水處理中紫外線殺菌技術(shù)是一種物理消毒方式，具有廣譜殺菌能力，也是唯一不會產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的消毒方法。目前，紫外線殺菌技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為安全可靠、高效環(huán)保的消毒技術(shù)，在國外各個領(lǐng)域得到了廣泛的運用，在我國，紫外線殺菌技術(shù)正逐步取代傳統(tǒng)化學(xué)消毒方法，成為主流的水處理凈化技術(shù)。
現(xiàn)如今水處理行業(yè)風(fēng)靡正起，在眾多的飲用水消毒技術(shù)中，紫外線消毒器消毒因其不添加任何化學(xué)物質(zhì)、消毒效果好及不產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物等優(yōu)點而引起人們的重視。飲用水紫外線消毒器消毒根據(jù)紫外線的生物學(xué)原理中，水中細菌和病毒的核酸對紫外線吸收性能這一特性來進行紫外線照射從而破壞細胞結(jié)構(gòu)達到殺滅目的。
紫外線消毒的生物學(xué)原理
紫外線位于X射線和可見光之間，在物理學(xué)上一般將紫外線分為真空紫外線區(qū)(<190nm)、遠紫外區(qū)(190-300nm)和近紫外區(qū)(300-400nm)；按其生物學(xué)作用的差異，紫外線可分為UV-A(320-400nm)、UV-B(275-320nm)、UV-C(200-275nm)和真空紫外線部分。水處理中實際上是使用紫外線的UV-C部分，在該波段中260nm 附近已被證實是殺菌效率最高的紫外線。
紫外線滅菌的原理是基于核酸對紫外線的吸收。紫外殺菌本質(zhì)上是一個光化學(xué)過程，每一粒波長253.7nm的紫外線光子具有4.9eV的能量，紫外光子必須被吸收才具有活性。核酸是一切生命體的基本物質(zhì)和生命基礎(chǔ)，核酸分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類，其共同點是由磷酸二脂鍵按嘌呤與嘧啶堿基配對的原則而連接起來的多核苷酸鏈。當微生物體受到紫外線照射時，會吸收紫外線的能量，從而引起DNA的損傷，最常見的兩種損傷形式為環(huán)丁烷嘧啶二聚體(cyclobutane pyrimidine dimmer,CPD)和嘧啶-嘧啶酮光產(chǎn)物(pyrimidine pyrimidone photoproducts, PP)。
當DNA受到紫外線照射后，相鄰的嘧啶堿基共價交聯(lián)形成環(huán)丁烷四圓環(huán)，使兩個堿基的5、6位雙鍵飽和，形成CPD。嘧啶-嘧啶酮光產(chǎn)物是通過5嘧啶的5和6位碳原子或3嘧啶的4位碳原子和位于4位碳的氧原子或亞氨基異構(gòu)體間形成的二氧乙烷或氮雜丁烷4圓環(huán)而形成的，這些都是比較穩(wěn)定的化學(xué)鍵，從而阻止了DNA的復(fù)制；另一方面，在紫外線的照射下可以產(chǎn)生自由基引起光電離，造成微生物不能復(fù)制繁殖，就會自然死亡或被人體免疫系統(tǒng)消滅，不會對人體造成危害，從而達到消毒的目的。
紫外線消毒的歷史非常悠久，在歐洲，飲用水紫外線消毒器消毒已有近百年的歷史。1910年，法國的馬賽一家自來水廠最先安裝了一套飲用水紫外線消毒器系統(tǒng)對飲用水進行消毒，到目前為止，西方發(fā)達國家已在污水處理廠安裝了近4000套大型污水紫外線消毒器系統(tǒng)，應(yīng)用該技術(shù)的廠家約占污水處理廠總數(shù)的10%。同時，至2001年底已有2000多家自來水廠采用了紫外消毒器消毒技術(shù)，占自來水廠總數(shù)的10%以上，并且大量的紫外消毒技術(shù)改造工程正在進行之中。
由于紫外線消毒在環(huán)保及人身安全方面的突出優(yōu)點，且紫外線消毒器價格低廉，歐洲及北美的許多國家將紫外線消毒器列為用水終端和用戶進水端及小型給水系統(tǒng)中的首選方法。尤其是發(fā)現(xiàn)自來水中存在隱孢子蟲后，美國已經(jīng)將紫外消毒工藝作為自來水消毒的最佳手段寫入供水法規(guī)中。
飲用水常用的鑢消毒會產(chǎn)生具有致癌作用的氯化消毒副產(chǎn)物，而近些年來賈第蟲和隱孢子蟲的發(fā)現(xiàn)，使現(xiàn)有的鑢消毒工藝面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，人們開始紫外線消毒器消毒技術(shù)有效地提高消毒效果，并且可以降低消毒過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物對人體健康的潛在危害，同時保證飲用水的微生物學(xué)安全性和化學(xué)安全性。
紫外線消毒技術(shù)的不斷進步和紫外線消毒器的不斷完善，從1993年對隱孢子蟲90%除率，達到1999年99.99%的去除率。紫外線技術(shù)已被認可為適合殺滅隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲消毒的技術(shù)，特別適用于地表水和其它易受感染水源，這也美國將紫外消毒工藝作為自來水消毒的最佳手段寫入供水法規(guī)中的原因。
隨著技術(shù)的進步，科技越來越發(fā)展，紫外線消毒器的發(fā)展也很快，由于以前的技術(shù)和成本問題又氯消毒超越，現(xiàn)在的技術(shù)和人們的認識的提高，紫外線消毒的優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)，現(xiàn)在紫外線消毒的成本只有氯消毒成本的一半，所以在最近幾年紫外線消毒的市場肯定會超過氯消毒，而且有可能會取代氯消毒。
