紫外线消毒机理是什么?
紫外线(UV)是波长在100~400nm之间的电磁波谱的一部分。紫外线按照波长范围的不同又可分为UVA(315~400nm)、UVB(280~315nm)、UVC(200~280nm)和真空紫外线(100~200nm)四段。其中起杀菌作用的主要是C波段紫外线。水处理中常用的抵押汞灯253.7nm处具有85%的输出功率,因而其杀菌波长为253.7nm。而中压、高强度汞灯的杀菌范围较宽。
紫外线杀菌作用的原理主要是紫外线对微生物的核酸可以产生光化学危害。微生物细胞核当中的核酸可以分为核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)两大类,其共同点是由磷酸二脂键按嘌呤和嘧啶碱基配对原则而连接起来的多核苷酸链。细胞核中的这两种核酸能够吸收高能量的短波紫外线辐射。对紫外光能的这种吸收可以使相邻的核苷酸之间产生新的键,从而形成双分子或二聚物。相邻嘧啶分子,尤其是胸腺嘧啶的二聚作用是紫外线引起的最普通的光化学损害。
细菌和病毒DNA中众多的胸腺嘧啶的二聚物,阻止了DNA的复制及蛋白质的合成,从而使细胞死亡。细胞损坏的数量取决于微生物吸收紫外光能的剂量以及微生物对紫外线的抵抗能力。大多数细菌和病毒较低的紫外剂量就可失活。紫外剂量是紫外线强度与接触时间的乘积,其单位为Mw/sm2。
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紫外线消毒的原理???????????
● 高效率杀菌
紫外线对细菌、病毒的杀菌作用一般在一秒内完成,而对传统氯气及臭氧方法来说,要达到紫外
线的效果一般需要 20分钟至一小时的时间。
● 杀菌广谱性
紫外线技术在目前所有的消毒技术中,杀菌的广谱性是最高的。它对几乎所有细菌、病毒都能高
效率杀灭。
● 无二次污染
由于紫外消毒技术不需要加入任何化学药剂,因此它不会对水及周围环境造成二次污染。
● 运行维护简单,费用低
由于九十年代对紫外线核心技术的完善,紫外线消毒技术不仅消毒效率是所有消毒手段中最高的,
而且其运行维护 简单,运行成本低,可达每吨水4厘或更低,因此,其性价比是所有消毒技术中
最高的。它既具有其它消毒技术无 法比拟的高效率,又具有成本和运行费用低的优点。
在千吨水处理水平,它的成本只是氯消毒的1/2,是加氯脱氯消毒的2/5,更只有臭氧消毒成本的
1/9。即使在十万吨 处理量水平,紫外线消毒设备的投资及运行成本也远远低于其它消毒技术。
● 连续大水量消毒
九十年代末紫外线消毒技术的另一个特点是一年365天,一天24小时连续运行。除定期需一、二小
时以内的例行保 养外,其最佳操作条件是24小时连续运行。
● 应用领域广
在目前所有的技术中,没有一种像紫外线技术一样,具有如此广泛的应用领域。它不仅可以消毒
淡水,还可以消毒海水;不仅可以消毒饮用水,还可以消毒废水。它可以广泛应用在各种各样
需要水消毒的领域。例如:养殖业淡水、海水消毒,贝类净化,农业加工用水,饮用纯净水,
电子,医药,生物工业用超纯净水,各种饮料,啤酒以及食品加工等等。
紫外线是指波长在200nm~380nm之间的太阳光线,包括3类:UV-A波长为315nm~380nm,UV-B波长为280nm~315nm,UV-C波长200nm~280nm。到达地球表面的太阳光线(290nm—2000nm)中紫外线约占13%,其中UV-A占97%,UV-B占3%,UV-C接近于0。对人皮肤损伤的只有UV-A、UV-B。通过特殊工艺制成的UV-C紫外线灯,用来进行消毒灭菌。
其中真正具有杀菌作用的是uv-C波紫外线,254nm左右的紫外线最佳。紫外线可以杀灭各种微生物,包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等,具有广谱性。
