UV紫外線殺菌原理與保養：劑量、燈管更換、前處理

UV 紫外線殺菌是讓水流經低壓汞燈，以 254 nm 的 UV-C 光破壞細菌、病毒與原蟲的 DNA，使其無法繁殖（不活化）。它不添加藥劑，不會改變水的味道、氣味、pH 或導電度，但水離開燈管後就沒有持續消毒的效果，所以要裝在處理流程的最後一段。要殺菌有效，必須同時做到三件事：水夠清澈（UVT > 75%，先處理鐵、錳、硬度、濁度）、照射劑量足夠（依實際流量選機型）、燈管每年更換。

UV 紫外線殺菌原理

什麼是 UV 紫外線？

紫外線是電磁波譜中肉眼看不見的一段。水處理使用的是 UV-C，波長 254 nm，這個波長最容易被微生物的 DNA 吸收。

UV 是殺死細菌，還是讓細菌失去活性？

UV 不像氯那樣直接殺死微生物，而是破壞它們的 DNA，讓它們無法繁殖，這稱為「不活化」。無法繁殖的微生物不會造成感染，最後也會自然死亡。

什麼是 log 不活化？

微生物的減少量以對數（log）表示：1 log = 減少 90%、2 log = 99%、3 log = 99.9%、4 log = 99.99%。

UV 劑量怎麼計算？

UV 劑量 = UV 強度 × 照射時間，單位為 mJ/cm²。業界常用的標準是燈管到壽命末期（約一年）仍能提供 30 mJ/cm²，但各認證規範不同。

流量會直接影響劑量：額定 5 GPM（約 19 L/min）的機型用在 10 GPM（約 38 L/min）的水量，劑量只剩一半；額定 12 GPM（約 45 L/min）的機型用在 6 GPM（約 23 L/min），劑量則加倍。因此一定要依實際最大流量選擇機型。

哪些水需要 UV 殺菌？

自來水需要裝 UV 嗎？

自來水在淨水場已經消毒，但要經過很長的管線才送到用戶端，途中仍可能受到細菌污染。UV 是成本不高的額外一道防線。

地下水、山泉水需要裝 UV 嗎？

建議加裝。未經處理的水源水質難以預測，不能假設是安全的，即使看起來清澈也一樣（延伸閱讀：「看起來很清澈」的地下水，其實最讓人不放心）。

UV 對隱孢子蟲、梨形鞭毛蟲有效嗎？

有效。隱孢子蟲（Cryptosporidium）與梨形鞭毛蟲（Giardia）是寄生原蟲，對氯消毒有很強的抵抗力。1993 年美國密爾瓦基（Milwaukee）的地表水源受到隱孢子蟲污染，約 40.3 萬人感染、至少 69 人死亡，是美國有紀錄以來最大的飲用水傳染事件。UV 對這兩種原蟲效果很好，不到 10 mJ/cm² 即可減少 99.9%。

大腸桿菌需要多少劑量？

大腸桿菌（E. coli）約需 6–10 mJ/cm² 即可達到 4 log（99.99%）不活化。

病毒需要多少劑量？

病毒所需劑量取決於水質、流量與反應器設計，歡迎聯絡我們協助計算。

UV 能保證去除所有微生物嗎？

要達到 4 log 不活化，必須使用通過 4 log 認證的設備，且設備的額定條件要符合實際流量與水質。若水中細菌數超過 1,000 CFU/10 mL，應先找出污染來源，並改用更大型的 UV 機型。

安裝前的水質條件與前處理

UV 光必須穿透水才能照到微生物。水中的鐵、錳、硬度、濁度與色度會遮擋紫外線，或在石英套管上結垢，降低殺菌效果。ATS 建議的進水水質條件如下：

安裝前建議先做水質檢驗，並在 UV 前加裝 5 微米前置過濾。硬度偏高可先以離子交換軟化處理，鐵、錳超標可使用 Zeomangan 錳砂去除。

什麼是 UVT？

UVT 是 254 nm 紫外線穿過 1 cm 水樣的比例，以分光光度計測量。色度與單寧會降低 UVT；如果紫外線無法穿透水，殺菌就沒有效果。

水有顏色、UVT 偏低怎麼辦？

水帶顏色多半是單寧造成的。單寧是帶負電的膠體，很難用過濾去除，可以使用陰離子交換樹脂系統處理，原理和軟水機類似，只是交換的是氯離子而不是鈉離子。

安裝前需要先消毒管路嗎？

需要。將家用漂白水（含氯 5.25%）倒入濾殼，打開水龍頭讓水流動，直到每個出水口都能聞到氯味，靜置至少 1 小時後再完全沖淨。

安裝位置、流量與壓損

• 安裝位置：UV 必須是整個處理流程中的最後一道設備。
• 流量與接口：ATS 機型的接口尺寸與額定流量相匹配，例如 8 GPM（約 30 L/min）機型為 3/4″ 接口。市面上一般 UV 設備的壓損平均約 2–3 psi（約 14–21 kPa）。
• 電磁閥：可加裝電磁閥，當 UV 強度低於建議值時自動關閉水流，避免未消毒的水流出。電磁閥可直接連接 ATS 系統，或透過乾接點連接。

保養：燈管、石英套管與 O 環

燈管多久換一次？

UV 燈管是低壓汞燈，輸出每年衰減約 20%，建議每年更換一次。燈管發出的藍光並不是殺菌用的紫外線，燈還會亮不代表還有足夠的殺菌力。

沒有用水時可以關機嗎？

建議保持開機。燈管不論有沒有用水都會老化，關機省不到燈管壽命，反而可能讓細菌在停機期間滋生。

石英套管怎麼清潔？

取出石英套管，外側用除垢劑（例如 Lime-Away、CLR）清除鈣、鎂水垢，內側必須完全乾燥後再組回。水質乾淨（不含鐵與硬度）時，每次換燈管順便清潔即可；水質較差時則需定期更換套管。有 UV 強度感應器（電眼）的機型，感應器也要一起清潔。每次重新組裝都要換上新的 O 環。

保養時要注意什麼安全事項？

不要讓皮膚或眼睛直接暴露在 UV 燈下，保養時請配戴護目鏡。也不要徒手觸碰燈管，皮膚油脂會阻擋紫外線。

常見問題

UV 會改變水的味道嗎？

不會。UV 是物理程序，不會改變水的味道、氣味、pH 或導電度。相較之下，氯會影響口感，並可能產生三鹵甲烷（THMs）、鹵乙酸（HAAs）等消毒副產物，長期大量攝取可能有健康疑慮。

為什麼出水有時候是溫的？

長時間沒有用水（例如過夜）時，反應器裡的水會被燈管加熱，所以剛開始出的水可能是溫的。

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