（煙臺維佳半導體科技有限公司，山東煙臺 264006）

0.引言

自20世紀初以來，紫外線消毒作為一種有效的消毒方法被廣泛應用于水處理領域。然而，在氣體消毒方面，紫外線消毒技術經(jīng)過了很多次的技術改進。20世紀20年代紫外線消毒技術開始在空氣消毒中運用，結(jié)果表明該方法是可行的。但是，自1936年以來，在醫(yī)院手術室中開始嘗試使用紫外線消毒技術。1937年在風疹傳播中首次使用了紫外線消毒技術，取得了很好的效果[1]。在我國，紫外線消毒技術使用的是物體表面消毒和靜電照射消毒兩種方式，這兩種消毒方式主要在醫(yī)院、實驗室等一些特殊場合使用。其主要缺點是消毒時人員不能在場。20世紀80年代，我國研制出一種類似于空氣自凈機的循環(huán)空氣紫外線空氣消毒裝置，其缺點是消毒范圍較窄不能大面積使用。

1.紫外線消毒技術研究的意義

國外紫外線輻射在微生物控制、紫外線照射、室內(nèi)循環(huán)空氣消毒、風道系統(tǒng)消毒等方面得到了廣泛的應用。紫外線消毒不僅應用于醫(yī)院和診所，還可以應用于流行性傳染病爆發(fā)的地區(qū)，例如避難所和監(jiān)獄等。我國在紫外線消毒家屬方面還有很多技術缺陷，在此，借鑒國外技術理論，針對室內(nèi)微生物污染控制和風道消毒中對紫外線消毒技術的運用,從理論上和實驗上研究了紫外線在空間和風道中的分布，為紫外線消毒在空氣環(huán)境中的應用提供了參考。

2.紫外線消毒技術概述及特點

2.1 紫外線消毒技術的原理

200nm～275nm波長的紫外線有殺菌效果，但不同波長的紫外線殺菌效果也不同，其中254nm～257nm的殺菌效果最好。如果波長在254nm～257nm的紫外線殺菌能力為100%，比較不同波長的紫外線殺菌效果，如表1。

由表1可知，波長為254nm～257nm的紫外輻射殺菌能力最強，隨著波長的增加或減少，細菌的影響明顯減小。大多數(shù)廠家生產(chǎn)的紫外線殺菌燈，紫外線波長為254nm，254nm紫外線殺菌主要包括室內(nèi)紫外線殺菌和管道紫外線殺菌。紫外線殺菌的機理是微生物的核酸、蛋白質(zhì)和酶原生質(zhì)的化學變化和死亡。它具有殺菌作用，可殺滅多種微生物。不同微生物對紫外線的敏感性不同，其中革蘭陰性桿菌對紫外線敏感性最高，革蘭陽性桿菌次之，它們又是芽細胞[2]。

表1 紫外線在不同波長下的消毒效果統(tǒng)計

2.2 紫外線消毒技術受空氣溫度和濕度影響較大

空氣中的溫度對紫外線消毒效果有著很大影響，在溫度達到攝氏零下20℃以下時，紫外線無法完成消毒效果，這是因為紫外線輻射無法在低于攝氏零下20℃時的環(huán)境下出現(xiàn)，所以在這種低溫下紫外線就會失去殺菌消毒的效果。同樣的，當環(huán)境溫度很高時，紫外線燈的殺菌效果也會下降。這是因為當室溫過高時，會影響低壓汞燈的散熱，使燈的壓力增大。紫外線在低于攝氏20℃環(huán)境下的自吸收增大，輻射強度減小，殺菌效果降低?？諝鉁囟葹閿z氏20℃時殺菌效果最好。由于我們的室內(nèi)空氣溫度保持在攝氏18℃～28℃，屬于良好的紫外線殺菌范圍。因此，除一些特殊場合之外，環(huán)境溫度對紫外線殺菌都有較大影響。