其杀菌原理是通过紫外线对细菌、病毒等微生物的照射,以破坏其机体内DNA(去氧核糖核酸)的结构,使其立即死亡或丧失繁殖能力。石英紫外线灯具有优势,那么,如何识别真假。不同波段的紫外线杀菌能力不同,只有短波紫外线(200-300nm)才能对细菌有杀灭能力,其中在250-270nm范围杀菌力最强,不同材料制造的紫外线灯成本和性能也不一样。真正高强度、长寿命的紫外线灯必需是采用石英玻璃制造,这种灯也叫石英杀菌灯,它分两种类型:高臭氧型和低臭氧型,在消毒柜一般采用高臭氧型,这也是石英紫外线灯相对其他紫外线灯的一个显著特点,此外,它产生的紫外线强度高,是高硼灯的1.5倍以上,并且,紫外线辐射强度寿命长。最可靠的分辨方法是用紫外线辐照度计254 nm探头来测,同样功率,254 nm紫外线强度最高的是石英紫外线灯。其次是高硼玻璃紫外线灯,高硼玻璃灯紫外光强度很容易衰减,它点灯数百小时后其紫外光强度就大幅下降,降到初始时的50%-70%。在用户手上,虽然看到灯管还是亮的,但它可能已不起作用了。而石英玻璃的光衰减程度要远小于高硼灯。涂了荧光粉的灯管,不管是用何种玻璃制造都不可能发出短波紫外线,更不可能产生臭氧,因为经荧光粉转换发出的谱线,波长最短为300 nm附近,在消毒\柜里经常能看到的是灭蚊灯,只能产生365nm谱线和一部分蓝色光,它的功能除了能把蚊子吸引过来之外,是根本没有消毒作用的。—-高硼玻璃紫外线灯和石英紫外线灯在外观上比,石英紫外线灯一般不能装铝盖灯头,灯头材质用塑料,胶木或陶瓷,灯头外径要比玻璃管粗;高硼玻璃都可采用自动化程度较高的圆封的生产工艺,其工艺与日光灯生产一样,可用铝灯头。
—-石英玻璃熔点高,膨胀系数低,如果同时放在火中加热,高硼玻璃熔点低。加温后同时放在水中急冷,不会碎裂的是石英玻璃。对于一些使用普通玻璃管制造的所谓”紫外线灯”,这种灯是不含紫外线的,用一个简单的方法测试:把这种灯在节能灯或日光灯旁边点亮,它不能激化管内荧光粉发光,就可证实它是名符其实的假冒伪劣产品。
紫外线杀菌消毒原理是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果。经试验,紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段:UVA(400~315nm)、UVB(315~280nm)、UVC(280~200nm)和真空紫外线(200~100nm)。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。就杀菌速度而言,UVC处于微生物吸收峰范围之内,可在1s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌,而UVA和UVB由于处于微生物吸收峰范围之外,杀菌速度很慢,往往需要数小时才能起到杀菌作用,在实际工程的数秒钟水力停留(照射)时间内,该部分实际上属于无效紫外部分。真空紫外光穿透能力极弱,灯管和套管需要采用极高透光率的石英,一般用半导体行业降解水中的TOC,不用于杀菌消毒。因此,给排水工程中所说的紫外光消毒实际上就是指UVC消毒。紫外光消毒技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上,利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水,将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死,达到消毒的目的。 研究表明,紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体) 的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死,从而达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等,从而改变了DNA的生物活性,使微生物自身不能复制,这种紫外线损伤也是致死性损伤。 紫外线消毒是一种物理方法,它不向水中增加任何物质,没有副作用,这是它优于氯化消毒的地方,它通常与其它物质联合使用,常见的联合工艺有UV+H2O2、UV+H2O2+O3、UV+TiO2,这样,消毒效果会更好。
紫外线杀菌器的工作原理?
紫外线使细菌蛋白变性,dna变性而使其死亡,达到杀菌目的
紫外线消毒器是运用什么原理实现的呢
253.7nm紫外线具有最有效的杀菌性,紫外线消毒器利用发出此波段的紫外线杀菌灯,照射流水,当水中的致病菌收到照射后,其细胞的DNA结构受到破坏,并打破复制性,从而起到杀菌作用.
紫外线消毒的原理都有哪些呢?
必尔消毒柜是目前用的人挺多的,国外进口的,质量也非常让人放心,日常生活中常见的细菌都可以被杀死,消毒非常彻底,价格也蛮实惠的.
紫外线杀菌灯的原理
v原理是紫外线的照射能够使得蛋白质变性 而蛋白质是调控细菌生命活动的物质 紫外线使得细菌蛋白质变性,从而使得细菌不能进行正常生命活动导致死亡
紫外线消毒的杀菌机理是什么?
