超純水器之紫外殺菌原理及紫外燈結構和種類

1.紫外線的殺菌原理 

紫外線殺菌就是通過紫外線的照射，破壞及改變微生物的DNA（脫氧核糖核酸）結構，使細菌當即死亡或不能繁殖后代，達到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UVC紫外線，因為，C波段紫外線很易被生物體的DNA吸收，尤以253.7nm左右的紫外線zui佳。

紫外線殺菌燈的發光譜線主要有254nm和185nm兩條。254nm紫外線通過照射微生物的DNA來殺滅細菌，185nm紫外線可將空氣中的O2變成O3(臭氧)，臭氧具有強氧化作用，可有效地殺滅細菌，臭氧的彌散性恰好可彌補由于紫外線只沿直線傳播、消毒有死角的缺點。 

紫外線殺菌屬于純物理消毒方法，具有簡單便捷、廣譜、無二次污染、便于管理和實現自動化等優點，隨著各種新型設計的紫外線燈管的推出，紫外線殺菌的應用范圍也不斷在擴大。

2. 紫外線殺菌燈的結構 

紫外線殺菌燈（UV燈）實際上是屬于一種低壓汞燈，和普通日光燈一樣，利用低壓汞蒸汽（<10-2Pa）被激發后發射紫外線。不同的是日光燈的燈管采用的是普通玻璃，254nm紫外線不能透出來，只能被燈管內壁的熒光粉吸收后激發出可見光。如果改變熒光粉的成分和比例，它就可以發出我們通常所見的不同顏色的光。一般殺菌燈的燈管都采用石英玻璃制作，因為石英玻璃對紫外線各波段都有很高的透過率，達80%～90%，是做殺菌燈的zui佳材料。 

殺菌燈有熱陰極低壓汞蒸氣放電燈、冷陰極低壓汞蒸氣放電燈等幾種結構，可按外型和功率分為多種類型。 

石英玻璃與普通玻璃在性能上有很大的差別，主要是熱膨脹系數不同，一般不能封接鋁蓋燈頭，所以殺菌燈的燈頭材質多采用膠木、塑料或陶瓷。 

3. 紫外線殺菌燈的燈管 

因成本關系與用途不同，也有用紫外線穿透率＜50%的高硼砂玻璃管代替石英玻璃的。高硼玻璃的生產工藝與節能燈一樣，因此成本很低，但它在性能上遠比不上石英殺菌燈，其殺菌效果有相當大的差異。 

高硼燈管的紫外光強度很容易衰減，點燈數百小時后紫外線強度就大幅下降到初始時的50%～70%。而石英燈管在點燃2000～3000小時后，紫外線強度只減到初始時的80%～70%，光衰程度遠遠小于高硼燈。 

還一種透紫外光較高的普通玻璃，比高硼玻璃要高得多，比石英玻璃略低。但光衰比石英殺菌燈大，并且不能產生臭氧。菲利浦生產的一種殺菌燈上的燈管就使用這種玻璃制作。

4. 紫外線殺菌燈的種類

紫外線殺菌燈的發光譜線主要有254nm和185nm兩條。254nm紫外線通過照射微生物的DNA來殺滅細菌，185nm紫外線可將空氣中的O2變成O3(臭氧)，臭氧具有強氧化作用，可有效地殺滅細菌，臭氧的彌散性恰好可彌補由于紫外線只沿直線傳播、消毒有死角的缺點。 

石英玻璃在煉制的時候，如果添加足夠數量的鈦（Ti）元素，就能使透過它的紫外線在200nm以下發生截止，而對254nm紫外線透過基本無影響。適當控制鈦元素的添加量，就可有效的控制185nm紫外線的逸出量。根據這一特點， 我們可以制作低臭氧(無臭氧)、臭氧、高臭氧等三種紫外線殺菌燈管。 

5.紫外線殺菌燈的應用

1)每一種微生物都有其特定紫外線殺滅、死亡劑量標準，其劑量是照射強度與照射時間的乘積（殺菌劑量＝照射強度·照射時間/K=I·t)，即，紫外線的照射劑量則取決于紫外線的強度大小以及照射時間的長短，高強度短時間與低強度長時間之照射其效果是相同的。 

2)石英燈管使用一段時間后會逐漸老化，紫外線照射強度會發生衰退，為達到徹底消毒的效果，應定期檢查測石英燈的照射強度，發現強度不夠時應立即更換。 

3)紫外線只能沿直線傳播，穿透能力弱，任何紙片、鉛玻璃、塑料都會大幅降低照射強度。因此消毒時盡量應使消毒部位充分暴露于紫外線下，定期擦拭燈管，以免影響紫外線穿透率及照射強度。 

4)紫外線對人體的的皮膚能產生很大的傷害性，不要在有人的場所使用UV燈，更不要用眼睛直視點燃的燈管，由于短波紫外線不能透過普通玻璃，所以戴眼鏡可避免眼睛受傷害。 

5)在有人員活動的場所，一般不能使用臭氧燈管，因為臭氧會促進人體的血紅蛋白凝結，造成人體供氧不足，發生頭暈、惡心的感覺，影響身體健康，特別在臭氧濃度達到＞0.3ppm(mg/m2)時，將會對人體造成嚴重的傷害。 

6)低壓放電燈中之紫藍色光芒為汞蒸氣壓，雖然汞蒸氣壓的強度與紫外線仍然有其關聯性，但是并不直接代表紫外線之強度，這也就是說，紫外線的強度無法用肉眼來判定。 

7)燈具加反光罩可以保證紫外線能量的集中，另外可以避免給工作人員造成損傷。反光罩一定要用對253.7nm紫外線材料吸引少反射多的材料制作，表面氧化拋光處理過的鋁對短波紫外線的反射系數zui大，所以一般紫外線燈具的反光系統均用鋁材制成。