紫外線殺菌の原理と効果

紫外線殺菌の原理と効果 紫外線について理解しましょう 消毒と殺菌の最も安価で便利な方法は日光であることは誰もが知っています。実際には、太陽光源からの紫外線を殺菌ツールとして使用しているだけです。紫外線は、便利で安価で、汚染がなく、残留物がないだけでなく、人々に広く使用されていますが、唯一の欠点は、良好な気象条件下でのみ得られることです。1878年、ダウニーとブラントは紫外線の殺菌能力を発見しましたが、当時は紫外線を生成する方法がなかったため、この発見を応用することはできませんでした。

1901年、ライン・オーパーとヒューイットは水銀アークランプ紫外線ランプを発明しましたが、当時のフィラメント材質、真空技術、石英純度などの技術によって制限され、水銀アークランプの寿命は長くなく、紫外線の効率も低かったです。しかし、水銀アークランプの発明は、人類が紫外線を利用して細菌を殺すための扉を開きました。 1940年、米国は変化の前に水銀ランプを発明しました。低圧水銀ランプは、安定した動作と高い紫外線効率（エネルギーの30〜40％が殺菌消費電力に変換される）を特徴としており、石英精製と改良された真空技術と相まって、低圧水銀紫外線ランプの寿命は10,000時間（元の強度の80％）にも達します。

低圧水銀ランプの発明により、紫外線の応用は大きく発展しました。米国における紫外線消毒装置の導入はヨーロッパに比べてやや遅れていましたが、1970年代に状況は一変しました。それ以前は、米国では消毒には主に塩素が使用されていました。

急速な都市化と大量の都市生活下水処理場の建設に伴い、大量の下水が塩素消毒後に自然水域に排出され、飲用水源として使用されているため、下水処理場の下流水域の深刻な塩素汚染が発生しています。これらの汚染は次のとおりです。①残留塩素：下水処理場では、殺菌効果を維持するために、排出水中の残留塩素を維持する必要があります。残留塩素が自然水域に排出されると、水中の微生物や藻類を殺してしまいます。水域に入れる②1801年に食物連鎖の最下層が破壊されて以来、微生物や藻類が死滅し、小魚、エビなどの貝類の餌が少なくなり、量が減少し、それが他の水産物の量とバランスに影響を与えています。

②塩素消毒は発がん性物質である塩素窒素化合物も生成します。微生物を殺す過程で、塩素は発がん細胞内の有機物を酸化します。副産物には塩素アンモニアや塩素ハロゲン化合物などがあり、中でもトリハロゲンメタン（THM）は発がん性物質です。THMは水産物に蓄積され、人が摂取した後も体内に残留し、がんを引き起こします。紫外線殺菌装置の原理 紫外線殺菌の原理 地球上のすべての既知の生命体は、DNAとRNAを生殖と生存の基盤として利用しています。

DNA と RNA はどちらも 4 つの化学単位で構成されています A -- アデニン T -- チミン チミン シトシン シトシン、オキシアミノピリジン G -- グアニン グアニン (核酸の基本成分) 細胞が増殖するときに、DNA 内の長鎖が開かれ、開いた後、各長鎖の長い A 単位は結合する T 単位を探します。各長鎖は、分離されたばかりの他の長鎖と同じ鎖をコピーして、元の分裂を復元します。完全な DNA は、新しい細胞の基礎となります。波長 240 〜 270 nm の紫外線は、DNA のタンパク質生成能力と複製能力を破壊します。細菌やウイルスの DNA と RNA が損傷すると、タンパク質を生成して複製する能力が失われます。

細菌やウイルスは一般的にライフサイクルが短いため、増殖できない細菌やウイルスはすぐに死滅します。紫外線消毒技術の利点紫外線消毒技術は、細菌、ウイルス、その他の病原体に対する消毒効果が世界中で認められています。紫外線消毒技術には、次のような明らかな利点があります。

