UV消毒的原理

紫外线是一种具有高能量的、肉眼无法识别的光波，其波长小于400nm，存在于可见光谱紫外线端的外侧，因此称为紫外线。按波长范围分为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)四个波段，其中 A、B、C三个波段又称为消毒紫外线。A、B、C三个波段均具有一定的消毒作用，尤以C波段消毒效果好。光量子理论认为，光是物质运动的一种特殊形式，是一粒粒不连接的粒子流。每一粒波长253.7nm的紫外线光子具有4.9eV 的能量。
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UV线对水的消毒灭菌主要是核酸(DNA)的zui大吸收波长(254nm)，DNA能够吸收高能量紫外辐射，引起相邻的碱基错位，形成嘧啶二聚体(pyriine dimer);抑制或阻碍核酸复制和蛋白表达，导致细胞凋亡。

目前研究传统紫外线灭活的机理研究，而UV-LED作为一种新型的消毒工艺可能与传统消毒机理之间存在或多或少的差别，因此UV-LED消毒的机理研究有待进一步加强。

UV-LED消毒研究的必要性

国外已在UV-LED灭活水中微生物和原生动物等方面开展了一些研究，而国内在此方面的研究尚属空白，研究也局限在氯、二氧化氯、臭氧、汞灯UV光源等常规的水处理消毒方法。而从目前已有的文献来看，以上研究尚存在很多不足，例如对水处理中浊度、有机物和无机离子的影响未作深入探讨，也未进行灭活动力学研究，因此将该技术用于水中微生物和原生动物灭活的效能和工艺参数还有待进一步给出;其次对低光通量灭活“两虫”的效果没有充分探究，低光通量对该技术的实际应用成本影响巨大。

紫外消毒

紫外线(UV)对于水中病原微生物(比如：隐孢子虫和贾第虫)的消毒十分有效，UV在水中的消毒方式有：水中浸没式和平行悬浮式。波长、功率、悬浮距离、照射时间等是影响消毒效果的主要因素。作用机理主要是核酸(DNA)的zui大吸收波长(254nm)，DNA能够吸收高能量紫外辐射，引起相邻的碱基错位，形成嘧啶二聚体(pyriine dimer)，抑制或阻碍核酸复制和蛋白表达，导致细胞凋亡。

Bukhari等人探讨了中压汞灯对水中隐孢子虫的灭活效果进行了研究，结果显示紫外光的剂量为19mJ/cm2时，隐孢子虫的灭活率可达到99.99%;但由于颗粒的庇护作用，“两虫”的灭活效率会受到影响，石英套管的结垢问题，光复活现象一定程度上限制了UV消毒的使用范围。

可看出紫外消毒具有：消毒速度快、效率高，不影响水的物理性质和化学成分、不增加水的臭和味，操作简单、便于管理、易于实现自动化等优势;但常规汞灯紫外消毒电耗较大，寿命短，浸水式构造复杂，汞二次污染等不足，迫切需要一种新型的替代技术。