紫外线消毒器：小件物品完美消毒解决方案

(一)紫外线消毒原理

紫外线消毒常用于室内空气、物体表面和水及其他液体的消毒。是利用适当波长的紫外线能够破坏微生物机体细胞中的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子结构,造成生长性细胞死亡和(或)再生性细胞死亡,达到杀菌消毒的效果。经试验,紫外线杀菌的有效波长范围可分为四个不同的波段：UVA(400～315 nm)、UVB(315～280 nm)、UVC(280～200 nm)和真空紫外线(200～100 nm)。其中能透过臭氧保护层和云层到达地球表面的只有UVA和UVB部分。就杀菌速度而言,UVC处于微生物吸收峰范围之内,可在1 s之内通过破坏微生物的DNA结构杀死病毒和细菌,而UVA和UVB由于处于微生物吸收峰范围之外,杀菌速度很慢,往往需要数小时才能起到杀菌作用,在实际工程的数秒钟停留(照射)时间内,该部分实际上属于无效紫外部分。真空紫外光穿透能力极弱,灯管和套管需要采用极高透光率的石英,一般用于半导体行业降解水中的TOC,不用于杀菌消毒。因此,给排水工程中所说的紫外光消毒实际上就是指UVC消毒。紫外光消毒技术是基于现代防疫学、医学和光动力学的基础上,利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水,将水中各种细菌、病毒、寄生虫、水藻以及其他病原体直接杀死,达到消毒的目的。

研究表明,紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死,从而达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等,从而改变了DNA的生物活性,使微生物自身不能复制,这种紫外线损伤也是致死性损伤。

(二)适用范围及条件

1.紫外线可以杀灭各种微生物,包括细菌繁殖体、芽孢、分枝杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等,凡被上述微生物污染的表面,水和空气均可采用紫外线消毒。

2.紫外线辐照能量低,穿透力弱,仅能杀灭直接照射到的微生物,因此消毒时必须使消毒部位充分暴露于紫外线。

3.用紫外线消毒纸张、织物等粗糙表面时,要适当延长照射时间,且两面均应受到照射。

4.紫外线消毒的适宜温度范围是20℃～40℃,温度过高过低均会影响消毒效果,可适当延长消毒时间,用于空气消毒时,消毒环境的相对湿度低于80%为好,否则应适当延长照射时间。

5.用紫外线杀灭被有机物保护的微生物时,应加大照射剂量。空气和水中的悬浮粒子也可影响消毒效果。

(三)紫外线消毒灯的要求

1.消毒使用的紫外线是C波紫外线,其波长范围是200 nm～275 nm,杀菌作用最强的波段是250 nm～270 nm,消毒用的紫外线光源必须能够产生辐照值达到国家标准的杀菌紫外线灯。

2.制备紫外线消毒灯,应采用等级品的石英玻璃管,以期得到满意的紫外线辐照强度。

3.紫外线消毒灯可以配用对紫外线反射系数高的材料(如抛光铝板)制成的反射罩

4.要求用于消毒的紫外线灯在电压为220 V、环境相对湿度为60%、温度为20℃时,辐射的253.7 nm紫外线强度(使用中的强度)不得低于70μW/cm2(普通30 W直管紫外线灯在距灯管1 m处测定,特殊紫外线灯在使用距离处测定,使用的紫外线测强仪必须经过标定,且在有效期内;使用的紫外线强度监测指示卡,应取得卫生许可批件,并在有效期内使用)。

5.紫外线灯使用过程中其辐照强度逐渐降低,故应定期测定消毒紫外线的强度,一旦降到要求的强度以下时,应及时更换。

6.紫外线消毒灯的使用寿命,即由新灯的强度降低到70μW/cm2的时间(功率≥30 W),或降低到原来新灯强度的70%(功率<30 W)的时间,应不低于1000 h。紫外灯生产单位应提供实际使用寿命。

(四)紫外线消毒灯的分类

1.普通直管热阴极低压汞紫外线消毒灯：灯管采用石英玻璃或其他对紫外线透过率高的玻璃制成,功率为40 W、30 W、20 W、15 W等。要求出厂新灯辐射253.7 nm紫外线的强度(在距离1 m处测定,不加反光罩)为：功率>30 W灯,≥90μW/cm2;功率>20 W灯,≥60μW/cm2;功率15 W灯,≥20μW/cm2。　由于这种灯在辐射253.7 nm紫外线的同时,也辐射一部分184.9 nm紫外线,故可产生臭氧。

2.高强度紫外线消毒灯：要求辐射253.7 nm紫外线的强度(在灯管中心垂直距离1 m处测定)为：功率30 W灯,>170μW/cm2;11 W灯,>40μW/cm2。

