紫外線消毒技術在家用凈水器中的應用

摘要：隨著人們對健康的重視程度越來越高，飲用水的質量成為人們生活中關注的一個重要部分，當前越來越多的家庭開始選用凈水器，各種消毒技術在凈水器中的應用也變得越來越廣泛。文章對紫外線消毒技術在家用凈水器中的應用進行了分析，旨在提高飲用水質量。

關鍵詞：紫外線消毒技術；家用凈水器；飲用水；消毒原理；消毒殺菌 文獻標識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2015）16-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.019

水是生命之源，人們生活中對水的依賴程度很高，近年來，人們逐漸開始使用各種凈水器，各種消毒技術在凈水器中的應用也變得越來越廣泛，其中被國際領域公認的一種技術是紫外線消毒技術，這種技術在20世紀初開始就已經在凈水領域有了廣泛的應用，紫外線消毒技術在歐美一些國家中的應用比較廣泛，在我國的起步時間比較晚，但也在逐漸完善。家用凈水器作為飲用水入口的最后一道安全保障，在當前很多家庭中都有廣泛的應用，在家用凈水器中，通過相應的技術去除水的味道、顆粒物、病毒、微生物等，可以給人們提供安全潔凈的飲用水，在家用凈水器中，如何在家用凈水器中對細菌以及病毒進行殺滅，同時還不添加任何物質，是當前凈水器消毒的一個基本要求，紫外線消毒技術在應用的過程中就不會產生任何其他產物，因此在家用凈水器中的應用比較廣泛。

1 紫外線消毒的原理

紫外線屬于廣譜殺菌射線，其波長范圍在100～380納米之間，屬于電磁波的一種，在光譜中，紫外線的位置在X射線和可見光之間，如果按照波長的范圍進行劃分，可以將紫外線分成幾個不同的波段，不同的波段具有不同的殺毒能力，殺毒能力最強的波段是200～280納米，這個波段的紫外線又叫做短波紫外線、滅菌紫外線。紫外線殺菌的原理是利用紫外線光量子的能量對各種與之接觸的微生物體的核酸結構受到破壞，核酸是一切生命體的一個基本的物質以及基礎，一旦核酸受到破壞，生命也將完結，核酸包括兩類：一種是核糖核酸，即我們常說的RNA；另一種是脫氧核糖核，即DNA。核酸是生命體進行復制和繁殖的基礎，紫外線可以使得核酸出現突變，使得微生物最終失去復制以及繁殖的能力，經過研究分析得出，波段為254納米的紫外線對微生物的滅活效果最好，在沒有任何化學藥劑的情況下可以殺滅各種病菌，因此這個波段范圍內的紫外線的應用最廣泛，而且紫外線消毒本身不會產生任何副作用，從理論上來講，如果有足夠的紫外線的數量，就可以對一切病菌、病毒等進行殺滅，而且殺菌消毒的速度十分快，一般在一秒之內就可以將微生物殺死，尤其是對抗賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲具有明顯的優勢。紫外線的穿透能力比較低，因此作用于水質凈化的過程中，對水質有一定的要求。水的透光率、水層厚度以及進水流量都會對紫外線的殺菌效果產生較大的影響，家用凈水器中的水質一般對紫外線消毒技術的影響較小，可以實現良好的殺菌效果。一般說來，紫外線殺毒技術針對的水質，一般要保持其pH值在7.5±0.5左右，溫度一般要保持在17.5℃～22.5℃；濁度要小于1NTU，總溶解性固體量保持在每升200～500mg之間，而且水質的透光率應該要大于96%。

紫外線消毒技術與其他的消毒方式之間有一定的區別，具體說來，這種消毒技術是一種比較環保的技術，也是一種應用比較成熟的技術，不會產生各種副產物，也不會釋放其他物質，具有很多其他消毒技術都不具備的優勢，在水質凈化與處理的領域中有十分廣泛的應用，比如當前很多城鎮污水處理、居民生活用水的消毒處理、純凈水的制備等過程中都有廣泛的應用。但是紫外線消毒技術也存在一些問題，比如不能做到持續消毒，在消毒之后各種微生物可能會出現復活的現象，但是這種問題對于家用凈水器而言并沒有影響，在市政用水的處理過程中存在一定的影響。

