??       青島杰生電氣有限公司是目前世界上領先的深紫外LED研發制造商，也是中國唯一研發生產深紫外LED芯片的專業公司，使用自主研發制造的GaN-MOCVD高端專用設備在藍寶石襯底上生產深紫外LED產品，同時采用國際高端芯片制造設備、LED封裝設備生產出波長范圍260nm~320nm紫外LED，相關技術國內領先，且在世界半導體LED產業鏈中處于優勢地位。公司研發生產的“280nm DUV LED抑菌模塊”抑菌效果超出想象，助力水行業更好的解決了凈化水二次污染的難題，在家用凈水機和類似用途的飲水機儲水裝置中得到了高度認可并廣泛應用。

引言

       隨著現代社會與經濟的快速發展，水污染日益嚴重，人們對于用水安全的擔憂也與日俱增。因此，現在越來越多的家庭選擇在家中安裝凈水器，來保證家人的飲用水安全。(從喝天然水到喝自來水被俗稱之為“第一次飲水革命”;再從喝自來水到喝凈化水被俗稱之為“第二次飲水革命”，人們對安全飲水的需求和重視已成為歷史發展的趨勢)。但是，最令凈水行業人士頭痛的是凈水機很難完全做到安全的即濾即喝及“免儲存”的狀態，凈化水(也可稱為是“無抵抗力水”)的環境條件極有利于細菌的繁殖生長。

       通常來說，經過多級濾膜過濾凈化后的凈化水可以保障人們日常的安全飲用，但是問題出在，如果凈化后的水不能及時被飲用，凈化水在停滯或儲存中會更容易被細菌侵入。凈化水使用時，空氣會進入儲水箱，空氣中攜帶的細菌自然也會隨之進入水中，細菌會在濾膜下游管道與儲水箱中開始繁殖生長造成凈化水的二次污染，當細菌菌落總數達到相當量后，會導致凈化水出現異味和較差的口感，出水的菌落總數超標自然會影響到飲用者的人身健康。

       為了更好的解決家用凈化水的二次污染問題，青島杰生攜手凈水行業在國內首先推出深紫外LED抑菌技術和凈水處理的抑菌理念，與行業人士一同努力提高凈水機直飲水的安全性能。公司通過長期產品技術研發、實驗、應用及終端市場反饋，充分證明了“280nm深紫外LED”的應用可以完全抑制凈化水在凈水器后程中細菌的繁殖生長，更加令人振奮的是抑制細菌生長所需的紫外照射劑量僅僅是正常殺菌劑量的1/40左右，如在純水箱內僅僅使用一顆1mW波長280nm DUV-LED，每小時工作1-2分鐘，就可以達到抑制細菌生長的滿意效果。如此高的性價比，將帶來深紫外LED在水領域的廣泛應用，凈化水抑制細菌生長是水質凈化設備的重要功能之一，也是凈水行業獲得更進一步發展的必然趨勢，將助力凈水行業實現真正意義上的全程抑菌。

認識紫外線及深紫外LED抑菌及殺菌

紫外線 UV(Ultra Violet)

       紫外線是一種波長位于可見光和X射線之間，100～400nm之間的電磁波。根據作用效果的不同，紫外線按照波長大致可以分為: UV-A(近紫外)波段、UV-B(中波紫外)波段、UV-C(深紫外)波段、UV-V(真空紫外)波段，見圖1。

       圖1

       UVA波段，波長315～400nm，又稱為長波黑斑效應紫外線 。它有很強的穿透力，可以穿透大部分透明的玻璃及塑料。UVA可以直達肌膚的真皮層，破壞彈性纖維和膠原蛋白纖維，將皮膚曬黑，對人體皮膚有一定傷害。UVA 抑菌殺菌能力較差，主要應用于光固化、光化學作用等領域。

       UVB波段，波長280～315nm，又稱為中波紅斑效應紫外線 。UVB紫外線對人體具有紅斑作用，少劑量短時間的照射能促進體內礦物質代謝和維生素D的形成，UVB具有一定的殺菌能力。

       UVC波段，波長100～280nm，又稱為短波滅菌紫外線，可高效殺滅各種微生物，包括細菌繁殖體、芽胞、分支桿菌、病毒、真菌、立克次氏和支原體等，凡被上述微生物污染的表面、水和空氣均可采用UVC波段紫外線殺菌，其殺菌效率可高達99%以上，也因為其高效殺菌的特性，UVC被廣泛應用于醫療、衛生、民用等領域。

