何时何地使用紫外线？

紫外线用于未经处理的水源，例如雨水和地下水、井水、溪水、泉水或湖水。
大约 30mJ/cm ²（强度）的剂量将消除来自大多数“生物体”的风险（例如，大肠杆菌只需要 10 的剂量）。
炭疽孢子（死亡但极为罕见）和青霉菌（一种导致耳部感染、皮肤损伤和溃疡的霉菌）都需要 46 mJ/cm ²的更高剂量。

处理过的水源（例如城市或自来水）的紫外线通常以 16 mJ/cm ²的剂量输送（这是美国市政供水的公共卫生标准）。
如果供水当局（通常使用氯气）出现故障，该紫外线被视为 备用。
有趣的是，（城市/自来水）氯处理水不需要紫外线，但氯对隐孢子虫（腹泻）无效。
正如我们所知，当地水务部门偶尔会弄错剂量，结果不好。

如果发生紫外线故障，1 微米的滤芯可提供针对 4 至 6 微米囊肿的保护。

紫外线对游泳池水非常有效。它可以消除在水中以 16mJ/cm ²的剂量使用化学品的需要，因此是氯化的绝佳替代品。

用于热水回流系统的紫外线可以控制军团菌，需要 12mJ/cm ²的剂量。

紫外线是优越的

紫外线 (UV) 光处理是一种广泛认可且经过验证的水消毒方法，与其他消毒方法（如氯化、臭氧化等）相比具有多种优势。

紫外线不会向水中添加任何物质（例如有害的氯、颜色、气味、味道或味道），也不会产生有害的副产品。

紫外线只增加了消毒的能量（辐射），而其他消毒方法所需的接触时间只是其中的一小部分。它快速、高效、有效、经济且环保。

紫外线强度

您的紫外线水消毒系统设计经过精心设计，可在整个消毒室中提供足够的杀菌剂量。

剂量是“时间和强度”的函数。流速越高，暴露时间越短。流速越低，暴露时间越长。

强度是杀菌灯的输出（以瓦特为单位）。

因此更高的流速需要更高输出的灯。

紫外线工艺

1）水进入过滤器后流入不锈钢腔（石英套管与腔壁之间的环形空间）。

2) 悬浮在水中的“活体”（微生物）在沿着腔室行进时会受到紫外线的照射。

3) 如果水是清澈的，正确的剂量意味着离开腔室的水可以立即饮用。不需要进一步消毒。

清水

紫外线水过滤/消毒系统只能在视觉上清澈的水下才能正常工作。

如果水有颜色/混浊，紫外线将无法穿透，或者水中的颗粒会屏蔽紫外线（阴影）。

使用 5 微米（或更低）的过滤器滤芯可达到净度（以“浊度”衡量）。  

堵塞的墨盒

您的滤芯旨在捕获污染物，让紫外线发挥其魔力（而不是您饮用它们）。

污染物浓度越高和/或用水量越大，滤芯堵塞的速度就越快（被捕获的污染物堵塞）。

确保定期更换符合指定类型和质量的滤芯非常重要。

紫外线水消毒系统并非用于净化劣质水。该系统旨在对水进行消毒。

水质差可被描述为含有大量淤泥/泥浆或花粉/腐烂的叶子/浆果/种子，导致滤芯在不到 6 个月的时间内堵塞（堵塞）。

紫外线用于在排放到陆地或河流之前对已处理污水的流出物进行消毒，但它并不旨在将污水转化为微生物安全的饮用水。

水质

水质在杀菌紫外线的传播中起着主要作用。

建议水不要超过以下最大浓度水平：

• 铁 < 0.3 ppm (0.3mg/L)
• 硬度* < 7 gpg (120 mg/L)
• 浊度 < 1NTU
• 锰 < 0.05 ppm (0.05 mg/L)
• 单宁 < 0.1 ppm (0.3 mg/L)
• 紫外线透过率 > 75% 

可以实现对浓度水平高于以上所列浓度水平的水进行有效处理，但可能需要采取额外措施将水质提高到可处理水平。

如果出于任何原因，认为紫外线透射率不令人满意，请与工厂联系。

紫外线剂量

该系统旨在产生每平方厘米至少 30,000 微瓦秒 (μW-s/cm2) 的紫外线剂量，即使在灯泡寿命结束 (EOL) 时也足以消灭大多数水生微生物，如细菌、酵母、藻类等……

剂量是强度和时间的乘积
剂量 = 强度 x 时间 = 微瓦/cm2 x 时间 = 每平方厘米微瓦-秒 (μW-s/cm2)
注：1000 μW-s/cm2 = 1 mJ/cm2（毫-焦耳/cm2)