2 紫外線消毒技術在家用凈水器中的應用

2.1 紫外線消毒技術的優點

由于紫外線消毒技術具有很多其他消毒殺菌技術不可比擬的優點，在家用凈水器中的應用變得越來越廣泛，在應用的過程中應該要加強紫外線消毒系統的設計，一般說來，當前家用凈水器紫外線消毒系統包括的主要板塊，即（套）筒、紫外燈、石英套管、電路模塊等。 外筒是為紫外線與水提供接觸的地方，在外筒的選擇過程中，有以下需要注意的地方：（1）選擇化學穩定性比較高的材料，而且外筒還應該要具備一定的機械強度和加工性能，對紫外光的反射率要足夠高，根據這些要求綜合可得，凈水器的消毒系統中外筒的材料一般會采用不銹鋼；（2）紫外燈的設計，紫外燈主要是發射紫外線的部分，紫外燈的各項參數設置是否合理，對于紫外線能產生有很大的影響，其中設置的參數包括紫外燈燈管功率、殺菌波段功率占總功率的比例等，由于紫外燈本身受到水溫的影響比較大，一般可以接受的溫度范圍為4℃～40℃，因此要保持在這樣的溫度環境中進行紫外線的輸出，可以實現良好的殺菌消毒效果；（3）石英套管的安裝，當紫外燈安裝在石英套管內并與水體隔開時，應該要避免進水水質對紫外燈的直接影響。石英套管的材質一般可以采用氣煉高強度石英玻璃，這種材料可以實現紫外光的高透過率要求，一般可以透過80%～90%以上的紫外線；（4）對電路模塊進行設計，電路模塊主要是對整個系統進行控制的部分，一般包括電源、鎮流器、紫外燈點亮的時間以及次數的記錄器、故障報警器等。

2.2 紫外線消毒技術在家用凈水器中應用過程中的制約因素

紫外線消毒技術是一項很成熟的技術，在家用凈水器中的應用還不是很廣泛，出現這種現象主要是由于家用凈水器本身具有一定的限制：（1）家用凈水器一般使用的頻率較高，而且是短時間制備飲用水的一種設備，一般的紫外線燈管在進行工作時需要一定的時間進行預熱才能輸出紫外線，因此不能實現即開即飲的目的和要求，對于家用凈水器而言，只有在凈水時可以即刻點亮并且能夠快速達到穩定狀態的紫外線燈光才可以實現即開即飲的目的；（2）紫外線消毒裝置除了有一些相關的紫外線燈管以外，一般還需要進行電路的設計，紫外線等的燈管如果一直都是點亮的，則會導致能源浪費，最終使得燈管的壽命縮短，也會使得凈水器內部的水被加熱，因此紫外線在應用過程中，應該要加強電路的設計，利用紫外線燈管控制電路的設計來實現紫外線燈管只有在有水流入時啟動，當水流停止的時候就可以熄滅，不再進行紫外線釋放，從而可以有效地提高能源的利用率；（3）由于紫外線燈管需要穩定的電源才能工作，因此在對其進行供電時應該要經過金屬連接器，在實際的凈水過程中，如果不能做到水電分離，則會導致金屬連接器生銹，使得整個電路的接觸不太靈敏，嚴重時也有可能會出現一定的安全隱患。

3 結語

紫外線消毒技術是一種十分良好的消毒殺菌技術，在很多領域中都有十分廣泛的應用。飲用水是人們生活中必不可少的一個部分，人們對飲用水的要求越來越高，因此各種消毒殺菌技術的應用也變得越來越廣泛，紫外線消毒技術因其優勢在家用凈水器中的應用十分廣泛，在家用凈水器的使用過程中，應該要加強對這種技術的研究以及分析，以提高飲用水的安全度。

作者簡介：周有福（1973-），男，甘肅隴西人，供職于美的集團熱水器事業部佛山市美的清湖凈水設備有限公司，中級職稱，研究方向：水處理。

（責任編輯：秦遜玉）