深紫外(UVC) LED殺菌

       紫外線殺菌是通過紫外線的照射，破壞微生物的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)分子結構，使細菌死亡或不能繁殖，達到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UVC紫外線，因為C波段紫外線很易被生物體的DNA吸收，尤以265 ~ 280nm左右的紫外線最佳，見圖2。

       圖2

       深紫外LED代表性系列產品見圖3。

       圖3

深紫外LED抑菌解決方案與優勢

       凈化水二次污染一直是困擾凈水行業的一個難題，同時凈水行業價格競爭日益激烈，消費者及凈水機廠家對產品性價比高度關注，針對此課題，青島杰生利用自主研發生產的“280nm深紫外LED”，開發了高性價比的“深紫外LED抑菌模塊”，該模塊可應用于凈水儲水箱、凈水管道、凈水籠頭等位置的抑菌，通過實驗驗證及應用，可實現便捷的安裝集成，合理的成本投入，超長的產品壽命，較低的深紫外線輻照劑量，高效安全的抑菌效果，有效的解決困擾凈水行業的凈化水二次污染難題。

深紫外LED抑菌殺菌模塊較傳統抑菌殺菌方法具有：

       體積小，可以與凈水器便捷的安裝集成;

       開關特性，可頻繁開關，瞬間啟停，即殺即用，根據設定隨時進行抑菌、殺菌;

       環保特性，不含有任何有害物質，純物理殺菌，無毒、無殘留、無二次污染;

       固態半導體冷光源，單一紫外線波長，對水無加熱，無臭氧，不影響水質及口感;

       高效、節能特性，單位面積光強是傳統紫外光源的千倍，而相同光輸出功率的能耗僅為傳統紫外光源的1/10。

實驗細節

       實驗在中國海洋大學微生物學實驗室開展，選用體積為1L的容器，共分2個實驗組：①照射(抑菌)組，3個，容器的上方安裝深紫外LED抑菌模塊(模塊用深紫外LED為1顆、波長為280nm、光功率為1mW)，模塊距離水面約有3cm，深紫外LED距離石英玻璃片約為5mm;②對照組，3個，未裝深紫外LED抑菌模塊，其余條件同照射(抑菌)組。

實驗模型結構圖如下：

實驗方法：

       實驗共進行7天，取樣時間為：實驗開始后的第1~2天每24小時取樣一次，第3天以后每12小時取樣1次，即每天取樣2次。取樣方法為：每瓶取0.1ml水樣，共取3個平行樣，水樣經涂布均勻后進行37℃恒溫培養48h，最后進行計數統計。取樣時進行詳細的環境條件記錄。

       實驗過程中，照射(抑菌)組的深紫外LED抑菌模塊工作程序設定為1小時工作1次，每次工作2分鐘，7天后實驗結束。

實驗記錄：

       根據實驗要求，將實驗過程各項數據記錄如下表：

       取樣點0結果照片(0時)：

       取樣點2結果照片(46時)：

       取樣點12結果照片(154時)：

       圖9 深紫外LED抑菌模塊抑菌結果對比圖

實驗結果：

       通過以上照射(抑菌)組和對照組對比實驗的數據可以明確看出，未加抑菌模塊的對照組細菌總數在第3天已達到28800cfu/ml，遠超過國家生活飲用水衛生標準中的細菌限值，而增加抑菌模塊的照射(抑菌)組在實驗時間內細菌總數一直保持為0cfu/ml，完全符合國家生活飲用水衛生標準中的細菌限值。該實驗充分說明“280nm深紫外LED抑菌模塊”可使用較小劑量的紫外線達到高效的抑菌效果。

總結

       青島杰生自主研發的“280nm深紫外LED抑菌模塊”高效、環保、安全、體積小、功耗低、壽命長、易集成，模塊可以成功地抑制凈化水中細菌的二次繁殖生長，同時抑菌模塊本身不會對凈化水產生任何影響。在客戶長期的使用及檢測過程中發現，安裝有1顆280nm深紫外LED的抑菌模塊，使用少量紫外輻照劑量就可以使凈水器出水口的菌落數完全符合“飲用凈水水質標準CJ94-2005”，“生活飲用水衛生標準GB5749-2006”，可以看出“280nm深紫外LED抑菌模塊”是一種抑制凈化水二次污染有效的解決方案，可以助力水行業實現真正的全程抑菌，使更加完美的凈水產品走向千家萬戶，造福人類。