با جهان آب تماس بگیرید ، متخصصین جهان آب آماده پاسخگویی به ما هستند.

گند زدایی آب با UV

گند زدایی آب با UV

 

امواج UV یا فرابنفش (Ultraviolet) امواجی هستند که دارای طول موجی بین 100 تا 400 نانومتر هستند. این امواج طول موجی کوتاه‌تر از امواج مرئی نور دارند که باعث می‌شود انرژی بالاتری را از خود نشان دهد. این موج الکترومغناطیسی تقریباً 150 سال پیش کشف شد و اولین لامپ‌های تجاری تقریباً 120 سال گذشته ساخته شدند. فرانسه جزو اولین کشورهایی بود که به کمک این لامپ سیستم گندزدایی را راه‌اندازی کرد و پساب‌های فاضلاب شهری را با امواج الکترومغناطیسی فرابنفش ضدعفونی کرد. این آغاز تاریخ گند زدایی آب با UV بود.

 

چگونگی عملکرد امواج UV برای ازبین‌بردن میکروارگانیسم‌ها

در این بخش به اهمیت استفاده از ضدعفونی آب با UV می‌پردازیم. امواج فرابنفش با داشتن طول موجی بین 100 تا 400 نانومتر، انرژی برابر لایه‌های الکترونی سلول‌های زنده داشته و به همین سبب می‌تواند ساختار آن‌ها را دچار اختلال کند. بازه کشتن میکروارگانیسم‌ها از بین 250 تا 260 نانومتر بوده که امواج الکترومغناطیس دارای این محدوده امواج نوری بوده و می‌توانند میکروارگانیسم‌ها را از بین ببرند.

میکروارگانیسم‌ها در اصل موجودات زنده‌ای هستند که شامل باکتری‌ها، تک‌یاخته‌ها و جلبک‌ها می‌شوند و همچنین ویروس‌ها که موجودات زنده‌ای نیستند را نیز شامل می‌شوند. تعدادی از این انواع موجودات میکروسکوپی برای سلامت انسان مشکل‌زا هستند؛ بعضی با تولید سم در دستگاه گوارش و بعضی با ازبین‌بردن پروتئین‌های پوست و مو برای سلامت انسان و محیط‌زیست مضر هستند؛ بنابراین، این موجودات زیر باید به کمک روش‌های مختلفی از بین بروند. یکی از روش‌های معمول تصفیه آب به کمک امواج فرابنفش است.

ضدعفونی آب با UV غشا و دیواره این موجودات را تخریب کرده و پس از آن ماده ژنتیکی درون آن‌ها را نیز تخریب می‌کند. با ازبین‌بردن این مواد، موجودات میکروبی قادر به حیات نبوده و به‌راحتی از بین می‌روند و خاصیت بیماری‌زایی آن‌ها نیز حذف می‌شود. لازم به ذکر است که هر یک از این موجودات در بازه خاص نوری تخریب می‌شوند و جدول‌های مخصوص خود را دارند.

 

گند زدایی آب با UV

افزایش بازدهی سیستم‌های گند زدایی آب با UV

بازدهی سیستم‌های گند زدایی آب با UV ، به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد که تعدادی از آن‌ها مربوط به ویژگی‌های پساب فاضلابی، مدت‌زمان قرارگیری میکروارگانیسم‌ها در برابر اشعه فرابنفش، طراحی و ساختار رآکتور تولیدکننده امواج فرابنفش و شدت تابش می‌باشد.

برای این‌که بازدهی هرچه بیشتر افزایش بیابد، بایستی فاکتورهایی که مربوط به آب هستند تعدیل شوند. اما این فاکتورها تنها به آب وابسته نبوده و به جنس و میزان ذرات معلق در آن نیز مربوط هستند. به‌عنوان‌مثال کدورت و ترکیبات موجود در آب، مانند آهن، هیومیک اسید و فولیک‌اسید، با جذب امواج فرابنفش از رسیدن این امواج به میکروارگانیسم‌ها جلوگیری می‌کنند. در صورت نرسیدن این امواج، اثربخشی امواج فرابنفش برای ازبین‎بردن میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا کم خواهد بود.

برای به‌دست‌آوردن تغییرات جمعیت باکتری‌ها، می‌توان ثابت ویژگی غیرفعال‌سازی محیط (ویژگی‌های کدورتی محیط و میزان انتشار امواج فرابنفش در محلول) را در چگالی انرژی امواج فرابنفش تابیده شده و در زمان قرارگیری در برابر تابش فرابنفش ضرب کرد. سپس با محاسبه رابطه لگاریتمی که برای رشد باکتری‌ها داریم، جمعیت کم شده آن‌ها را تخمین بزنیم.

