紫外线消毒技术原理及应用

大量研究表明，波长在250～270 nm范围内的c波段紫外线对微生物灭活能力较大，其中以254～257 nm为最大。c波段紫外线会使细菌、病毒、芽孢及其它病原菌的DNA丧失活性，破坏其复制能力造成微生物死亡。得当的紫外线消毒技术和有效的紫外线剂量可以有效地杀灭病毒和细菌，确保饮用水安全。每天，全世界范围内有超过三十亿升的饮用水是经过紫外线消毒处理的。
紫外线对于水的消毒灭菌主要是通过紫外线对微生物的辐射，生物体内的核酸(包括RNA和DNA)吸收了紫外线的光能，改变了DNA 的生物学活性，导致核酸的键和链的断裂、股间交联和形成光化产物，使微生物不能复制，造成致死性损伤。DNA和RNA对紫外线吸收光谱范围为240～280nm，对波长260 nm 的吸收达到最大值。
美国已在90年代修改了环境立法，在饮用水的消毒上，推荐采用紫外消毒技术。欧洲一些国家不仅在新建水厂中使用该技术．而且“不惜血本” 地改造原有的给水消毒设施。其中挪威的整个供水系统中使用紫外消毒技术的比例已高达70％ 。加拿大在研究和制造紫外消毒技术设备方面一直处于领先水平，其国内的医院、学校和家庭日常生活中使用该技术已经非常普遍。
（1）对“两虫”有较高的杀灭效果。紫外灯消毒系统中的中压紫外灯可以有效的杀死在饮用水中传播的所有病原体、细菌、原生动物以及病毒，其中包括在新的供水水质标准GB5749-2006中提高杀灭要求的贾第鞭毛虫和隐孢子虫。两虫对氧化性消毒剂-氯有很强的耐受能力，普通的氯消毒对其几乎无效。Bukhari等人于1999年用中压汞灯完成了灭活隐孢子虫的实验，紫外线剂量为19 mJ/cm2时就可以达到99.99%的灭活率。紫外线技术已被认可为适合杀灭隐孢子虫和贾第鞭毛虫消毒的技术，特别适用于地表水和其它易受感染水源。
（2）紫外线消毒不会向水中投加化学品，因此不会影响饮用水的口感和气味。而使用二氧化氯等气体对饮用水进行消毒时，因其是黄绿色带有刺激性的气体，消毒饮用水时可能会引起人体感官上的不适。目前，国内外的水厂在使用二氧化氯的方法进行饮用水消毒时都是采用现场制备的方式，且二氧化氯的性质比较活泼，易爆炸、具毒性从而给安全储存和运输带来困难。用紫外线消毒不涉及危险品，故无需考虑危险品的运输与储存问题。
（3）紫外消毒系统是应用一定波长的紫外光对细菌产生杀灭作用，不引入或形成新的有害物质，是一种绿色的消毒方法。其他的方法，如氯消毒法，会产生有机卤代物等副产物，不仅具有致癌作用，而且相当一部分具有致突变作用。又如臭氧氧化法，在处理含有溴离子的水的过程中形成的消毒副产物溴酸盐（被国际癌症研究机构定为2B级潜在致癌物，在我国新的饮用水标准中规定限度为0.01mg/L），对人类健康留下安全隐患。此外，使用臭氧处理时，残留的臭氧会刺激和损害人的深部呼吸道，并可损害中枢神经系统，对眼睛有轻度的刺激作用，因此需在后端增设剩余臭氧吸收装置，这在一定程度上增加了投资成本。