紫外線殺菌燈
殺菌燈如何殺菌的
殺菌燈不需要轉化為可見光，253.7nm的波長就能起到很好的殺菌作用，這是因為細胞對光波的吸收譜線有一個規律，在250~270nm的紫外線有最大的吸收，被吸收的紫外線實際上作用於細胞遺傳物質即DNA，它起到一種光化作用，紫外光子的能量被DNA中的堿基對吸收，引起遺傳物質發生變異，使細菌當即死亡或不能繁殖後代，達到殺菌的目的。
使用殺菌燈時註意的人身安全
由於紫外線會殺死細胞，因此紫外線消毒時要註意不能直接照射到人的皮膚，尤其是人的眼睛，紫外線殺菌燈點亮時不要直視燈管，由於短波紫外線不透過普通玻璃，戴眼鏡可避免眼睛受傷害。如果不小心眼受傷，一般情況也無關大礙，就象被太陽光灼傷一樣，嚴重的可滴眼藥水或人乳，幫助復原。在有人的場合，不要使用有臭氧燈管，臭氧濃度高時對人不利。
紫外線殺菌燈的用途
紫外線消毒殺菌用途很廣，醫院、學校、托兒所、電影院、公交車、辦公室、傢庭等，它能凈化空氣，消除黴味，次外還能產生一定量的負氧離子，經紫外線消毒的房間，空氣特別清新。在公共場合，經紫外線消毒，可避免一些病菌經空氣傳播或經物體表面傳播。 長壽命的紫外線殺菌燈在水消毒、環保工程方面的應用意義重大，水消毒設備如純水系統，一般在24小時都運轉，紫外線殺菌燈的壽命和可靠性都要求高，如果燈管壽命短，更換燈管成本高，而且很不方便。 隨著市場的變化，客戶對產品的要求的提高，現各紫外線燈管廠傢都在長壽命燈管發展，冷陰極系列的紫外線燈管，外徑有4、5、6、10、12mm的開發來代替熱陰極系列紫外線燈管。
滅菌
細菌中的脫氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收紫外線的最強峰在254～257nm。 細菌吸收紫外線後，引起DNA鏈斷裂，造成核酸和蛋白的交聯破裂，殺滅核酸的生物活性，致細菌死亡。 優點：快速 紫外線對常見細菌病毒的殺菌效率（輻射強度：30000μW/cm2）
紫外線殺菌消毒原理
是利用適當波長的紫外線能夠破壞微生物機體細胞中的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子結構，造成生長性細胞死亡和(或)再生性細胞死亡，達到殺菌消毒的效果。經試驗，紫外線殺菌的有效波長范圍可分為四個不同的波段：UVA（400～315nm）、UVB（315～280nm）、UVC（280～200nm）和真空紫外線（200～100nm）。其中能透過臭氧保護層和雲層到達地球表面的隻有UVA和UVB部分。就殺菌速度而言，UVC處於微生物吸收峰范圍之內，可在1s之內通過破壞微生物的DNA結構殺死病毒和細菌，而UVA和UVB由於處於微生物吸收峰范圍之外，殺菌速度很慢，往往需要數小時才能起到殺菌作用，在實際工程的數秒鐘水力停留（照射）時間內，該部分實際上屬於無效紫外部分。真空紫外光穿透能力極弱，燈管和套管需要采用極高透光率的石英，一般用半導體行業降解水中的TOC，不用於殺菌消毒。因此，給排水工程中所說的紫外光消毒實際上就是指UVC消毒。紫外光消毒技術是基於現代防疫學、醫學和光動力學的基礎上，利用特殊設計的高效率、高強度和長壽命的UVC波段紫外光照射流水，將水中各種細菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其他病原體直接殺死，達到消毒的目的。 研究表明，紫外線主要是通過對微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體) 的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死，從而達到消毒的目的。紫外線對核酸的作用可導致鍵和鏈的斷裂、股間交聯和形成光化產物等，從而改變瞭DNA的生物活性，使微生物自身不能復制，這種紫外線損傷也是致死性損傷。 紫外線消毒是一種物理方法，它不向水中增加任何物質，沒有副作用，這是它優於氯化消毒的地方，它通常與其它物質聯合使用，常見的聯合工藝有UV+H2O2、UV+H2O2+O3、UV+TiO2，這樣，消毒效果會更好。
