紫外线灯消毒原理臭氧(紫外线杀菌灯臭氧有毒吗)
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紫外线杀菌灯为什么产生臭氧?
紫外线杀菌灯产生臭氧的原因是由于波长 200nm 以下的短波长紫外线能分解O₂分子,生成的 O*与O₂结合产生臭氧O₃。具体的反应过程如下。
3O₂+hv=2O₃,其中hv为合适的波长能量。
紫外线是阳光中波长为10~400纳米(nm)的光线,可以分为UVA(紫外线A,波长320~400纳米,长波)、UVB(波长280~320纳米,中波)、UVC(波长100~280纳米,短波)3种。
只有当紫外线的波长不大于200nm时,才能被空气中的O₂吸收,从而发生反应生成O₃。
扩展资料:
1、紫外线的波段类别
紫外线根据波可分为近紫外线UVA,远紫外线UVB和超短紫外线UVC。
(1)短波UVC
短波紫外线简称UVC,是波长200~280nm(纳米)的紫外光线。短波紫外线在经过地球表面同温层时被臭氧层吸收,不能到达地球表面。短波紫外线对人体可产生重要作用,因此,对短波紫外线应引起足够的重视。
(2)中波UVB
中波紫外线简称UVB,是波长280~320nm的紫外线。中波紫外线对人体皮肤有一定的生理作用。此类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收,不能渗入皮肤内部。但由于其阶能较高,对皮肤可产生强烈的光损伤,被照射部位真皮血管扩张,皮肤可出现红肿、水泡等症状。
长久照射皮肤会出现红斑、炎症、皮肤老化,严重者可引起皮肤癌。由此中波紫外线又被称作紫外线的晒伤(红)段,是应重点预防的紫外线波段。
(3)长波UVA
UVA是波长 315~400nm 的紫外线。长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强,可达到真皮深处,并可对表皮部位的黑色素起作用,从而引起皮肤黑色素沉着,使皮肤变黑,起到了防御紫外线,保护皮肤的作用。
2、紫外线的正向作用
(1)灭菌作用
紫外线灭菌作用,短波紫外线对微生物的破坏力极强,当该波段的紫外线照射细菌体后,细胞的核蛋白和脱氧核糖核酸(DNA)强烈地吸收该波段的能量,它们之间的链被打开断裂,从而使细菌死亡。如用紫外线汞灯或金属卤化物灯对空气和食品灭菌。
(2)保健作用
波长在 280~320 纳米的月波紫外线照射人体后,能引起皮肤肌体的光化学过程和光电反应,使皮肤产生许多活性物质,从而起到健康保健的作用。采用紫外线照射调节高级神经的功能、改善睡眠、降低血压。经常接受紫外线照射能加强白血球的吞噬能力,增强人的免疫功能。
(3)分解有机物
在建筑材料或家用电器材料表面加入(或涂覆)少量的纳米级二氧化钛粉末,可以吸附挥发性有机物VOC (如甲醛、苯,甲苯、乙醇、氯仿等),用紫外线照射后可分解这些有机物。
参考资料来源:百度百科-紫外线
水处理与废气高臭氧紫外线灯净化原理详解?
水处理高臭氧杀菌灯的消毒原理:
TOC水处理灯应用高臭氧波长185nm的紫外光谱对水进行照射时,在185nm紫外光所能照射的范围内可以产生中间体HO-和eaq(水合电子),这些活性中间体再与水中有机物发生亲电、亲核或电子转移反应,引起水中有机物的降解和矿化,并使其TOC浓度降低,使水质得以净化。同时,水中的各种细菌,病毒,藻类以及其他病原体受到一定剂量的照射后,其细胞中的DNA结构受到破坏,从而在不使用任何化学物质的情况下,杀灭水中的细菌及病毒等,不产生二次污染,其杀菌的广谱性,高效性,经济性优于其他传统的消毒方法。
废气处理高臭氧紫外线灯的净化原理为:
恶臭气体利用排风设备输入到净化设备后,净化设备运用高能UV(紫外线)光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应,使恶臭气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳,再通过排风管道排出室外。利用高能UV光束裂解恶臭气体中细菌的分子键,破坏细菌的核酸(DNA),再通过臭氧进行氧化反应,彻底达到脱臭及杀灭细菌的目的。
君睿光电是目前国内最专业的石英高臭氧紫外线灯管制造商,产品的工艺考究,质量与国外知名品牌的产品质量相当,制灯设备先进远超国内同行的水平,废气处理汞齐灯管寿命长,寿命期间光衰小,紫外强度大,与专用的紫外线预热型电子镇流器配套使用,工作稳定,功率饱满。
什么是有臭紫外线杀菌灯?有臭氧与没臭氧有什么区别吗?
