紫外线通过减慢水系统中新的菌落生长速度而影响生物膜的生长，但这只对浮游的微生物部分有效，不能消除已经形成的生物膜。单用紫外线并非一种有效的消毒方法，通常需要与常规的热水或者化学消毒方式联合使用，提高杀菌效果，同时延长消毒的间隔时间。
在185nm的紫外线照射下，水发生光化学反应而产生羟基自由基，该物质具有很强的氧化性，可氧化水中的部分有机物，从而达到降解TOC的效果；在253.7nm的紫外线作用下，水中臭氧会发生催化分解作用，最后生成CO2和H2O，从这一作用过程来看，使用紫外线有利于在纯化水臭氧消毒后对臭氧进一步降解。
紫外线的杀菌原理和生物体内的核酸相关，核酸主要成分为DNA或RNA。这些物质对紫外线具有吸收作用，并且在紫外线波长为200~300nm时具有杀菌作用。杀菌效果因紫外线波长而异，波长在254~257nm范围时杀菌效果最佳。通常，纯化水系统使用紫外线灯进行杀菌时，辐射光谱能量集中在253.7nm左右。另外，还选用污染少、耐高温的石英套管，透过率高达90%以上，进一步提升杀菌效果。
紫外线杀菌的缺点在于只能减缓生物繁殖速度而不能瞬间杀灭细菌，并且只能对系统内90%的微生物菌起作用，因此，紫外线杀菌不能取代巴氏消毒等方式来进行周期性消毒或杀菌。
紫外线杀菌器通常安装在纯化水系统中的反渗透装置和EDI装置循环回路，以及纯化水储存与分配管网回路，并与巴氏消毒等消毒方式组合使用，以防止系统中微生物指标的过快增长。
在使用紫外线杀菌器时，应注意及时更换紫外线灯管，通常更换周期为6000-8000个小时。另外，如果纯化水系统需进行周期性巴氏消毒时，在系统设计时应选择耐高温的紫外线灯。
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