紫外线消毒技术在家用净水器中的应用

摘要：随着人们对健康的重视程度越来越高，饮用水的质量成为人们生活中关注的一个重要部分，当前越来越多的家庭开始选用净水器，各种消毒技术在净水器中的应用也变得越来越广泛。文章对紫外线消毒技术在家用净水器中的应用进行了分析，旨在提高饮用水质量。

关键词：紫外线消毒技术；家用净水器；饮用水；消毒原理；消毒杀菌 文献标识码：A

中图分类号：X703 文章编号：1009-2374（2015）16-0041-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.16.019

水是生命之源，人们生活中对水的依赖程度很高，近年来，人们逐渐开始使用各种净水器，各种消毒技术在净水器中的应用也变得越来越广泛，其中被国际领域公认的一种技术是紫外线消毒技术，这种技术在20世纪初开始就已经在净水领域有了广泛的应用，紫外线消毒技术在欧美一些国家中的应用比较广泛，在我国的起步时间比较晚，但也在逐渐完善。家用净水器作为饮用水入口的最后一道安全保障，在当前很多家庭中都有广泛的应用，在家用净水器中，通过相应的技术去除水的味道、颗粒物、病毒、微生物等，可以给人们提供安全洁净的饮用水，在家用净水器中，如何在家用净水器中对细菌以及病毒进行杀灭，同时还不添加任何物质，是当前净水器消毒的一个基本要求，紫外线消毒技术在应用的过程中就不会产生任何其他产物，因此在家用净水器中的应用比较广泛。

1 紫外线消毒的原理

紫外线属于广谱杀菌射线，其波长范围在100～380纳米之间，属于电磁波的一种，在光谱中，紫外线的位置在X射线和可见光之间，如果按照波长的范围进行划分，可以将紫外线分成几个不同的波段，不同的波段具有不同的杀毒能力，杀毒能力最强的波段是200～280纳米，这个波段的紫外线又叫做短波紫外线、灭菌紫外线。紫外线杀菌的原理是利用紫外线光量子的能量对各种与之接触的微生物体的核酸结构受到破坏，核酸是一切生命体的一个基本的物质以及基础，一旦核酸受到破坏，生命也将完结，核酸包括两类：一种是核糖核酸，即我们常说的RNA；另一种是脱氧核糖核，即DNA。核酸是生命体进行复制和繁殖的基础，紫外线可以使得核酸出现突变，使得微生物最终失去复制以及繁殖的能力，经过研究分析得出，波段为254纳米的紫外线对微生物的灭活效果最好，在没有任何化学药剂的情况下可以杀灭各种病菌，因此这个波段范围内的紫外线的应用最广泛，而且紫外线消毒本身不会产生任何副作用，从理论上来讲，如果有足够的紫外线的数量，就可以对一切病菌、病毒等进行杀灭，而且杀菌消毒的速度十分快，一般在一秒之内就可以将微生物杀死，尤其是对抗贾第鞭毛虫和隐孢子虫具有明显的优势。紫外线的穿透能力比较低，因此作用于水质净化的过程中，对水质有一定的要求。水的透光率、水层厚度以及进水流量都会对紫外线的杀菌效果产生较大的影响，家用净水器中的水质一般对紫外线消毒技术的影响较小，可以实现良好的杀菌效果。一般说来，紫外线杀毒技术针对的水质，一般要保持其pH值在7.5±0.5左右，温度一般要保持在17.5℃～22.5℃；浊度要小于1NTU，总溶解性固体量保持在每升200～500mg之间，而且水质的透光率应该要大于96%。

紫外线消毒技术与其他的消毒方式之间有一定的区别，具体说来，这种消毒技术是一种比较环保的技术，也是一种应用比较成熟的技术，不会产生各种副产物，也不会释放其他物质，具有很多其他消毒技术都不具备的优势，在水质净化与处理的领域中有十分广泛的应用，比如当前很多城镇污水处理、居民生活用水的消毒处理、纯净水的制备等过程中都有广泛的应用。但是紫外线消毒技术也存在一些问题，比如不能做到持续消毒，在消毒之后各种微生物可能会出现复活的现象，但是这种问题对于家用净水器而言并没有影响，在市政用水的处理过程中存在一定的影响。

