紫外線(xiàn)消毒技術(shù)自20世紀(jì)以來(lái)，已被廣泛應(yīng)用于水處理工藝之中，有較長(zhǎng)的歷史。
紫外線(xiàn)消毒原理（Mechanism of UV disinfection）
水處理紫外線(xiàn)消毒能有效和快速地對(duì)水進(jìn)行殺菌消毒，不需要加熱和使用含有害成份的化學(xué)品，處理后的水質(zhì)無(wú)異味。
微生物的蛋白質(zhì) RNA（核糖核酸）和DNA（脫氧核糖核酸）能吸收紫外線(xiàn)，紫外線(xiàn)（波長(zhǎng)為254nm）能使微生物DNA的堿基對(duì)發(fā)生聚合，阻止蛋白質(zhì)合成而使微生物不能繁殖，最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。紫外線(xiàn)消毒是依靠純物理作用，與氯、二氧化氯和臭氧等化學(xué)消毒劑不同，在消毒過(guò)程中，紫外線(xiàn)不會(huì)產(chǎn)生任何副產(chǎn)物。
紫外線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)
1.紫外線(xiàn)消毒技術(shù)有較高的殺菌效率
紫外線(xiàn)對(duì)細(xì)菌，病毒的殺菌作用一般在1-5秒以?xún)?nèi)。其它化學(xué)方式（氯氣，二氧化氯和臭氧等）消毒達(dá)到相同的殺菌效果一般需要30分鐘（min），甚至更長(zhǎng)時(shí)間的接觸時(shí)間，才能起到消毒效果。
2.高殺菌效能
紫外線(xiàn)消毒相當(dāng)廣泛，它對(duì)大多數(shù)致病微生物體、細(xì)菌、病毒等都能起到高效殺滅作用。
3.無(wú)二次污染存在
由于紫外線(xiàn)不使用任何化學(xué)藥劑，因此它不會(huì)對(duì)水體和周?chē)h(huán)境產(chǎn)生二次污染。
4.運(yùn)行成本低，維護(hù)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易，費(fèi)用低
5.設(shè)備所占空間小
紫外線(xiàn)殺菌器體積小，輕便易安裝的特點(diǎn)使它能就近安裝在任何有水源和電源的地方，只需連接設(shè)備進(jìn)出水口和接通電源，就能運(yùn)行。通常設(shè)備的維護(hù)包括每三個(gè)月清洗一次石英玻璃套管和每年更換一支紫外線(xiàn)殺菌燈管。（紫外線(xiàn)燈管更換周期推薦為每使用8000小時(shí)后更換，約連續(xù)使用12個(gè)月），電子鎮(zhèn)流器至少每三年更換一次。
使用紫外線(xiàn)存在的不足
1.無(wú)持續(xù)殺菌能力
化學(xué)方式消毒（氯，臭氧等）由于在水中有殘留消毒劑的存在，可長(zhǎng)時(shí)間的維持消毒效果。但紫外線(xiàn)消毒是物理消毒技術(shù)，消毒后沒(méi)有持續(xù)消毒效果，因此存在單獨(dú)使用無(wú)法保證水源在長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中，微生物體的二次污染和再生長(zhǎng)的問(wèn)題。
2.進(jìn)水水質(zhì)（源水水質(zhì)）限制
水質(zhì)條件（透光率，濁度及水中懸浮物[SS]）對(duì)紫外線(xiàn)消毒有很大的影響。
紫外線(xiàn)消毒對(duì)進(jìn)水水質(zhì)有嚴(yán)格要求：
① 細(xì)菌指標(biāo):源水中總大腸菌群值小于1000個(gè)/L，細(xì)菌總數(shù)小于2000個(gè)/mL
② 色度小于15度
③ 總鐵含量小于0.3mg/L
④ 濁度小于5度
3.微生物體光復(fù)活存在
