紫外线消毒（主流消毒手段）
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更新时间：2023-07-07
小编整理：
紫外线消毒是一种主流的消毒手段，通过适当波长的紫外线破坏微生物机体细胞中的DNA或RNA的分子结构，从而杀菌消毒。紫外线消毒技术基于现代防疫学、医学和光动力学，设计成高效率、高强度的杀菌消毒工具。紫外线消毒
主流消毒手段
物理消毒法的一种
基本信息
| 中文名 | 紫外线消毒 |
| 外文名 | disinfection by ultraviolet light |
| 评价 | 紫外线消毒是一种物理方法 |
| 消毒机制 | 利用辐射破坏微生物结构 |
| 缺点 | 孢子、孢囊和病毒比自养型细菌耐 |
| 应用 | 环境 医疗 |
| 优点 | 不在水中引进杂质 |
收起
杀毒机制
优缺点
优点
紫外线消毒的优点如下：
不在水中引进杂质，水的物化性质基本不变；
水的化学组成（如氯含量）和温度变化一般不会影响消毒效果；
过度处理一般不会产生水质问题；
容易操作和管理，容易实现自动化，设计良好的系统的设备运行维护工作量很少；
运行管理比较安全，基本没有使用、运输和储存其他化学品可能带来的剧毒、易燃、爆炸和腐蚀性的安全隐患；
消毒系统除了必须运行的水泵以外，没有其他噪音源。
评价
经济性
紫外线系统的经济学决定于以下因素：设备造价和寿命；电效率；运行中杀菌效果的降低程度；电费等。对于紫外线消毒系统的经济分析尚未做出定论，有很多结论不同的分析报道，有观点认为紫外线杀菌装置电耗大，设备维护费和造价较高。对于大系统，设备投资比臭氧系统高，运行费用与臭氧相仿；但对于纯净水制造的小型系统投资较臭氧装置为低。也有观点认为对于数千吨/日以上的处理规模，紫外线消毒系统的投资和运行成本很具优势，要比加氯和臭氧消毒的花费都低得多。例如有分析资料报道，在建造人口数为10~25000范围的小型饮用水处理厂时，紫外线、二氧化氯和臭氧消毒费用的近似比例为1:4：（8~9），对于人口数大于500000的社会团体，费用比约为1:2.5:2.5。
这些费用的估计中没有包括采用非紫外线消毒工艺时可能附加的去除消毒副产物和隐孢子虫孢囊的费用。另外还有分析数据显示紫外线消毒的投资和运行成本均低于氯消毒，消毒成本约为氯的一半，但其差别随着水处理规模的扩大而缩小。
在法国和前苏联，紫外线消毒局限于小型设备，所建立的大型设备是将紫外线灯串联安装在滤后水的总管内。在美国紫外线消毒也限于小设备和泳池，并常与其他消毒剂联用。但在实际应用中报道采用紫外线消毒的饮用水厂的规模已有超过150万吨/日。
杀菌灯
分类
能够输出足够的UVC强度用于工程消毒的只有人工汞（合金）灯光源。紫外线杀菌灯灯管是由石英玻璃制成，汞灯根据点亮后的灯管内汞蒸气压的不同和紫外线输出强度的不同，分为三种：低压低强度汞灯、中压高强度汞灯和低压高强度汞灯。
杀菌效果
杀菌效果是由微生物所接受的照射剂量决定的，同时，也受到紫外线的输出能量，与灯的类型，光强和使用时间有关，随着灯的老化，它将丧失30%-50%的强度。紫外照射剂量是指达到一定的细菌灭活率时，需要特定波长紫外线的量：照射剂量（J/m2）=照射时间（s）×UVC强度（W/m2）照射剂量越大，消毒效率越高，由于设备尺寸要求，一般照射时间只有几秒，因此，灯管的UVC输出强度就成了衡量紫外光onclick="g('消毒设备');">消毒设备性能最主要的参数。在城市污水消毒中，一般平均照射剂量在300 J/m2以上。低于此值，有可能出现光复活现象，即病菌不能被彻底杀死，当从渠道中流出接受可见光照射后，重新复活，降低了杀菌效果。杀菌效率要求越高，所需的照射剂量越大。影响微生物接受到足够紫外光照射剂量的主要因素是透光率（254 nm处），当UVC输出强度和照射时间一定时，透光率的变化将造成微生物实际接受剂量的变化。
优点
大多数紫外线装置利用传统的低压紫外灯技术，也有一些大型水厂采用低压高强度紫外灯系统和中压高强度紫外灯系统，由于产生高强度的紫外线可能使灯管数量减少90%以上，从而缩小了占地面积，节约了安装和维修费用，并且使紫外线消毒法对水质较差的出水也适用。
研究现状
国内研究、生产和应用污水紫外线消毒器还很少。天津大学的顾平等人以天津纪庄子污水处理厂的深度处理出水为研究对象，进行了静态和动态试验，确定了紫外线剂量与细菌存活率之间的关系，并设计出能产生紊流的紫外线消毒器，多元水环保技术产业(中国)有限公司研制生产的封闭式消毒器可处理100～500m3/h水量，并且在onclick="g('游泳池');">游泳池的循环水消毒中已有应用，模块化敞开式消毒器可根据用户需求具体设计安装。烟台市套子湾污水厂的深度处理采用了敞开式紫外线消毒工艺，可向城市提供4×104m3/d的工业回用水。
