利用紫外線殺滅水生感染性細菌的優(yōu)勢已被廣泛認可。事實上,工業(yè)界是最先使用這項技術(shù)的先驅(qū)之一。如今,幾乎所有行業(yè)都將紫外線技術(shù)應(yīng)用于水處理系統(tǒng),包括食品飲料行業(yè)、制藥行業(yè)、化妝品行業(yè)、保健品行業(yè)、制造業(yè)、高科技行業(yè)等。殺菌是紫外線技術(shù)在水和廢水領(lǐng)域的主要應(yīng)用。同時,該行業(yè)還將該技術(shù)應(yīng)用于許多其他方面,包括臭氧消除、TOC、液體糖消毒、氯降解、表面和空氣消毒以及冷卻塔消毒。本文簡要概述了紫外線在工業(yè)中的一些應(yīng)用。
殺菌
紫外線殺菌主要使用波長為254納米的紫外光。這種波長的紫外光即使在少量的紫外線投射劑量下,也能破壞細胞生命的核心——DNA,從而阻止細胞再生,失去再生能力,使細菌無害,達到殺菌效果。像所有其他紫外線應(yīng)用技術(shù)一樣,該系統(tǒng)的規(guī)模取決于紫外線的強度(照射器的強度和功率)和接觸時間(水、液體或空氣暴露于紫外線的持續(xù)時間)。 b
消除臭氧
在工業(yè)生產(chǎn)中,臭氧經(jīng)常被用來消毒和凈化水。但由于臭氧的氧化能力很強,水中殘留的臭氧如果不去除,可能會影響下一步的工藝。因此,臭氧處理后水中殘留的臭氧必須在進入主工藝之前去除。波長為254納米的紫外線對破壞殘留臭氧非常有效,可以將臭氧分解為氧氣。雖然不同的系統(tǒng)需要不同的規(guī)模,但一般來說,典型的臭氧消除系統(tǒng)需要的紫外線輻射是傳統(tǒng)消毒系統(tǒng)的三倍左右。
降低總有機碳量
在許多高科技和實驗室設(shè)施中,有機物會阻礙高純度水的生產(chǎn)。去除水中有機物的方法有很多,其中常用的有活性炭和反滲透。波長較短(185nm)的紫外線也能有效降低總有機碳含量(值得一提的是,這些輻射器也產(chǎn)生波長為254nm的紫外線,所以可以同時消毒)。波長更短的紫外光能量更大,所以能分解有機物。有機物紫外氧化的反應(yīng)過程雖然很復(fù)雜,但其主要原理是通過產(chǎn)生氧化能力強的游離氫和氧,將有機物氧化成水和二氧化碳。和臭氧去除系統(tǒng)一樣,這種有機碳降解紫外系統(tǒng)的紫外線放射量是傳統(tǒng)消毒系統(tǒng)的三到四倍。
液體糖消毒
大多數(shù)食品和飲料制造商大量使用液體糖。糖是細菌容易利用的食物,所以很容易促進細菌的繁殖。另外,液體糖不透明,很難徹底消毒。波長為254nm的紫外線可用于液體糖制品的消毒。為了補償由液體的粘度和顏色引起的能量損失,許多紫外線發(fā)射器需要緊密排列以形成所謂的“薄膜”反應(yīng)器。這種散熱器的緊密組合可以提供所需的極高紫外線輻射,使液體糖可以得到有效消毒。其紫外線能量輸出約為傳統(tǒng)消毒系統(tǒng)的7至10倍。
降解余氯
氯消毒在城市水處理和供水系統(tǒng)中非常必要。然而,在工業(yè)生產(chǎn)過程中,為了避免對產(chǎn)品產(chǎn)生不利影響,去除水中的余氯往往是必要的預(yù)處理。消除余氯的基本方法是活性炭床和化學(xué)處理?;钚蕴刻幚淼娜秉c是需要不斷再生,經(jīng)常遇到細菌滋生的問題。波長為185納米和254納米的紫外線已被證明能有效破壞余氯和氯氨之間的化學(xué)鍵。雖然需要巨大的紫外線能量才能發(fā)揮作用,但它的優(yōu)點是這種方法不需要在水中添加任何藥物,儲存化學(xué)物質(zhì),易于維護,具有殺菌和去除有機物的功能。
表面和空氣消毒
紫外線空氣消毒和紫外線水消毒有著同樣悠久的歷史??諝庀驹O(shè)備已經(jīng)在醫(yī)院、診所和潔凈室使用多年?,F(xiàn)在,工廠、辦公室和家庭都開始使用空氣消毒設(shè)備。
空氣消毒的原理和水消毒的原理一樣。紫外線燈一般可以安裝在線圈前端的風(fēng)道里,也可以安裝在固定在墻上的架子上。當空氣經(jīng)過時,空氣中的微生物被殺死,變得無害。表面消毒的原理是一樣的。在食品飲料生產(chǎn)行業(yè)中,傳送帶上的產(chǎn)品是通過表面消毒設(shè)備進行消毒的。
冷卻塔消毒
為了降低殺生劑的成本(購買、儲存和保險)和化學(xué)處理對健康的危害,可以在冷卻塔的水循環(huán)系統(tǒng)中安裝紫外線系統(tǒng),起到殺菌的作用。如果與過濾器一起使用,紫外線可以有效控制冷卻塔中微生物的生長。雖然冷卻塔中仍然需要保持一定濃度的殺菌劑,但紫外線的應(yīng)用可以大大減少其使用量。