自然界的主要紫外线光源是太阳,太阳光透过大气层时波长短于290nm米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉.人工的紫外线光源有多种气体的电弧(如低压汞弧、高压汞弧),紫外线有化学作用能使照相底片感光,荧光作用强,日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的.紫外线还可以防伪,紫外线还有生理作用,能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等.紫外线的粒子性较强,能使各种金属产生光电效应.
超声波紫外线杀菌器的工作原理?
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紫外线杀菌器的工作原理
1、紫外线杀菌器的工作原理:臭氧发生器,紫外线杀菌器,紫外线消毒设备
紫外线是一种肉眼看不见的光波,存在于光谱紫外线端的外侧,故称之为紫外线,依据不同的波长范围,被割分为A、B、C三种波段,其中的C波段紫外线波长在240-260nm之间,为最有效的杀菌波段,波段中之波长最强点是253.7nm。
现代紫外线消毒技术是基于现代防疫学、光学、生物学和物理化学的基础上,利用特殊设计的高效率,高强度和长寿命的C波段紫外光发生装置,产生的强紫外C光照射流水(空气或固体表面),当水(空气或固体表面)中的各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其它病原体受到一定剂量的紫外C光辐射后,其细胞中的DNA结构受到破坏,从而在不使用任何化学药物的情况下杀灭水中的细菌、病毒,以及其它致病体,达到消毒和净化的目的。
2、紫外线杀菌器的应用范围:
根据253.7Ao波长的紫外线,能破坏微生物DNA并致死的原理而设计的,具有杀菌力强,寿命长、支行稳定可靠等优点,其杀菌效率≥99%,进口灯管使用寿命≥9000小时,广泛用于: ①食品加工工业水体消毒,包括果汁、牛奶、饮料、啤酒、食用油及各类罐头 、冷饮制品等用水设备。 ②医院、各类实验室用水消毒,以及高含量致病体废水消毒。
无菌室的紫外灯杀菌原理?
紫外线是一种低能量的电磁幅射,照射能量能产生激发作用。紫外线照射杀菌是使微生物细胞内核酸、原浆蛋白和酶发生化学变化而死亡。紫外线有广谱杀菌作用,可杀死包括细菌、结核杆菌、芽胞和真菌在内的多种微生物。安徽人和净化为您介绍无菌室的紫外灯杀菌原理?
紫外线杀菌灯和日光灯发光原理一样,灯管内的汞原子被激发产生汞的特征谱线,低压汞蒸气主要产生254nm和185nm紫外线,杀菌灯灯管利用透紫玻璃或石英玻璃制成,使紫外线穿过灯管透射出来。紫外线照射的强度需要使用紫外照度计进行检测。
254nm波长的紫外线极易被物体吸收,作用于生物体的遗传物质DNA上,使DNA遭到破坏而导致细菌死亡。185nm波长紫外线和空气作用可产生有强氧化作用的臭氧,可有效地杀灭细菌,并且紫外线可集中很高的强度,在短时间内杀灭细菌和病毒。
紫外线杀菌灯的设计原理
(1)有效辐射剂量
有效辐射剂量是时间和有效照度的乘积,然而,辐射剂量受辐射穿透介质能力的限制。穿透能力取决于吸收系数大小,对于固体,表面将吸收所有辐射;对于水,视其纯净度,光辐射被吸收90[%]前能相应穿透几毫米到几微米不等。
(2)杀菌辐射可能导致的危害
杀菌辐射能导致结膜炎和皮肤斑,所以人类不能在超过规定值得辐射下受照。换句话说,在设计杀菌装置时应将此考虑在内。
(3)光源
提高低压光源的灯电流在灯管长度相等时可以获得更高光输出,但会降低紫外辐射效率(紫外辐射功率/输出功率)。这是由于自吸收的增加及温度的影响。在灯中使用汞气替代纯汞可以减少上述温度的影响。
紫外线杀菌灯的辐射强度
按照《消毒技术规范》规定的要求,新紫外线灯管辐射强度应大于100VW/cm2(距离1m处)为合格。正在使用中的灯管辐射强度最低应达到70VW/cm2暂可使用,但必须延长照射时间。依据“紫外线照射剂量等于辐射强度乘以照射时间”的公式可求出不同强度所需延长照射时间,亦可看出高强度短时间或低强度长时间均能获得同样的杀菌效果。若紫外线光源的强度低于40VW/cm2,则再延长照射时间也不能起到满意的杀菌作用,即应停止使用。不要认为紫外线灯管只要亮着,就还有杀菌作用。
紫外线杀菌灯的安装
在紫外线杀菌灯的安装时,应根据紫外线辐射的有效空间的高度、大小决定安装灯管的数量。空气消毒时以每10m2悬挂一支30W紫外线灯管为宜,照射时间不少于30min。
紫外线杀菌灯的保洁
紫外线灯管表面的灰垢和油垢,会阻碍紫外线的穿透。使用中应注意灯管的擦拭和保洁,新灯管使用前,可先用75%酒精棉球擦拭。使用过程中一般每两周擦拭一次。发现灯管表面有灰尘、油垢时,应随时擦拭,保持灯管的洁净和透明。
紫外线杀菌灯的应用
紫外线杀菌灯的应用领域主要可概括为以下几个方面:1、空气消毒2、HVAC冷却旋管3、家庭用水4、工业饮用水5、工艺用水 (饮料)6、废水7、半导体和IC制造业8、游泳池、温泉、水族馆、 鱼塘,另外可应用于啤酒饮料、水处理、空调、消毒柜、医院动态无菌室、病房等。
使用紫外线杀菌灯经常要用到紫外辐照计对其紫外线辐射强度进行检测,以确保紫外线杀菌灯的消毒效果。
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医院的紫外线灯杀菌的原理是什么?