紫外线消毒受多种因素影响，安装紫外线系统前应注意以下事项；

紫外线透射（透光率）

• 透射率涉及 2537 埃单位（254 纳米，254 纳米）波长的紫外光透过水的有效性。 
• 水的透明度越高，紫外线系统就越有效。 
• 这种光学透明度是通过进行一项测试来评估的，该测试使入射光穿过 1 厘米深的水，并使用蒸馏水作为参考，将其记录在同一测试中。 
• 蒸馏水将 100% 的入射光通过 1 厘米深度。 
• 单元的基本设计考虑了所需波长的典型传输。实际上，这意味着设计为以每分钟 24 加仑（约 100 Lpm）流动的系统，在典型的传输率下实际上可能在具有较高传输率的液体中具有更高的流速，而在具有较低传输率的液体中具有较低的流速. 
• 作为一般准则，以下是一些典型的紫外线透射率 (UVT)：
  城市供水：85-98%
  去离子或反渗透水：95-98%
  地表水（湖泊、河流等）：70-90 %
  地下水（井）：90-95%
  其他液体：1-99% 

紫外线杀菌和过滤系统/概述

水，我们有多少？

• 地球拥有13.5亿立方千米的水。
• 地球上超过 97% 的水来自盐海，使其无法饮用（无需进一步处理，如海水淡化）
• 在可用的 13.5 亿平方公里中，有 2900 万平方公里冻结在冰川和极地冰盖下。
• 另有 800 万平方公里位于地下沙粒和砾石之间的空间，其中只有一小部分可以被井开采。
• 整个地球上 1% 的水中只有大约 1/100 可以作为淡水随时使用。

 水安全吗？

全世界的水处理厂每年排放 1.2 万亿加仑未经处理的污水，其中大部分流入下游的其他人的供水系统。生物体对氯消毒的抵抗力越来越强，就像感染身体的微生物越来越对抗生素产生抗药性一样。（大众科学杂志）。世界上有一半人很少或根本无法获得安全饮用水，拥有卫生设施来保护他们免受水传播疾病的人更少，世界卫生组织估计，地球上 80% 的疾病都是由水传播疾病引起的。（迈克尔基廷，最后一滴）。

历史

世纪之交后，氯开始用作供水中的消毒剂，以对抗 3 种最常见的水生细菌性疾病：

• 伤寒（伤寒沙门氏菌） 
• 亚洲霍乱（Vibro逗号） 
• 细菌性痢疾（痢疾志贺菌）

今天，氯仍然被用来控制许多水中生物体，包括细菌和病毒以及其他传染病，如脊髓灰质炎和肝炎，但有优点和缺点：

• “据估计，安大略省 14-16% 的膀胱癌可能归因于含有相对较高氯化消毒水平的饮用水”
• “长期饮用氯化地下水会增加膀胱癌和直肠癌的发病率”
• 如果从供水中去除氯，水传播疾病的发病率将急剧增加
• 如果水被细菌污染，饮用它会导致严重的疾病，通常会导致死亡（例如霍乱和伤寒）

紫外线消毒技术正在成为饮用水供应消毒的最可接受的替代方法。

消毒 – “净化以破坏或防止携带疾病的微生物的生长”。
根据EPA和WHO的定义，消毒是指没有感染或有害微生物。
测试是没有指示菌群。
消毒将携带细菌的水量减少到我们的身体可以安全处理的水平。

• 化学消毒：氯/碘/溴 SICAL 
• 物理消毒：煮沸/精细过滤
• 紫外光线 

减少级别

• 消毒：减少 2-log 或减少 50 - 99%
• 消毒定义为减少 4-log 或减少 99.99%
• 灭菌定义为 6-log 减少或 99.9999% 减少 

电磁波谱紫外线过程

紫外线处理过程是一个极其快速的物理过程，它会导致称为微生物 DNA 的遗传物质发生分子重排。
DNA 是所有生物体所有染色体的主要成分，称为脱氧核糖核酸，并且可以自我复制。
紫外线会阻止微生物自我复制的能力，从而阻止微生物繁殖引起疾病的菌落。
由于不同的细胞构成，不同的微生物需要不同水平的紫外线能量才能对其进行破坏。这种破坏能级称为剂量。

DNA 破坏紫外线剂量剂量为：

• 强度与时间的乘积
• 剂量 = 强度 x 时间
•  = microW/cm2 x 时间
•  = 微秒/cm2
• 1000 微瓦秒/cm2 = 1 mJ/cm2

 需要什么剂量？

• 16 mJ/cm2 美国公共卫生（NSF 55 B 级）
• 30 mJ/cm2 常见的制造商标准
• 40 mJ/cm2 EPA 要求（NSF 55 A 级）