紫外線殺菌燈工作原理
目前能夠輸出足夠的UVC強度用於工程消毒的隻有人工汞（合金）燈光源。紫外線殺菌燈燈管是由石英玻璃制成，汞燈根據點亮後的燈管內汞蒸氣壓的不同和紫外線輸出強度的不同，分為三種：低壓低強度汞燈、中壓高強度汞燈和低壓高強度汞燈。殺菌效果是由微生物所接受的照射劑量決定的，同時，也受到紫外線的輸出能量，與燈的類型，光強和使用時間有關，隨著燈的老化，它將喪失30%-50%的強度。紫外照射劑量是指達到一定的細菌滅活率時，需要特定波長紫外線的量：照射劑量（J／m2）＝照射時間（s）×UVC強度（W／m2）照射劑量越大，消毒效率越高，由於設備尺寸要求，一般照射時間隻有幾秒，因此，燈管的UVC輸出強度就成瞭衡量紫外光消毒設備性能最主要的參數。在城市污水消毒中，一般平均照射劑量在300 J／m2以上。低於此值，有可能出現光復活現象，即病菌不能被徹底殺死，當從渠道中流出接受可見光照射後，重新復活，降低瞭殺菌效果。殺菌效率要求越高，所需的照射劑量越大。影響微生物接受到足夠紫外光照射劑量的主要因素是透光率（254 nm處），當UVC輸出強度和照射時間一定時，透光率的變化將造成微生物實際接受劑量的變化。 大多數紫外線裝置利用傳統的低壓紫外燈技術，也有一些大型水廠采用低壓高強度紫外燈系統和中壓高強度紫外燈系統，由於產生高強度的紫外線可能使燈管數量減少90%以上，從而縮小瞭占地面積，節約瞭安裝和維修費用，並且使紫外線消毒法對水質較差的出水也適用。
註意事項
（1）一些國產不合格的紫外線燈不能提供剩餘的消毒能力，當處理水離開反應器之後，一些被紫外線殺傷的微生物在光復活機制下會修復損傷的DNA分子，使細菌再生。因此，要進一步研究光復活的原理和條件，確定避免光復活發生的最小紫外線照射強度、時間或劑量。 （2）石英套管外壁的清洗工作是運行和維修的關鍵。當污水流經紫外線消毒器時，其中有許多無機雜質會沉淀、粘附在套管外壁上。尤其當污水中有機物含量較高時更容易形成污垢膜，而且微生物容易生長形成生物膜，這些都會抑制紫外線的透射，影響消毒效果。因此，必須根據不同的水質采用合理的防結垢措施和清洗裝置，開發研制具有自動清洗功能的紫外線消毒器。 （3）目前國產紫外燈執行直管型石英紫外線低壓汞消毒燈的國傢行業標準，燈的最大功率為4W，且有效壽命一般為1000～3000h，而進口低壓燈管的有效運行時間可達8000～12000h，中壓燈管也可達5000～6000h。相比之下，使用國產燈管會增加維修費用，因此，研制生產壽命長的紫外燈或直接引進國外先進的紫外燈生產技術是目前亟待解決的問題。 （4）在我國目前污水廠紫外消毒系統招標中，有些污水廠由於大量工業污水的導入，使得排放的污水色度加深，但招標文件中的污水紫外透射率參數仍采用國外提供的數值，造成與國內污水實際情況差別很大，為將來紫外設備的運行達到消毒要求，留下瞭難以克服的障礙。 結論 紫外線在水處理中的應用已經有幾十年的歷史。但是由於其技術復雜，成本昂貴，使其應用受到限制。但是如今國外的紫外線技術已經得到瞭廣泛的應用，取締瞭傳統的氯化消毒，而且價格低於傳統氯化消毒。