适用范围
适用范围
用于室内空气、物体表面和水及其它液体的消毒。
消毒灯
2.3.2.4 要求用于消毒的紫外线灯在电压为220V、环境相对湿度为60%、温度为20℃时，辐射的253.7nm紫外线强度不得低于70uW/cm2(普通30W直管紫外线灯在距灯管1米处测定，特殊紫外线灯在使用距离处测定，使用的紫外线测强仪必须经过标定。)
2.3.2.5 紫外线灯使用过程中其辐照强度逐渐降低，故应经常测定消毒紫外线的强度，一旦降到要求的强度以下时；应及时更换。
2.3.2.6 紫外线消毒灯的使用寿命，即由新灯的强度降低到70Uw/cm2的时间(功率≥
30w)的灯，或降低到原来新灯强度的70%(功率<30w=的时间，应不低于1000h。
2.3.2.7 中国使用的紫外线消毒灯有下述几种
(1) 普通直管热阴极低压汞紫外线消毒灯：灯管采用石英玻璃或其它对紫外线透过率高的玻璃制成，功率为40W、30W、20W、15w等。要求出厂新灯辐射253.7nrn紫外线的强度(在距离1米处测定，不加反光罩)为：功率>30W灯，≥90Uw/cm；功率>20w灯，≥60Uw/cm2 ；功率150灯，≥20Uw/cm2。
由于这种灯在辐射253.7nrn紫外线的同时，也辐射一部分184.9nm紫外线。故可产生臭氧。
(2)高强度紫外线消毒灯：要求辐射253.7nrn紫外线的强度(在距离1米处测定)为：功率30W灯，>180uW/CM2；11w灯，>30 uW/CM2。(3)低臭氧紫外线消毒灯：也是热阴极低压汞灯，可为直管型或H型；由于采用了特殊工艺和灯管材料，故臭氧产量很低，要求臭氧产量<1mg/h。
(4)高臭氧紫外线消毒灯：由于采取了特殊工艺，这种灯产生较大比例的波长184.9nrn的紫外线，故臭氧产量较大。
消毒器
(1)紫外线空气消毒器：采用低臭氧紫外线杀菌灯制造，可用于有人条件下的室内空气消毒。
(2)紫外线表面消毒器：采用低臭氧高强度紫外线杀菌灯制造，以使其能在瞬间达到满意的消毒效果。
(3)紫外线消毒箱：采用高臭氧高强度紫外线杀菌灯制造，一方面利用紫外线和臭氧的协同杀菌作用，另一方面利用臭氧对紫外线照射不到的部位进行消毒。
范围及条件
2.3.4.2 紫外线辐照能量低，穿透力弱，仅能杀灭直接照射到的微生物，因此消毒时必须使消毒部位充分暴露于紫外线下。
2.3.4.3 用紫外线消毒纸张、织物等粗糙表面时，要适当延长照射时间，且两面均应受到照射。
2.3.4.4 紫外线消毒的最适宜温度范围是20-40℃，温度过高过低均会影响消毒效果，可适当延长消毒时间，用于空气消毒时，消毒环境的相对湿度低于80%为好，否则应适当延长照射时间。
使用方法
2.3.5.1 对物品表面的消毒
(1)照射方式：最好使用便携式紫外线消毒器近距离移动照射，也可采取紫外灯悬吊式照射。对小件物品可放紫外线消毒箱内照射。
(2)照射剂量和时间：不同种类的微生物对紫外线的敏感性不同，用紫外线消毒时必须使用照射剂量达到杀灭目标微生物所需的照射剂量。
杀灭一般细菌繁殖体时，应使照射剂量达到 10000 uW.s/CM2；杀灭细菌芽胞时应达到100000 uW.s/CM2；病毒对紫外线的抵抗力介于细菌繁殖体和芽胞之间；真菌抱子的抵抗力比细菌芽胞更强，有时需要照射到以对600000 uW.s/CM2；在消毒的目标微生物不详时，照射剂量不应低于100000 uW.s/CM2。
辐照剂量是所用紫外线灯在照射物品表面处的辐照强度和照射时间的乘积。因此，根据紫外线光源的辐照强度，可以计算出需要照射的时间。例如，用辐照强度为70 uW/CM2的紫外线表面消毒器近距离照射物品表面；选择的辐照剂量是100000 uW.s/CM2；则需照射的时间是：
100000 uW.s/CM2 ÷70 uW/CM2=24分钟。
2.3.5.2 对室内空气的消毒
(1)间接照射法：首选高强度紫外线空气消毒器，不仅消毒效果可靠，而且可在室内有人活动时使用，一般开机消毒30min即可达到消毒合格c
(2)直接照射法：在室内无人条件下，可采取紫外线灯悬吊式或移动式直接照射。
采用室内悬吊式紫外线消毒时，室内安装紫外线消毒灯(30W紫外线灯，在1.0米处的强度>70 uW/cm2)的数量为平均每立方米不少于1.5W照射时间不少于30min。
2.3.5.3 对水和其他液体的消毒，可采用水内照射或水外照射，采用水内照射法时，紫外光源应装有石英玻璃保护罩，无论采取何种方法，水层厚度均应小于2cm，根据紫外光源的强度确定水流速度。消毒后水必须达到国家规定标准。