紫外线的分类: 根据生物效应的不同,将紫外线按照波长划分为四个波段: UVA波段,波长320~400nm,又称为长波黑斑效应紫外线 。它有很强的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的长波紫外线 有超过98%能穿透臭氧层和云层到达地球表面,UVA可以直达 肌肤的真皮层,破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维,将我们的皮肤晒黑。360nm波长的UVA紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线,可制作诱虫灯。300-420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃灯管,仅辐射出以365nm为中心的近紫外光,可用于矿石鉴定、舞台装饰、验钞等场所。 UVB波段,波长275~320nm,又称为中波红斑效应紫外线 。中等穿透力,它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收,日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收,只有不足2%能到达地球表面,在夏天和午后会特别强烈。UVB紫外线对人体具有红斑作用,能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成,但长期或过量照射会令皮肤晒黑,并引起红肿脱皮。紫外线保健灯、植物生长灯发出的就是使用特殊透紫玻璃(不透过254nm以下的光)和峰值在300nm附近的荧光粉制成。 UVC波段,波长100~275nm,又称为短波灭菌紫外线。它的穿透能力最弱,无法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层完全吸收。短波紫外线对人体的伤害很大,短时间照射即可灼伤皮肤,长期或高强度照射还会造成皮肤癌。紫外线杀菌灯发出的就是UVC短波紫外线。 UVD波段,波长小于100nm,又称为真空紫外线。 紫外线的杀菌原理 紫外线杀菌就是通过紫外线的照射,破坏及改变微生物的DNA(脱氧核糖核酸)结构,使细菌当即死亡或不能繁殖后代,达到杀菌的目的。真正具有杀菌作用的是UVC紫外线,因为C波段紫外线很易被生物体的DNA吸收,尤以253.7nm左右的紫外线最佳。 紫外线杀菌属于纯物理消毒方法,具有简单便捷、广谱高效、无二次污染、便于管理和实现自动化等优点,随着各种新型设计的紫外线灯管的推出,紫外线杀菌的应用范围也不断在扩大。 紫外线杀菌灯的结构 紫外线杀菌灯(UV灯)实际上是属于一种低压汞灯,和普通日光灯一样,利用低压汞蒸汽(<10-2Pa)被激发后发射紫外线。不同的是日光灯的灯管采用的是普通玻璃,253.7nm紫外线不能透出来,只能被灯管内壁的荧光粉吸收后激发出可见光。如果改变荧光粉的成分和比例,它就可以发出我们通常所见的不同颜色的光。一般杀菌灯的灯管都采用石英玻璃制作,因为石英玻璃对紫外线各波段都有很高的透过率,达80%-90%,是做杀菌灯的最佳材料。 杀菌灯有热阴极低压汞蒸气放电灯、冷阴极低压汞蒸气放电灯等几种结构,可按外型和功率分为多种类型。 石英玻璃与普通玻璃在性能上有很大的差别,主要是热膨胀系数不同,一般不能封接铝盖灯头,所以杀菌灯的灯头材质多采用胶木、塑料或陶瓷。 紫外线杀菌灯的灯管 因成本关系与用途不同,也有用紫外线穿透率<50%的高硼砂玻璃管代替石英玻璃的。高硼玻璃的生产工艺与节能灯一样,因此成本很低,但它在性能上远比不上石英杀菌灯,其杀菌效果有相当大的差异。 