本世紀七十年代，由於水污染的加劇和公眾健康意識的提高，迫使人們在傳統水處理工藝的基礎上采用新的手段，保證供水水質符合更加安全的飲用水標準。經過近二十年的研究和實踐，以紫外線為主組成的復合應用技術，以其良好的處理效果成為給水深度凈化技術的首選。 （1）紫外光用於城市污水二級處理出水的消毒可以滿足目前國內景觀及綠化用水要求。 （2）該技術具有無二次污染的特點，應用前景廣闊。 （3）能耗低、運行費用低；自動化程度高；維護簡便。 另外，經過紫外線消毒的污水可以在很多領域再利用，以實現污水資源化。將其用於灌溉農田、林地和草坪等可避免化學消毒劑對植物的損傷；用於地下水回灌可以防止微生物對化學消毒劑產生適應性而再度繁殖造成的地層堵塞。隨著對紫外線消毒機理的深入研究、紫外線技術的不斷發展以及消毒裝置在設計上不斷完善，紫外線消毒法有望成為代替傳統氯化消毒的主要方法之一。
3.1.4 紫外線消毒
3.1.4.1 適用范圍：用於室內空氣、物體表面和水及其它液體的消毒。
3.1.4.2 紫外線消毒燈和紫外線消毒器
(1) 消毒使用的紫外線是 Ｃ 波紫外線，其波長范圍是 200nm～275nm，殺菌作用最強的波段是 250nm～270nm，消毒用的紫外線光源必須能夠產生輻照值達到國傢標準的殺菌紫外線燈。
(2) 制備紫外線消毒燈，應采用等級品的石英玻璃管，以期得到滿意的紫外線輻照強度。(3) 紫外線消毒燈可以配用對紫外線反射系數高的材料（如拋光鋁板）制成的反射罩
(4) 要求用於消毒的紫外線燈在電壓為 220V、環境相對濕度為 60%、溫度為 20℃時，輻射的 253.7nm 紫外線強度(使用中的強度)不得低於 70μW/cm2 (普通 30W 直管紫外線燈在距燈管 1 m處測定，特殊紫外線燈在使用距離處測定，使用的紫外線測強機必須經過標定，且在有效期內；使用的紫外線強度監測指示卡，應取得衛生許可批件，並在有效期內使用)。
(5) 紫外線燈使用過程中其輻照強度逐漸降低，故應定期測定消毒紫外線的強度，一旦降到要求的強度以下時，應及時更換。
(6) 紫外線消毒燈的使用壽命，即由新燈的強度降低到70μW/cm2 的時間(功率≥30W)，或降低到原來新燈強度的 70%（功率 <30Ｗ）的時間，應不低於 1000h。紫外燈生產單位應提供實際使用壽命。
(7) 目前我國使用的紫外線消毒燈有下述幾種 ：
1) 普通直管熱陰極低壓汞紫外線消毒燈：燈管采用石英玻璃或其它對紫外線透過率高的玻璃制成，功率為 40Ｗ、30Ｗ、20Ｗ、15Ｗ等。要求出廠新燈輻射253.7nm紫外線的強度(在距離1m處測定，不加反光罩)為 ：功率 >30W 燈，≥90μW/cm2；功率 >20W燈，≥60μW/cm2；功率 15W 燈，≥20μW/cm2。 由於這種燈在輻射 253.7nm 紫外線的同時，也輻射一部分 184.9nm 紫外線，故可產生臭氧。
2) 高強度紫外線消毒燈：要求輻射 253.7nm 紫外線的強度(在燈管中心垂直距離 1m處測定)為：功率 30W 燈，>170μW/cm2；11W 燈，>40μW/cm2。
3) 低臭氧紫外線消毒燈：也是熱陰極低壓汞燈，可為直管型或 Ｈ 型，由於采用瞭特殊工藝和燈管材料，故臭氧產量很低，要求臭氧產量 <1mg/h。
4）高臭氧紫外線消毒燈：由於采取瞭特殊工藝，這種燈產生較大比例的波長184.9nm 的紫外線，故臭氧產量較大。
(8) 紫外線消毒器：
1) 紫外線空氣消毒器：采用低臭氧紫外線殺菌燈制造，可用於有人條件下的室內空氣消毒。