在足夠高的紫外線(xiàn)劑量情況下午，失活的病毒和細(xì)菌等是不會(huì)復(fù)活的，但紫外線(xiàn)劑量不足時(shí)，被紫外線(xiàn)輻射后失活的病毒和細(xì)菌可通過(guò)光的協(xié)助修復(fù)自身被破壞的組織（光修復(fù)），甚至靠本身修復(fù)自身（暗修復(fù)），重新生長(zhǎng)。
4.工作條件：水溫對(duì)紫外線(xiàn)穿透率影響
燈管表面溫度和紫外線(xiàn)穿透率的關(guān)系
| 溫度（℃） | 穿透率（﹪） | 溫度（℃） | 穿透率（﹪） | 溫度（℃） | 穿透率（﹪） |
| 12 | 22 | 32 | 85 | 52 | 85 |
| 16 | 30 | 36 | 95 | 56 | 75 |
| 20 | 40 | 40 | 100 | 60 | 66 |
| 24 | 53 | 44 | 98 | 64 | 58 |
| 28 | 68 | 48 | 93 | 68 | 50 |
環(huán)境溫度影響紫外線(xiàn)燈的輻射強(qiáng)度，從而影響消毒器的消毒效果。溫度在5℃～40℃的范圍內(nèi)對(duì)消毒效果的影響變化是隨溫度的降低，紫外線(xiàn)燈的輸出會(huì)減少，低于5℃時(shí)甚至?xí)斐蔁艄軉?dòng)困難。
紫外線(xiàn)能量
光是一種電磁的放射線(xiàn)，或者輻射能量呈波紋狀傳輸。紫外線(xiàn)能量在電磁光譜位于可見(jiàn)光和X 光中間，被定義為不可見(jiàn)放射線(xiàn)。紫外線(xiàn)在水處理應(yīng)用中，紫外線(xiàn)能量被細(xì)分為下面兩種不同的波長(zhǎng) 254nm 和185 nm。（1nm=.001 miron)
光化學(xué)中常見(jiàn)的波長(zhǎng)范圍是100-1000nm(100,000-10,000-1),波長(zhǎng)大于1000nm的光子能量很低，被吸收時(shí)不能產(chǎn)生化學(xué)變化。而波長(zhǎng)小于100nm的光子能量很高，能夠電離和分子斷裂，主要用于輻射化學(xué)。光化學(xué)波長(zhǎng)范圍被分成了幾個(gè)波段，并分別命名。
| 范圍名稱(chēng)Range Name | 波長(zhǎng)范圍/nm | 波數(shù)范圍/cm-1 | 能量范圍kJ einstein-1 |
| 近紅外 | 700-1000 | 10,000-14,286 | 120-171 |
| 可見(jiàn)光 | 400-700 | 14,286-25,000 | 171-299 |
| 紫外A(UVA) | 315-400 | 25,000-31,746 | 299-380 |
| 紫外B(UVB) | 280-315 | 31,746-35,714 | 380-427 |
| 紫外C(UVC) | 200-280 | 35,714-50,000 | 427-598 |
| 真空紫外(VUV) | 100-200 | 50,000-100,000 | 598-1196 |
除了光合細(xì)菌能夠在波長(zhǎng)980nm以外存儲(chǔ)太陽(yáng)能，在近紅外范圍內(nèi)很少發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)?？梢?jiàn)光范圍是綠色植物和藻類(lèi)進(jìn)行光合作用的活躍區(qū)域，許多染料能夠發(fā)生光化學(xué)轉(zhuǎn)化或感光反應(yīng)。光化學(xué)的研究應(yīng)用主要集中在紫外范圍，根據(jù)人皮膚對(duì)紫外線(xiàn)的敏感度將紫外線(xiàn)范圍分成三段：UVA段使皮膚變黑；UVB段造成皮膚曬傷，且會(huì)導(dǎo)致皮膚癌；UVC段非常危險(xiǎn)，因?yàn)樗軌虮坏鞍踪|(zhì)、DNA、RNA吸收，導(dǎo)致細(xì)胞變化，癌癥或細(xì)胞死亡。UVC段通常也稱(chēng)殺菌波段，因?yàn)樗苁辜?xì)菌和病毒失活。真空紫外線(xiàn)波段能被所有的物質(zhì)吸收（包括水和空氣），因此，它只能在真空中傳播，真空紫外光子的吸收能造成鍵的斷裂。