高硼灯管的紫外光强度很容易衰减,点灯数百小时后紫外线强度就大幅下降到初始时的50%-70%。而石英灯管在点燃2000-3000小时后,紫外线强度只减到初始时的80%-70%,光衰程度远远小于高硼灯。 还一种透紫外光较高的普通玻璃,比高硼玻璃要高得多,比石英玻璃略低。但光衰比石英杀菌灯大,并且不能产生臭氧。菲利浦生产的一种杀菌灯上的灯管就使用这种玻璃制作。 紫外线杀菌灯的种类 紫外线杀菌灯的发光谱线主要有254nm和185nm两条。254nm紫外线通过照射微生物的DNA来杀灭细菌,185nm紫外线可将空气中的O2变成O3(臭氧),臭氧具有强氧化作用,可有效地杀灭细菌,臭氧的弥散性恰好可弥补由于紫外线只沿直线传播、消毒有死角的缺点。 石英玻璃在炼制的时候,如果添加足够数量的钛(Ti)元素,就能使透过它的紫外线在200nm以下发生截止,而对254nm紫外线透过基本无影响。适当控制钛元素的添加量,就可有效的控制185nm紫外线的逸出量。根据这一特点, 我们可以制作低臭氧(无臭氧)、臭氧、高臭氧等三种紫外线杀菌灯管。 紫外线杀菌灯的应用 1.每一种微生物都有其特定紫外线杀灭、死亡剂量标准,其剂量是照射强度与照射时间的乘积(杀菌剂量=照射强度·照射时间/K=I·t),即紫外线的照射剂量则取决于紫外线的强度大小以及照射时间的长短,高强度短时间与低强度长时间之照射其效果是相同的。 2.石英灯管使用一段时间后会逐渐老化,紫外线照射强度会发生衰退,为达到彻底消毒的效果,应定期检查测石英灯的照射强度,发现强度不够时应立即更换。 3.紫外线的只能沿直线传播,穿透能力弱,任何纸片、铅玻璃、塑料都会大幅降低照射强度。因此消毒时尽量应使消毒部位充分暴露于紫外线下,定期擦拭灯管,以免影响紫外线穿透率及照射强度。 4.紫外线对人体的的皮肤能产生很大的伤害性,不要在有人的场所使用UV灯,更不要用眼睛直视点燃的灯管,由于短波紫外线不能透过普通玻璃,所以戴眼镜可避免眼睛受伤害。 5.在有人员活动的场所,一般不能使用臭氧灯管,因为臭氧会促进人体的血红蛋白凝结,造成人体供氧不足,发生头晕、恶心的感觉,影响身体健康,特别在臭氧浓度达到>0.3ppm (mg/m2 )时,将会对人体造成严重的伤害。 6.低压放电灯中之紫蓝色光芒为汞蒸气压,虽然汞蒸气压的强度与紫外线仍然有其关联性,但是并不直接代表紫外线之强度,这也就是说,紫外线的强度无法用肉眼来判定。 7.灯具加反光罩可以保证紫外线能量的集中,另外可以避免给工作人员造成损伤。反光罩一定要用对253.7nm紫外线材料吸引少反射多的材料制作,表面氧化抛光处理过的铝对短波紫外线的反射系数最大,所以一般紫外线灯具的反光系统均用铝材制成。 紫外线杀菌灯存在的问题 1、工艺特殊,制造困难,价格较高。由于石英玻璃的特殊性质,使得杀菌灯的生产不能规模化,造成石英杀菌灯的成本较高,阻碍它的进一步推广运用。 2、光衰较大,寿命不长。一般厂家生产的紫外线杀菌灯点燃数百小时后,它的紫外光强度衰减很快,最高达到30%,杀菌效果大大减弱。另外,加工中造成的阴极损伤也影响了紫外线杀菌灯的寿命。由于紫外线杀菌灯的光衰与荧光灯光衰在机理上不完全相同,所以这一问题还有待各方努力解决。 3、由于灯丝及阴极材料不同, 与T8、T5荧光灯同功率的UV灯管,也不能用相同的镇流器驱动。 我司所生产的紫外线杀菌灯的产品特点以及优势: 1、热阴极有效寿命8000小时,冷阴极在20000小时以上。 2、优质石英玻璃管,羟基含量小于等于50ppm、紫外线透过率大于等于90%。 3、锆铝片技术,吸附管内杂气,延长使用寿命。 4、超低汞技术,汞含量小于等于5mg,达欧盟标准。