紫外线水处理是一种物理消毒工艺：波长约 254 nm 的 UV-C 光子被细菌、病毒和原生动物的核酸吸收，形成嘧啶二聚体，阻断其复制。由于不投加任何化学药剂，因此不会产生消毒副产物，水的口感也不受影响。UV 通常作为过滤以及必要时反渗透之后的最后一道屏障。
UV-C 辐射被 DNA 和 RNA 吸收。胸腺嘧啶二聚体会阻止微生物复制，因此即使采用非培养方法仍能检出，微生物也已失去活性。灭活过程符合一级动力学，与所施加的 UV 剂量相关。
有效剂量是 UV 强度与停留时间的乘积（mJ/cm2）。通常采用带石英套管、具有确定流态的环形反应器，确保每一份水都获得所需剂量；套管必须定期清洗，因为结垢会衰减 UV。
UV 不能去除颗粒物、溶解性固体或色度，被颗粒包裹的微生物也会受到保护。因此 UV 最适合在过滤之后使用，而且它在管网中不留下任何消毒残留。
| 低压汞灯 | 254 nm 单色光，效率高 | 市政与工业水消毒 |
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| 低压汞灯 | 254 nm 单色光，效率高 | 市政与工业水消毒 |
| 中压汞灯 | 光谱宽，功率密度高 | 大型水厂、光化学氧化 |
| UV-LED | 无汞，即开即关，结构紧凑 | 终端用水点与小系统 |
凡是需要在不添加化学药剂的前提下对水进行消毒的场合，都会用到 UV 水处理。
过滤之后的最后屏障
超纯水与冲洗水循环
排放或回用前消毒
循环水系统，无化学残留
灌装线与 CIP 用水
降低氯胺负荷
UV 水处理只有在灯管输出保持在规格范围内才有效，因此投加到水中的 UV 剂量本质上是一个测量问题。
| UV 剂量（mJ/cm2） | 必须验证以证明灭活效果的量 | UV-int140 / UV-int150 |
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| UV 剂量（mJ/cm2） | 必须验证以证明灭活效果的量 | UV-int140 / UV-int150 |
| UV 强度（mW/cm2） | 用于监测灯管老化和套管结垢 | UV-int150 / UV-intM |
| 灯管输出衰减 | 靠日常测量发现，而非灯管额定寿命 | UV-intS / UV-int159 |
什么也不添加：该过程是光物理过程，不留下任何化学残留。
剂量取决于到达水体的强度、停留时间和石英透过率——套管结垢可能使剂量减半。