紫外线杀菌灯的发光谱线主要有254nm和185nm两条。其中254nm的是无臭氧波段紫外线,185nm是有臭氧波段紫外线。
臭氧型:
优点:臭氧具有强氧化作用,可有效地杀灭细菌,臭氧的弥散性恰好可弥补由于紫外线只沿直线传播、消毒有死角的缺点。
缺点:但超标的臭氧则是个无形杀手! 它强烈刺激人的呼吸道,造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿,消完毒需要开窗透气。
无臭氧型:
优点:无臭氧,杀菌完毕人可以立即进入室内。
缺点:只沿直线传播,消毒有死角。
扩展资料:
紫外线杀菌消毒原理:
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(400~315nm)、UVB(315~280nm)、UVC(280~200nm)和真空紫外线(200~100nm)。
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1s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水力停留(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。
参考资料:
百度百科-紫外线杀菌灯
医院的紫外线灯杀菌的原理是什么?
紫外线的分类:
根据生物效应的不同,将紫外线按照波长划分为四个波段:
UVA波段,波长320~400nm,又称为长波黑斑效应紫外线 。它有很强的穿透力,可以穿透大部分透明的玻璃以及塑料。日光中含有的长波紫外线 有超过98%能穿透臭氧层和云层到达地球表面,UVA可以直达 肌肤的真皮层,破坏弹性纤维和胶原蛋白纤维,将我们的皮肤晒黑。360nm波长的UVA紫外线符合昆虫类的趋光性反应曲线,可制作诱虫灯。300-420nm波长的UVA紫外线可透过完全截止可见光的特殊着色玻璃灯管,仅辐射出以365nm为中心的近紫外光,可用于矿石鉴定、舞台装饰、验钞等场所。
UVB波段,波长275~320nm,又称为中波红斑效应紫外线 。中等穿透力,它的波长较短的部分会被透明玻璃吸收,日光中含有的中波紫外线大部分被臭氧层所吸收,只有不足2%能到达地球表面,在夏天和午后会特别强烈。UVB紫外线对人体具有红斑作用,能促进体内矿物质代谢和维生素D的形成,但长期或过量照射会令皮肤晒黑,并引起红肿脱皮。紫外线保健灯、植物生长灯发出的就是使用特殊透紫玻璃(不透过254nm以下的光)和峰值在300nm附近的荧光粉制成。
UVC波段,波长100~275nm,又称为短波灭菌紫外线。它的穿透能力最弱,无法穿透大部分的透明玻璃及塑料。日光中含有的短波紫外线几乎被臭氧层完全吸收。短波紫外线对人体的伤害很大,短时间照射即可灼伤皮肤,长期或高强度照射还会造成皮肤癌。紫外线杀菌灯发出的就是UVC短波紫外线。
UVD波段,波长小于100nm,又称为真空紫外线。
紫外线的杀菌原理
紫外线杀菌就是通过紫外线的照射,破坏及改变微生物的DNA(脱氧核糖核酸)结构,使细菌当即死亡或不能繁殖后代,达到杀菌的目的。真正具有杀菌作用的是UVC紫外线,因为C波段紫外线很易被生物体的DNA吸收,尤以253.7nm左右的紫外线最佳。
紫外线杀菌属于纯物理消毒方法,具有简单便捷、广谱高效、无二次污染、便于管理和实现自动化等优点,随着各种新型设计的紫外线灯管的推出,紫外线杀菌的应用范围也不断在扩大。
紫外线杀菌灯的结构
紫外线杀菌灯(UV灯)实际上是属于一种低压汞灯,和普通日光灯一样,利用低压汞蒸汽(10-2Pa)被激发后发射紫外线。不同的是日光灯的灯管采用的是普通玻璃,253.7nm紫外线不能透出来,只能被灯管内壁的荧光粉吸收后激发出可见光。如果改变荧光粉的成分和比例,它就可以发出我们通常所见的不同颜色的光。一般杀菌灯的灯管都采用石英玻璃制作,因为石英玻璃对紫外线各波段都有很高的透过率,达80%-90%,是做杀菌灯的最佳材料。
杀菌灯有热阴极低压汞蒸气放电灯、冷阴极低压汞蒸气放电灯等几种结构,可按外型和功率分为多种类型。