注意：这些剂量代表灯泡寿命终止 (EOL) 数字

微生物——它们长什么样？

隐孢子虫

蓝藻

芽孢杆菌

脊髓灰质炎

大肠杆菌

志贺氏菌

细菌结构比较

紫外线/氯/臭氧

紫外线灭活功效

致病菌（达到4log灭活）

霍乱 6.5 mJ/cm2 (6,500 microWs/cm2)

痢疾 4.2 mJ/cm2 (4,200 microWs/cm2)

大肠杆菌 6.6 mJ/cm2 (6,600 microWs/cm2)

军团菌 3.8 mJ/cm2 (3,800 microWs/cm2)

沙门氏菌 10 mJ/cm2 (10,000 microWs/cm2)

病原体病毒（实现4log灭活）

脊髓灰质炎病毒 7 mJ/cm2 (7,000 microWs/cm2)

甲型肝炎 8 mJ/cm2 (8,000 microWs/cm2)

隐孢子虫药效

消毒活性估计。CT – 99 (mg-min)/L 游离氯 差 7,200 + 氯胺差 7,200 + 臭氧 好 5 - 15 二氧化氯 好 ~80 混合氧化剂 一般 ~1,000 紫外线照射 优秀 ~2-5 mJ/cm2 微生物破坏图 细菌 农杆菌根癌土壤杆菌8500炭疽杆菌8700巨大芽孢杆菌（无性）2500巨大芽孢杆菌（孢子）2500枯草芽孢杆菌（无性）11000枯草芽孢杆菌（孢子）58000破伤风梭菌22000白喉棒状杆菌6500个痢疾杆菌（腹泻）4200种大肠埃希氏菌（腹泻）6600军团bozemanii 3500 Legionella dumoffii 5,500 Legionella gormanii 4,900 Legionella micdadei 3,100 Legionella longbeachae 2,900 Legionella pneumophila（军团病）3,800 Leptospira interrogans（传染性黄疸）6,0010 结核分枝杆菌

影响紫外线的因素

只有当目标吸收全部剂量时，紫外线才能有效。这不会发生，因为：

• 被溶解在水中的其他颗粒（主要是铁、腐植酸和单宁）吸收
• 浊度 - 悬浮固体是未溶解的颗粒，显示为有色/混浊的水。这些散射和吸收紫外线，并屏蔽目标（阴影）
• 石英套管结垢 - 由于化学和生物沉积物（主要是无机染色和水垢：铁、镁、钙、铝、锰、钠和阴离子碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐和有机生物膜）
• 灯管工作温度低（需要开启 2 分钟才能达到最佳 40 ^o C）。温度的升高或降低会影响紫外线能量水平。石英套管将最大限度地减少温度波动。
• 与灯功率/腔室设计相比，水流量过大

水中紫外线辐照度的归宿

水质影响水化学对紫外线性能的影响

紫外线应用指南（需要预处理）

• 铁 < 0.3 ppm
• 锰 < 0.05 ppm
• 硫化氢 < 0.05 ppm 
• 硬度 < 7 gpg
• 悬浮固体 < 10 ppm
• 颜色过多、浑浊、铁质或有机物（例如单宁），需要额外处理
• 每 100 毫升中含有 1,000 个总大肠菌群和/或每 100 毫升中含有 100 个粪便大肠菌群
• 注意：任何工艺处理过的水都应该冷藏，不能无限期储存 

灯输出

Water Systems 紫外线过滤系统的优点

• 无需处理危险的有毒或腐蚀性化学品
• 安装简单、快速且成本低廉，仅需两水一电连接
• 维护简单，只需每年更换灯泡（前提是满足水质参数）
• 没有移动部件会磨损或断裂
• 虚拟即时消毒消除了对长时间保留时间的需要——不需要保留罐
• 不含微生物的水，不使用具有潜在危险的化学品 
• 紫外线不会改变味道、气味、pH 值或电导率
• 极低的功耗——一个 40 瓦的灯泡可有效处理高达 50 Lpm
• 与氯或臭氧系统相比，资本投资更低 
• 自动、无人值守和用户友好的操作 
• 无三卤甲烷 (THM) 形成

紫外线已获得全球认可并用于：

• 城乡生活用水应用
• 入口点 POE 和使用点 POU 
• 地表水和地下水
• 工业产品/工艺，如食品和饮料；制药；装瓶厂；农业；冷却塔；乳制品；啤酒厂；电子/半导体；酒厂；水产养殖；市政污水；污水的二次处理；用于废水回用的三级出水处理