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紫外线技术在工业界中的发展与应用

利用紫外线杀灭水生感染性细菌的优势已被广泛认可。事实上,工业界是最先使用这项技术的先驱之一。如今,几乎所有行业都将紫外线技术应用于水处理系统,包括食品饮料行业、制药行业、化妆品行业、保健品行业、制造业、高科技行业等。杀菌是紫外线技术在水和废水领域的主要应用。同时,该行业还将该技术应用于许多其他方面,包括臭氧消除、TOC、液体糖消毒、氯降解、表面和空气消毒以及冷却塔消毒。本文简要概述了紫外线在工业中的一些应用。

杀菌

紫外线杀菌主要使用波长为254纳米的紫外光。这种波长的紫外光即使在少量的紫外线投射剂量下,也能破坏细胞生命的核心——DNA,从而阻止细胞再生,失去再生能力,使细菌无害,达到杀菌效果。像所有其他紫外线应用技术一样,该系统的规模取决于紫外线的强度(照射器的强度和功率)和接触时间(水、液体或空气暴露于紫外线的持续时间)。 b

消除臭氧

在工业生产中,臭氧经常被用来消毒和净化水。但由于臭氧的氧化能力很强,水中残留的臭氧如果不去除,可能会影响下一步的工艺。因此,臭氧处理后水中残留的臭氧必须在进入主工艺之前去除。波长为254纳米的紫外线对破坏残留臭氧非常有效,可以将臭氧分解为氧气。虽然不同的系统需要不同的规模,但一般来说,典型的臭氧消除系统需要的紫外线辐射是传统消毒系统的三倍左右。

降低总有机碳量

在许多高科技和实验室设施中,有机物会阻碍高纯度水的生产。去除水中有机物的方法有很多,其中常用的有活性炭和反渗透。波长较短(185nm)的紫外线也能有效降低总有机碳含量(值得一提的是,这些辐射器也产生波长为254nm的紫外线,所以可以同时消毒)。波长更短的紫外光能量更大,所以能分解有机物。有机物紫外氧化的反应过程虽然很复杂,但其主要原理是通过产生氧化能力强的游离氢和氧,将有机物氧化成水和二氧化碳。和臭氧去除系统一样,这种有机碳降解紫外系统的紫外线放射量是传统消毒系统的三到四倍。

液体糖消毒

大多数食品和饮料制造商大量使用液体糖。糖是细菌容易利用的食物,所以很容易促进细菌的繁殖。另外,液体糖不透明,很难彻底消毒。波长为254nm的紫外线可用于液体糖制品的消毒。为了补偿由液体的粘度和颜色引起的能量损失,许多紫外线发射器需要紧密排列以形成所谓的“薄膜”反应器。这种散热器的紧密组合可以提供所需的极高紫外线辐射,使液体糖可以得到有效消毒。其紫外线能量输出约为传统消毒系统的7至10倍。

降解余氯

氯消毒在城市水处理和供水系统中非常必要。然而,在工业生产过程中,为了避免对产品产生不利影响,去除水中的余氯往往是必要的预处理。消除余氯的基本方法是活性炭床和化学处理。活性炭处理的缺点是需要不断再生,经常遇到细菌滋生的问题。波长为185纳米和254纳米的紫外线已被证明能有效破坏余氯和氯氨之间的化学键。虽然需要巨大的紫外线能量才能发挥作用,但它的优点是这种方法不需要在水中添加任何药物,储存化学物质,易于维护,具有杀菌和去除有机物的功能。

表面和空气消毒

紫外线空气消毒和紫外线水消毒有着同样悠久的历史。空气消毒设备已经在医院、诊所和洁净室使用多年。现在,工厂、办公室和家庭都开始使用空气消毒设备。

空气消毒的原理和水消毒的原理一样。紫外线灯一般可以安装在线圈前端的风道里,也可以安装在固定在墙上的架子上。当空气经过时,空气中的微生物被杀死,变得无害。表面消毒的原理是一样的。在食品饮料生产行业中,传送带上的产品是通过表面消毒设备进行消毒的。

冷却塔消毒

为了降低杀生剂的成本(购买、储存和保险)和化学处理对健康的危害,可以在冷却塔的水循环系统中安装紫外线系统,起到杀菌的作用。如果与过滤器一起使用,紫外线可以有效控制冷却塔中微生物的生长。虽然冷却塔中仍然需要保持一定浓度的杀菌剂,但紫外线的应用可以大大减少其使用量。

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