2 紫外线消毒技术在家用净水器中的应用

2.1 紫外线消毒技术的优点

由于紫外线消毒技术具有很多其他消毒杀菌技术不可比拟的优点，在家用净水器中的应用变得越来越广泛，在应用的过程中应该要加强紫外线消毒系统的设计，一般说来，当前家用净水器紫外线消毒系统包括的主要板块，即（套）筒、紫外灯、石英套管、电路模块等。 外筒是为紫外线与水提供接触的地方，在外筒的选择过程中，有以下需要注意的地方：（1）选择化学稳定性比较高的材料，而且外筒还应该要具备一定的机械强度和加工性能，对紫外光的反射率要足够高，根据这些要求综合可得，净水器的消毒系统中外筒的材料一般会采用不锈钢；（2）紫外灯的设计，紫外灯主要是发射紫外线的部分，紫外灯的各项参数设置是否合理，对于紫外线能产生有很大的影响，其中设置的参数包括紫外灯灯管功率、杀菌波段功率占总功率的比例等，由于紫外灯本身受到水温的影响比较大，一般可以接受的温度范围为4℃～40℃，因此要保持在这样的温度环境中进行紫外线的输出，可以实现良好的杀菌消毒效果；（3）石英套管的安装，当紫外灯安装在石英套管内并与水体隔开时，应该要避免进水水质对紫外灯的直接影响。石英套管的材质一般可以采用气炼高强度石英玻璃，这种材料可以实现紫外光的高透过率要求，一般可以透过80%～90%以上的紫外线；（4）对电路模块进行设计，电路模块主要是对整个系统进行控制的部分，一般包括电源、镇流器、紫外灯点亮的时间以及次数的记录器、故障报警器等。

2.2 紫外线消毒技术在家用净水器中应用过程中的制约因素

紫外线消毒技术是一项很成熟的技术，在家用净水器中的应用还不是很广泛，出现这种现象主要是由于家用净水器本身具有一定的限制：（1）家用净水器一般使用的频率较高，而且是短时间制备饮用水的一种设备，一般的紫外线灯管在进行工作时需要一定的时间进行预热才能输出紫外线，因此不能实现即开即饮的目的和要求，对于家用净水器而言，只有在净水时可以即刻点亮并且能够快速达到稳定状态的紫外线灯光才可以实现即开即饮的目的；（2）紫外线消毒装置除了有一些相关的紫外线灯管以外，一般还需要进行电路的设计，紫外线等的灯管如果一直都是点亮的，则会导致能源浪费，最终使得灯管的寿命缩短，也会使得净水器内部的水被加热，因此紫外线在应用过程中，应该要加强电路的设计，利用紫外线灯管控制电路的设计来实现紫外线灯管只有在有水流入时启动，当水流停止的时候就可以熄灭，不再进行紫外线释放，从而可以有效地提高能源的利用率；（3）由于紫外线灯管需要稳定的电源才能工作，因此在对其进行供电时应该要经过金属连接器，在实际的净水过程中，如果不能做到水电分离，则会导致金属连接器生锈，使得整个电路的接触不太灵敏，严重时也有可能会出现一定的安全隐患。

3 结语

紫外线消毒技术是一种十分良好的消毒杀菌技术，在很多领域中都有十分广泛的应用。饮用水是人们生活中必不可少的一个部分，人们对饮用水的要求越来越高，因此各种消毒杀菌技术的应用也变得越来越广泛，紫外线消毒技术因其优势在家用净水器中的应用十分广泛，在家用净水器的使用过程中，应该要加强对这种技术的研究以及分析，以提高饮用水的安全度。

作者简介：周有福（1973-），男，甘肃陇西人，供职于美的集团热水器事业部佛山市美的清湖净水设备有限公司，中级职称，研究方向：水处理。

（责任编辑：秦逊玉）