1. 紫外線消毒技術は、他の技術とは比べものにならないほどの殺菌効果を有しています。紫外線技術は、いくつかの一般的な細菌やウイルスに対して優れた殺菌効果を発揮します。紫外線による細菌やウイルスの殺菌効果は通常1秒以内です。従来の紫外線、塩素、オゾンによる方法では、紫外線の効果を得るまでに通常20分から1時間かかります。

2. 高効率殺菌と広範囲殺菌性能 紫外線技術は、現在のあらゆる消毒技術の中で最も高い殺菌性能と広範囲殺菌性能を誇ります。ほぼすべての細菌とウイルスを高効率で殺菌できます。また、塩素やオゾンでさえも効果的に殺菌できない、あるいは殺菌できない寄生虫（劣性嚢胞子虫クリプトスポリジウム、ジアルジアなど）も、人体に極めて有害なため、効果的に殺菌することができます。

紫外線消毒装置の広範囲殺菌効果。3. 二次汚染なし。紫外線技術は化学薬品を添加することなく殺菌のみを制御するため、水域や周辺環境への二次汚染を引き起こしません。水中の成分を変化させません。

塩素消毒の場合、生成される有機塩素と水中の有機物は人体への発がん性があると認められており、水中に含まれる塩素化合物は場合によっては悪影響を及ぼし、水生生物や水環境に毒性をもたらします。オゾン消毒にも同様の問題がある。水に溶解しなかった大量の不快なオゾンが空気中に揮発し、付近の作業員の心身の健康に悪影響を及ぼします。

4. 安全で信頼性の高い操作 塩化物やオゾンなどの従来の消毒技術は、毒性、可燃性、爆発性が非常に高い物質です。これらの物質の使用は、作業現場の作業員、周辺環境、そして住民の安全に潜在的な脅威をもたらすため、特別な注意が必要です。我が国の公安、消防、環境保護部門は、これらの高リスク物質の輸送、保管、操作について厳格な規制を設けています。

これらは、草の根ユーザーの指導者、オペレーター、そして周辺住民の心理的負担と不安感を大きく増大させてきました。現代の紫外線消毒システムにはこのような潜在的な危険性はなく、周辺環境とオペレーターにとって比較的安全で信頼性の高い消毒技術です。5. 操作とメンテナンスが簡単で低コスト 通常、高効率技術は高コストと高い運用コストを伴います。

しかし、UV技術は例外です。1990年代に紫外線コア技術が完成したことで、紫外線消毒技術はあらゆる消毒方法の中で最も高い消毒効率を誇るだけでなく、消毒の運用とメンテナンスが最も簡単で、運用コストが最も低くなっています。処理量1,000トンレベルでは、1トンあたり4人民元に達します。そのため、その性能対価格比はあらゆる消毒技術の中で最も高く、他の消毒技術の追随を許さない高い効率だけでなく、コストと運用費用の低さという利点も兼ね備えています。

処理水量が千トンレベルの場合、そのコストは塩素消毒の1/2、塩素と脱塩素消毒の2/5、オゾン消毒の1/9に過ぎません。処理能力が10万トンレベルであっても、紫外線消毒装置の投資コストと運用コストは他の消毒技術よりもはるかに低くなります。6. 設置面積が小さく、騒音もありません。当社が製造する紫外線消毒装置です。

毎時80トンの水を処理できるNLライン2000型装置は、設置面積がわずか1.7メートル×0.8メートル、高さ1.5メートル、重量220斤です。十分なスペースを確保すれば、システムに必要な作業スペースは合計4平方メートルです。処理水量が減少すれば、装置の占有面積もそれに応じて減少します。

さらに、紫外線消毒装置が自流給水（給水ポンプなし）を採用している場合、騒音が発生しません。7. 大規模連続水消毒 1990年代後半の紫外線消毒技術のもう一つの特徴は、24時間365日連続運転できることです。1～2時間以内の定期メンテナンスに加え、24時間連続運転が最適な運転条件です。

大量の水への消毒は、現代の紫外線技術のもう一つの大きな特徴です。少量の水（1時間あたり数十リットル）の消毒に加え、大量の水も消毒できます。現在、紫外線技術の実用化上限は1時間あたり6万トンに達しています。

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