空氣的透明度主要是由空氣濕度和空氣中的粉塵和塵埃影響的。如果空氣中含有的水分和塵埃出現(xiàn)變化，將會影響到紫外線在空氣中的穿透能力。當空氣中的水分和塵埃比重變大時，紫外線穿透能力變?nèi)?，消毒效果也會隨之減弱。此外，研究表明，當空氣相對濕度從25%增加到75%時，細菌的存活率從24%增加到64%。在一些紫外線殺菌燈的設計中，通常以相對濕度60%為基準，當濕度增加時，為了殺菌效果，也應相應地增加紫外線輻射量。如果室內(nèi)相對濕度分別為70%、80%、90%時，為了達到相同的殺菌效果，需分別增加50%、80%、90%的輻射量。

在紫外線殺菌過程中，當空氣濕度逐漸增加時，細菌的存活率也在逐漸增加。一般情況下，在進行紫外線殺菌燈的設置時，保持濕度在60%作為殺菌標準，當濕度增加時，為了殺菌效果，也應相應地增加紫外線輻射量。

3.紫外線消毒技術的應用分析

3.1 紫外線消毒技術在污水處理中的應用

紫外線消毒技術在污水處理中的應用有以下幾點：

（1）紫外線在水中的照射受到多種環(huán)境因素的影響，比如水中的微生物、水質(zhì)的高低等，所以在進行紫外線設置時要充分考慮到各種水環(huán)境的影響。同時，也有對污水的排放標準進行分析，不同的污水排放對菌群也會產(chǎn)生不同的影響，在選擇紫外線電子管設計時進行有針對性的選擇。

（2）紫外線照射的燈管，在選擇時要根據(jù)具體情況分析，比如低壓燈、低壓高輸出燈、中壓燈等。

（3）紫外線消毒的運用還要理解資本運作的情況和業(yè)主的要求，確定使用過程中的清洗方法和操作過程，確定手動清洗和機械清洗(包括純機械和機械)，另一個鎮(zhèn)流器與紫外線模塊分離或結(jié)合安排決定了消毒系統(tǒng)類型和規(guī)模的投資。

（4）紫外線消毒時間要準確掌握，還要對排水量有一個明確的標準，直接確定燈管數(shù)。

3.2 紫外線上照法

防護循環(huán)空氣紫外線消毒器是安裝在防護風扇驅(qū)動裝置內(nèi)的紫外線燈，可使空氣有組織地在紫外線區(qū)循環(huán)，同時防止紫外線輻射對人體造成傷害。矩形紫外線消毒器在國外比較常見，而我國研制出了圓柱形紫外線消毒器，并得到一定的應用[3]。

在使用屏蔽式循環(huán)紫外線消毒器時，要注意房間中的空氣流通和消毒器中的空氣路徑不是同一循環(huán)模式。屏蔽式循環(huán)紫外線消毒器對消毒器覆蓋區(qū)域下的空氣消毒率可達99%，但對整個房間的消毒效果卻大大降低。這是因為房間里只有一小部分空氣通過一個屏蔽的循環(huán)風紫外線消毒器。為了提高屏蔽式循環(huán)風紫外線滅菌器對室內(nèi)微生物污染的控制效果，必須增加通過該裝置的空氣量。在具體使用過程中，只有加大空氣流通的速度才能使房間內(nèi)大部分空氣得以循環(huán)，才能使大部分空氣流入消毒器覆蓋范圍，這也是該設備的主要缺點。

紫外線輻射法是通過房間下面的自然對流或強制對流，將空氣中的細菌流入到房間頂部的紫外線輻射區(qū)域。因此，紫外線照射對室內(nèi)粉塵污染的控制效果與室內(nèi)空氣進入照射區(qū)域的情況有直接關系。紫外線輻射區(qū)域中的空氣決定了殺菌消毒效果，進入有效區(qū)域的空氣量大，紫外線照射殺菌效果好；如果進入紫外線照射區(qū)域的空氣量較小，紫外線照射的殺菌效果較差。

4.結(jié)語

隨之殺菌技術的不斷發(fā)展，紫外線消毒技術也在逐漸得到越來越廣泛的應用。紫外線消毒技術有其自身的優(yōu)勢，比如投入少、操作方便等，且具有很好的殺菌效果，尤其是在目前的家電領域，市場應用前景廣闊。但是在具體實施過程中，要根據(jù)消毒場所進行不同的實施應用，以確保紫外線殺菌消毒的作用得到最大的發(fā)揮。