快養(yǎng)殖群體生長速度。
·提高育苗，養(yǎng)殖群體整體健康水平，培育出健康苗，健康成體。
·在不改變各種飲料以及其它流體食品的原有成份，味道和顏色的前提下，病細菌等致病體除去率可達99.99%以上。
·對游泳池水消毒采用紫外線前消毒處理，水中加氯含量可降至0.5毫克/升對病毒、細菌除去率達99.99%以上。
·對應(yīng)用水終端加用紫外消毒，可達到直接應(yīng)用水的標準。
·對城鎮(zhèn)污水消毒，細菌總量降至200個/100ml以下，大腸桿菌20個/100ml以下。

八、紫外線殺菌特點
1、廣普殺菌，幾乎對所有的微生物、細菌、病毒和澡類生物都起作用。且對隱包子蟲 cryptosporidium，賈第鞭毛蟲giardia等對人類危害極大，而氯氣以至臭氧無法或不能有效殺滅的寄生蟲類都能有效殺滅
2、殺菌快，滅菌率高，一般的微生物和細菌在幾秒鐘內(nèi)就可以殺死
3、環(huán)保安全，無二次污染，純物理殺菌，不產(chǎn)生其它任何素副作用  
4、運行維護費用低
 5、連續(xù)大流量消毒
6、結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小
7、安裝快速、簡單，容易保養(yǎng)維護

九、紫外殺菌器最佳使用條件

（1） 水溫：5℃~50℃；使用環(huán)境溫度：-5℃~50℃；周圍相對濕度：不大于93%（溫度25℃時）
（2） 電壓：交流電220V±10V，50Hz。
（3） 飲用水：進入處理設(shè)備的水質(zhì)其1cm的透射率（T254）：95%~100%；在原水質(zhì)低于國家飲用水標準時（如：色度高于15度、濁度高于5度、含鐵量高于0.3毫克/升），先采用其他凈化和過濾等方法，使其凈化達標后用紫外C水質(zhì)處理設(shè)備凈化。
（4） 養(yǎng)殖用水：經(jīng)過砂濾或其它處理過濾后的淡水、海水。
（5） 污水：根據(jù)殺菌要求，進入處理設(shè)備的水質(zhì)其1cm的透射率（T254）：≥40%；其它要求滿足國家《污水綜合排放標準》GB8978-1996中的二級標準。
（6） 需要處理的水，如水質(zhì)不能達到上述要求，應(yīng)先經(jīng)過適當(dāng)?shù)那疤幚�，如絮凝、沉淀、過濾等方法，以除去水中各種雜質(zhì)。

十、紫外殺菌器維護、保養(yǎng)

（1）定期檢查，確保紫外燈的正常運行。
（2）連續(xù)使用9000小時或一年之后，應(yīng)更換紫外線燈管，以確保高殺菌率。請?zhí)貏e注意紫外線應(yīng)持續(xù)在開的狀態(tài)，因反復(fù)的開、關(guān)會嚴重影響燈管的使用年限。
（3）更換紫外線燈管時，先將燈管電源插座拔掉，拿出紫外線燈管。更換新的燈管時，注意勿以手指觸及新燈管的石英玻璃，因為污點會影響殺菌燈光，同時小心地將燈管放入不銹鋼殺菌器內(nèi)
（4）如果水中有硬度(鈣或鎂)物質(zhì)、鐵或錳，那么石英管需要定期清洗。清洗石英管后應(yīng)戴上專用塑膠手套將石英管小心地裝入反應(yīng)器，裝完密封圈要檢查有無漏水現(xiàn)象，插上電源，確使偵測燈穩(wěn)定發(fā)光。

注：
注意：紫外線對細菌有強大的殺傷力，對人體同樣有一定的傷害，人體最易受傷的部位是眼睛之眼角膜，因此在任何時候都不可用眼睛直視點亮著的燈管，以免受傷，萬一必須要看時，應(yīng)用普通玻璃(戴眼鏡)或透光塑膠片，作為防護面罩。千萬勿錯用石英玻璃，因為普通玻璃對紫外線幾乎完全無法透過的。一旦受傷，不必驚慌，面部灼傷，幾天后表皮脫落，不治而愈。眼睛受傷會紅腫、流淚、刺痛，約三、四天才能痊愈。不論如何，一遇到傷害，仍然建議立即至醫(yī)生處求診。

UV殺菌器工作原理
UV殺菌工程實例
UV殺菌器的應(yīng)用