3.低臭氧紫外线消毒灯：也是热阴极低压汞灯,可为直管型或H型,由于采用了特殊工艺和灯管材料,故臭氧产量很低,要求臭氧产量<1 mg/h。

4.高臭氧紫外线消毒灯：由于采取了特殊工艺,这种灯产生较大比例的波长184.9 nm的紫外线,故臭氧产量较大。

(五)紫外线消毒器分类

1.紫外线空气消毒器

采用低臭氧紫外线杀菌灯制造,可用于有人条件下的室内空气消毒。可分为直接和间接照射法：

(1)间接照射法：首选高强度紫外线空气消毒器,不仅消毒效果可靠,而且可在室内有人活动时使用,一般开机消毒30 min即可达到消毒合格。

(2)直接照射法：在室内无人条件下,可采取紫外线灯悬吊式或移动式直接照射。采用室内悬吊式紫外线消毒时,室内安装紫外线消毒灯(30 W紫外灯,在1.0 m处的强度>70μW/cm2)的数量为平均每m3不少于1.5 W,照射时间不少于30 min。(www.xing528.com)

2.紫外线表面消毒器

采用低臭氧高强度紫外线杀菌灯制造,以使其能快速达到满意的消毒效果。影响消毒效果的因素有：

(1)照射方式：最好使用便携式紫外线消毒器近距离移动照射,也可采取紫外灯悬吊式照射。对小件物品可放紫外线消毒箱内照射。

(2)照射剂量和时间：不同种类的微生物对紫外线的敏感性不同,用紫外线消毒时必须使用照射剂量达到杀灭目标微生物所需的照射剂量。

杀灭一般细菌繁殖体时,应使照射剂量达到10000μW.s/cm2;杀灭细菌芽孢时应达到100000 μW.s/cm2;病毒对紫外线的抵抗力介于细菌繁殖体和芽孢之间;真菌孢子的抵抗力比细菌芽孢更强,有时需要照射到600000μW.s/cm2,但一般致病性真菌对紫外线的抵抗力比细菌芽孢弱;在消毒的目标微生物不详时,照射剂量不应低于100000μW.s/cm2。辐照剂量是所用紫外线灯在照射物品表面处的辐照强度和照射时间的乘积。因此,根据紫外线光源的辐照强度,可以计算出需要照射的时间。例如,用辐照强度为70μW/cm2的紫外线表面消毒器近距离照射物品表面,选择的辐照剂量是100000μW.s/cm2,则需照射的时间是：

3.紫外线消毒箱

采用高臭氧高强度紫外线杀菌灯或直管高臭氧紫外线灯制造,一方面利用紫外线和臭氧的协同杀菌作用,另一方面利用臭氧对紫外线照射不到的部位进行消毒。对水和其他液体的消毒,可采用水内照射或水外照射,采用水内照射法时,紫外光源应装有石英玻璃保护罩,无论采取何种方法,水层厚度均应小于2 cm,根据紫外光源的强度确定水流速度。消毒后水必须达到国家规定标准。

(六)紫外线消毒器使用注意事项

1.在使用过程中,应保持紫外线灯表面的清洁,一般每两周用酒精棉球擦拭一次,发现灯管表面有灰尘、油污时,应随时擦拭。

2.用紫外线灯消毒室内空气时,房间内应保持清洁干燥,减少尘埃和水雾,温度低于20℃或高于40℃,相对湿度大于60%时应适当延长照射时间。

3.用紫外线消毒物品表面时,应使照射表面受到紫外线的直接照射,且应达到足够的照射剂量。4.不得使紫外线光源照射到人,以免引起损伤。

5.紫外线强度计至少1年标定1次。

(七)紫外线强度测定

1.检测设备

紫外线辐照计,是宽谱线功率测量仪,主要用于测量紫外线的辐照能功率密度,即每平方厘米的辐射能功率。单位为：微瓦/平方厘米(μW/cm2),由主机和探头两部分组成。不同的紫外线辐照计可测定不同波长范围的紫外线,用于空气和物体表面消毒的紫外线灯用中心波长为253.7 nm的紫外线强度测定仪。

2.检测方法

开启紫外线灯5 min后,将测定波长为253.7 nm的紫外线辐照计探头置于被检紫外线灯下垂直距离1 m的中央处,待仪表稳定后,所示数据即为该紫外线灯管的辐照度值。

3.结果判定

普通30 W直管型紫外线灯,新灯辐照强度≥90μW/cm2为合格;使用中紫外线灯辐照强度≥70μW/cm2为合格;30 W高强度紫外线新灯的辐照强度≥180μW/cm2为合格。

4.注意事项

(1)测定时电压220 V±5 V,温度20℃～25℃,相对湿度<60%,紫外线辐照计必须在计量部门检定的有效期内使用;指示卡应获得卫生许可批件,并在有效期内使用。

(2)紫外线照射时应严格控制时间,否则测定结果不准确。

(3)注意防止紫外线对眼,脸部位的辐射损伤,尤其是注意对眼结膜的辐射损伤,所以在监测时应戴防护面罩或防护镜。

(4)紫外线灯管应保持清洁,无灰尘。