紫外線(xiàn)劑量
能夠有效殺滅微生物，TOC或者臭氧的具體能量，稱(chēng)作紫外線(xiàn)劑量。
計(jì)量單位是μW-Sec/cm2 or mW-Sec/cm2 (1μW-Sec/cm2 = 0.001 mW-Sec/cm2 =0.000001W-Sec/cm2)紫外線(xiàn)劑量=紫外線(xiàn)強(qiáng)度 x 照射時(shí)間
其中，紫外線(xiàn)劑量是指落在某一指定表面每單位面積上的紫外線(xiàn)光輻射能量。照射時(shí)間是指被處理液體暴露在特定的紫外線(xiàn)能量的持續(xù)時(shí)間。
科學(xué)界已經(jīng)記載了消滅不同微生物所需要的最少紫外線(xiàn)劑量（D10)。能夠達(dá)到消滅90%的特定微生物的紫外線(xiàn)輻射劑量叫D10-在該劑量下，只有10%的微生物可以生還。加倍劑量就可以達(dá)到消滅超過(guò)99%的微生物。 例如，取E. Coli (D10=6600μW-Sec/cm2) 達(dá)到消滅99.99%的微生物的劑量可以通過(guò)以下的公式計(jì)算。
| E. Coil- relationship between dosage and kill %大腸肝菌--劑量和殺菌%的關(guān)系 | ||
| Dosage (μW-Sec/cm2）劑量 | Kill % -- 殺菌% | Reduction--殺菌數(shù)量 |
| 1*D10 | 90 | 6600 |
| 2*D10 | 90 | 13200 |
| 3*D10 | 99.9 | 19800 |
| 4*D10 | 99.99 | 26400 |
| 4*D10 | 99.999 | 33000 |
紫外線(xiàn)燈管壽命
一般來(lái)說(shuō)，紫外線(xiàn)燈管不會(huì)象日常用的日光燈那樣會(huì)燒毀。 反而，特殊的石英套管材料會(huì)出現(xiàn)一種光化學(xué)老化過(guò)程叫老化作用。這個(gè)變化會(huì)減少輻射到水中的紫外線(xiàn)能量。參考圖B顯示了一個(gè)典型的紫外線(xiàn)強(qiáng)度下降和點(diǎn)亮?xí)r間的相對(duì)關(guān)系。
紫外線(xiàn)傳導(dǎo)
紫外線(xiàn)在穿透物體的時(shí)候，能量會(huì)被吸收。 超過(guò)95%的紫外線(xiàn)能量會(huì)穿過(guò)質(zhì)量好的石英套管。紫外線(xiàn)在水中的穿透率會(huì)因水中未溶解物和懸浮固體的類(lèi)型和數(shù)量的不同而變化。通過(guò)取樣和測(cè)試，液體對(duì)254納米紫外線(xiàn)能量的吸收能力參數(shù)-稱(chēng)作有效吸收值（C of A）可以被測(cè)定。
其它因素
水流模式：為了取得最大的紫外線(xiàn)殺菌效果，紫外線(xiàn)殺菌裝置設(shè)計(jì)上應(yīng)該沒(méi)有死角和取得最大的照射時(shí)間。 渦流流動(dòng)設(shè)計(jì)比層狀流動(dòng)設(shè)計(jì)好。
紫外線(xiàn)裝置外殼：外殼的材料應(yīng)該是抗紫外線(xiàn)的。在特定的超純水系統(tǒng)運(yùn)用中，在紫外線(xiàn)裝置內(nèi)部的涉水部分的材料應(yīng)該是電鍍拋光的316L不銹鋼。
溫度：紫外線(xiàn)燈管的工作溫度會(huì)影響燈管的效率。 水溫會(huì)影響紫外線(xiàn)的穿透率。