石英玻璃与普通玻璃在性能上有很大的差别,主要是热膨胀系数不同,一般不能封接铝盖灯头,所以杀菌灯的灯头材质多采用胶木、塑料或陶瓷。
紫外线杀菌灯的灯管
因成本关系与用途不同,也有用紫外线穿透率<50%的高硼砂玻璃管代替石英玻璃的。高硼玻璃的生产工艺与节能灯一样,因此成本很低,但它在性能上远比不上石英杀菌灯,其杀菌效果有相当大的差异。
高硼灯管的紫外光强度很容易衰减,点灯数百小时后紫外线强度就大幅下降到初始时的50%-70%。而石英灯管在点燃2000-3000小时后,紫外线强度只减到初始时的80%-70%,光衰程度远远小于高硼灯。
还一种透紫外光较高的普通玻璃,比高硼玻璃要高得多,比石英玻璃略低。但光衰比石英杀菌灯大,并且不能产生臭氧。菲利浦生产的一种杀菌灯上的灯管就使用这种玻璃制作。
紫外线杀菌灯的种类
紫外线杀菌灯的发光谱线主要有254nm和185nm两条。254nm紫外线通过照射微生物的DNA来杀灭细菌,185nm紫外线可将空气中的O2变成O3(臭氧),臭氧具有强氧化作用,可有效地杀灭细菌,臭氧的弥散性恰好可弥补由于紫外线只沿直线传播、消毒有死角的缺点。
石英玻璃在炼制的时候,如果添加足够数量的钛(Ti)元素,就能使透过它的紫外线在200nm以下发生截止,而对254nm紫外线透过基本无影响。适当控制钛元素的添加量,就可有效的控制185nm紫外线的逸出量。根据这一特点, 我们可以制作低臭氧(无臭氧)、臭氧、高臭氧等三种紫外线杀菌灯管。
紫外线杀菌灯的应用
1.每一种微生物都有其特定紫外线杀灭、死亡剂量标准,其剂量是照射强度与照射时间的乘积(杀菌剂量=照射强度·照射时间/K=I·t),即紫外线的照射剂量则取决于紫外线的强度大小以及照射时间的长短,高强度短时间与低强度长时间之照射其效果是相同的。
2.石英灯管使用一段时间后会逐渐老化,紫外线照射强度会发生衰退,为达到彻底消毒的效果,应定期检查测石英灯的照射强度,发现强度不够时应立即更换。
3.紫外线的只能沿直线传播,穿透能力弱,任何纸片、铅玻璃、塑料都会大幅降低照射强度。因此消毒时尽量应使消毒部位充分暴露于紫外线下,定期擦拭灯管,以免影响紫外线穿透率及照射强度。
4.紫外线对人体的的皮肤能产生很大的伤害性,不要在有人的场所使用UV灯,更不要用眼睛直视点燃的灯管,由于短波紫外线不能透过普通玻璃,所以戴眼镜可避免眼睛受伤害。
5.在有人员活动的场所,一般不能使用臭氧灯管,因为臭氧会促进人体的血红蛋白凝结,造成人体供氧不足,发生头晕、恶心的感觉,影响身体健康,特别在臭氧浓度达到>0.3ppm (mg/m2 )时,将会对人体造成严重的伤害。
6.低压放电灯中之紫蓝色光芒为汞蒸气压,虽然汞蒸气压的强度与紫外线仍然有其关联性,但是并不直接代表紫外线之强度,这也就是说,紫外线的强度无法用肉眼来判定。
7.灯具加反光罩可以保证紫外线能量的集中,另外可以避免给工作人员造成损伤。反光罩一定要用对253.7nm紫外线材料吸引少反射多的材料制作,表面氧化抛光处理过的铝对短波紫外线的反射系数最大,所以一般紫外线灯具的反光系统均用铝材制成。
紫外线杀菌灯存在的问题
1、工艺特殊,制造困难,价格较高。由于石英玻璃的特殊性质,使得杀菌灯的生产不能规模化,造成石英杀菌灯的成本较高,阻碍它的进一步推广运用。
2、光衰较大,寿命不长。一般厂家生产的紫外线杀菌灯点燃数百小时后,它的紫外光强度衰减很快,最高达到30%,杀菌效果大大减弱。另外,加工中造成的阴极损伤也影响了紫外线杀菌灯的寿命。由于紫外线杀菌灯的光衰与荧光灯光衰在机理上不完全相同,所以这一问题还有待各方努力解决。
3、由于灯丝及阴极材料不同, 与T8、T5荧光灯同功率的UV灯管,也不能用相同的镇流器驱动。
我司所生产的紫外线杀菌灯的产品特点以及优势:
1、热阴极有效寿命8000小时,冷阴极在20000小时以上。
2、优质石英玻璃管,羟基含量小于等于50ppm、紫外线透过率大于等于90%。
3、锆铝片技术,吸附管内杂气,延长使用寿命。
4、超低汞技术,汞含量小于等于5mg,达欧盟标准。
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