2) 紫外線表面消毒器：采用低臭氧高強度紫外線殺菌燈制造，以使其能快速達到滿意的消毒效果。
3) 紫外線消毒箱：采用高臭氧高強度紫外線殺菌燈或直管高臭氧紫外線燈制造，一方面利用紫外線和臭氧的協同殺菌作用，另一方面利用臭氧對紫外線照射不到的部位進行消毒。
3.1.4.3 適用范圍及條件
(1) 紫外線可以殺滅各種微生物，包括細菌繁殖體、芽孢、分枝桿菌、病毒、真菌、立克次體和支原體等，凡被上述微生物污染的表面，水和空氣均可采用紫外線消毒。
(2) 紫外線輻照能量低，穿透力弱，僅能殺滅直接照射到的微生物，因此消毒時必須使消毒部位充分暴露於紫外線。
(3) 用紫外線消毒紙張、織物等粗糙表面時，要適當延長照射時間，且兩面均應受到照射。
(4) 紫外線消毒的適宜溫度范圍是20℃～40℃，溫度過高過低均會影響消毒效果，可適當延長消毒時間，用於空氣消毒時，消毒環境的相對濕度低於80% 為好，否則應適當延長照射時間。
(5) 用紫外線殺滅被有機物保護的微生物時，應加大照射劑量。空氣和水中的懸浮粒子也可影響消毒效果。
3.1.4.4 使用方法
(1) 對物品表面的消毒：
1) 照射方式：最好使用便攜式紫外線消毒器近距離移動照射，也可采取紫外燈懸吊式照射。對小件物品可放紫外線消毒箱內照射。
2) 照射劑量和時間：不同種類的微生物對紫外線的敏感性不同，用紫外線消毒時必須使用照射劑量達到殺滅目標微生物所需的照射劑量。
殺滅一般細菌繁殖體時，應使照射劑量達到10 000μW.s/cm2；殺滅細菌芽孢時應達到100 000μW.s/cm2；病毒對紫外線的抵抗力介於細菌繁殖體和芽胞之間；真菌孢子的抵抗力比細菌芽孢更強，有時需要照射到600 000μW.s/cm2，但一般致病性真菌對紫外線的抵抗力比細菌芽胞弱；在消毒的目標微生物不詳時，照射劑量不應低於100 000μW.s/cm2。輻照劑量是所用紫外線燈在照射物品表面處的輻照強度和照射時間的乘積。因此，根據紫外線光源的輻照強度，可以計算出需要照射的時間。例如，用輻照強度為 70μW/cm2 的紫外線表面消毒器近距離照射物品表面，選擇的輻照劑量是 100 000μW.s/cm2，則需照射的時間是：
100 000μW.s/cm2 ÷ 70μW/cm2 = 1429 s ÷ 60s ≌ 24min。
（2）對室內空氣的消毒：
1）間接照射法：首選高強度紫外線空氣消毒器，不僅消毒效果可靠，而且可在室內有人活動時使用，一般開機消毒 30min 即可達到消毒合格。
2) 直接照射法：在室內無人條件下，可采取紫外線燈懸吊式或移動式直接照射。采用室內懸吊式紫外線消毒時，室內安裝紫外線消毒燈（30Ｗ紫外燈，在1.0m 處的強度 >70μW/cm2）的數量為平均每立方米不少於 1.5W，照射時間不少於30min。
(3) 對水和其他液體的消毒，可采用水內照射或水外照射，采用水內照射法時，紫外光源應裝有石英玻璃保護罩，無論采取何種方法，水層厚度均應小於2cm，根據紫外光源的強度確定水流速度。消毒後水必須達到國傢規定標準。
3.1.4.5 註意事項
(1) 在使用過程中，應保持紫外線燈表面的清潔，一般每兩周用酒精棉球擦拭一次，發現燈管表面有灰塵、油污時，應隨時擦拭。
(2)用紫外線燈消毒室內空氣時，房間內應保持清潔幹燥，減少塵埃和水霧，溫度低於20℃ 或高於 40℃，相對濕度大於 60% 時應適當延長照射時間。
(3) 用紫外線消毒物品表面時，應使照射表面受到紫外線的直接照射，且應達到足夠的照射劑量。
(4) 不得使紫外線光源照射到人，以免引起損傷。
(5)紫外線強度計至少1年標定1次。
技術參數：
56.紫外線殺菌作用最強的波段是多少？（B）
A.200nm～270nm；B.250nm～270nm；
C.220nm～270nm；D.200nm～275nm。
57.使用中紫外線燈在電壓為220V、環境相對濕度為60%、溫度為20℃時，輻射的253.7nm強度不得低於多少？（C）
A.90μW/cm2；B.80μW/cm2；C.70μW/cm2；D.100μW/cm2
58.測定普通直管紫外線燈的強度時，在燈管下垂直距離為多少？（B）
A.2m；B.1m；C.1.5mD.80cm。
59.一般30W紫外線燈的使用壽命為多長？（C）
A.800h；B.2000h；C.1000h；D.1500h
60.紫外線消毒的適宜溫度范圍是多少？（B）
A.0℃～40℃；B.20℃～40℃；C.10℃～40℃；D.20℃～50℃。
61.紫外線輻照劑量計算公式是（C）
A．輻照劑量（μW.s/cm2）=輻照強度（μW/cm2）×輻照面積（cm2）；
B．輻照劑量（μW.s/cm2）=輻照面積（cm2）×照射時間（s）；
C．輻照劑量（μW.s/cm2）=輻照強度（μW/cm2）×照射時間（s）；
D．輻照劑量（μW.s/cm2）=輻照范圍（m2）×照射時間（s）。
62.紫外線殺滅一般細菌繁殖體時，照射劑量應達到多少？（B）
A.1000μW.s/cm2；B.10000μW.s/cm2;
C.600000μW.s/cm2;D.100000μW.s/cm2
63.紫外線殺滅細菌芽孢時，照射劑量應達到多少？（D）
A.10000μW.s/cm2;B.10000μW.s/cm2;
C.600000μW.s/cm2D.100000μW.s/cm2
64.紫外線殺滅真菌孢子，照射劑量應達到多少？（C）
A.500000μW.s/cm2;B.100000μW.s/cm2;
C.600000μW.s/cm2;D.30000μW.s/cm
65.紫外線消毒的目標微生物不詳時,照射劑量不應低於多少？（B）
A.10000μW.s/cm2;B.100000μW.s/cm2;
C.20000μW.s/cm2;D.300000μW.s/cm。
66.用輻照強度為70μW/cm2的紫外線表面消毒器近距離照射物品表面，選擇的輻照劑量是100000μW.s/cm2，則需照射的時間是：（A）
A.24min；B.26min；C.30min；D.25min。
67.采用室內懸吊式紫外線消毒時，室內安裝紫外線消毒燈（30Ｗ紫外燈，在1.0m處的強度>70μW/cm2）的數量不少於多少？（D）
A.1.0W/m3；B.2.0W/m3；C.0.5W/m3；D.1.5W/m3。
68.采用室內懸吊式紫外線消毒時，照射時間不少於多少？（A）
A.30min;B.60min;C.90min;D.120min。
69.采用紫外線照射進行水的消毒時，水層厚度的要求是（B）
A.應小於3cm；B.應小於2cm；C.應小於4cm；D.應小於5cm。
70.用紫外線燈消毒室內空氣時，什麼情況下需要適當延長照射時間？（C）
A.溫度低於10℃或高於40℃，相對濕度大於60%；
B.溫度低於20℃或高於50℃，相對濕度大於70%；
C.溫度低於20℃或高於40℃，相對濕度大於60%；
D.溫度低於20℃或高於60℃，相對濕度大於50%。
71.紫外線強度計至少多長時間標定一次。（B）
A.半年；B.一年；C.兩年；D.一年半。
1、1W=1000mW=1,000，000uW
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