گند زدایی آب با UV

کاربردهای سیستم‌های گند زدایی آب با UV

در صنایع مختلفی می‌توان از این دستگاه استفاده کرد و از ورود انواع میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا به محیط‌زیست و بدن انسان جلوگیری کرد. تعدادی از این صنایع در زیر اشاره شده است:

  • تصفیه آب برای تولید آب آشامیدنی، برای مصارف خانگی و در تصفیه‌خانه‌ها
  • برای ضدعفونی مواد غذایی مانند سبزی‌ها، حبوبات و میوه‌ها
  • تصفیه آب چاه، در مناطقی که دسترسی به آب لوله‌کشی دشوار است می‌توان آب چاه را با کمک این سیستم تصفیه کرد که نیاز به دستگاه‌های پیشرفته ندارد.
  • تصفیه آب‌های سطحی، بسیاری از عوامل بیماری‌زا در آب‌های راکد رشد می‌کنند و منتشر می‌شوند. حشرات در این محل‌ها تخم‌ریزی می‌کنند و ناقل بیماری‌های مختلف می‌شوند. در نتیجه با تصفیه این آب‌ها می‎توان از گسترش بیماری‌های مربوطه جلوگیری کرد.
  • تصفیه فاضلاب بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، در این مکان‌ها میکروب‌های بیماری‌زای مختلفی وجود دارند که در صورت تصفیه نشدن آب می‌توانند به محیط‌زیست راه پیدا کنند. بنابراین با نصب دستگاه ضدعفونی آب با UV در خروجی این مراکز، آب عاری از هرگونه میکروب خواهد شد.
  • صنایع داروسازی و بهداشتی، دارو و لوازم بهداشتی باید از کیفیت بالای سلامتی برخوردار باشند. اگر آبی که در این صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد کیفیت و سلامت لازم را نداشته باشد این میکروب‌های بیماری‌زا سبب آلوده کردن محصولات دارویی و بهداشتی می‌شوند و نه‌تنها به تجهیزات این مراکز صدمه می‌رسانند بلکه کیفیت محصول نهایی که در اختیار مشتری قرار می‌گیرد نیز دچار تغییر شده و سلامت آن‌ها را به خطر می‌اندازد.
 
 
گند زدایی آب با UV

انواع سیستم‌های ضدعفونی پساب با امواج فرابنفش

سیستم‌های مختلفی برای گند زدایی آب با UV وجود دارند که با درنظرگرفتن دبی فاضلاب ورودی به دو نوع اصلی تقسیم می‌شوند. سیستم گند زدایی آب با UV برای مصارف صنعتی و خانگی هستند.

باکتری‌هایی در آب وجود دارند که برای سلامت انسان مضر هستند. از باکتری‌های بیماری‌زا می‌توان به سالمونلا، وبا و شیگلا اشاره کرد و از تک‌یاخته‎های بیماری‌زا به ژیاردیا و لامبیا توجه داشت؛ بنابراین باید از ورود این باکتری‌ها به آب مصرفی خانه و همین‌طور صنایع تغذیه و نوشیدنی جلوگیری کرد. در ادامه کاربردهای این روش بیشتر مورد بررسی قرار خواهد گرفت.



کاربردهای دیگر گند زدایی آب با UV

  • تصفیه فاضلاب‌های شهری، برای افزایش کارایی تصفیه پساب‌های شهری، از سیستم ضدعفونی آب با UV در کنار دیگر روش‌های گندزدایی استفاده می‌کنند.
  • تصفیه آب در صنایع تولید آب‌معدنی یا نوشیدنی، محصولات این کارخانه‌ها به طور مستقیم در اختیار مردم قرار خواهند گرفت . اگر از کیفیت مناسبی برخوردار نباشند و تمام میکروب‌های بیماری‌زای آن کشته نشده باشند سبب بیماری‌های مختلفی خواهند بود و سلامت جامعه به خطر خواهد افتاد.
  • برای تمیزکردن ممبران‌ها، در سیستم‌ها تصفیه آب، از وسایلی استفاده می‌شود که ممبران نام دارد. ممبران‌ها وظیفه اصلی تصفیه آب را برعهده دارند و آب همواره از درون آن‌ها در حال عبور است. به‌مرورزمان میکروارگانیسم‌ها در این بخش‌ها قرار می‌گیرند و شروع به رشد می‌کنند. با رشد میکروب‌ها ممبران‌ها قابلیت خود را در تصفیه آب از دست می‌دهند. برای جلوگیری از این موضوع، به‌صورت دوره‌ای توسط امواج UV استریل می‌شوند.
  • روش اسمز معکوس روشی است که برخلاف اسمز طبیعی، جریان برخلاف پدیده اسمز به کمک فشار از غشای نیمه تراوا عبور می‌کند و ذرات موجود را در پشت این غشا باقی می‌گذارد. همان‌طور که در مورد قبل گفته شد، رفته‌رفته ممبران‌های موجود در این دستگاه‌ها از میکروب‌ها پر می‌شوند. برای به عقب انداختن یا جلوگیری از این مسئله، در خود دستگاه‌های تصفیه آب به روش اسمز معکوس، بخشی را قرار می‌دهند که با تولید امواج فرابنفش سعی در کم کردن بار میکروبی ورودی به سیستم دارد.
  • مصارف خانگی و کوچک، مانند منازل و تأسیسات تجاری مانند هتل‌ها، رستوران‌ها و…
 
ضد عفونی کردن آب با UV
دستگاه گند زدایی آب با UV

مزایای استفاده از سیستم گند زدایی آب با UV

این سیستم در مقایسه با روش‌های گندزدایی قبلی که تابه‌حال به بازار معرفی شده مزایای مخصوص به خود را دارد. به تعدادی از این موارد در زیر اشاره خواهد شد:

  • این سیستم به دلیل عدم نیاز به دستگاه خاص عملاً هزینه بالایی نیاز نداشته و با یک اپراتور غیرمتخصص راه می‌افتد.
  • فضای کم موردنیاز برای راه‌اندازی سیستم
  • حذف تمام میکروارگانیسم‌های حاضر در محیط در اولین تابش امواج فرابنفش صورت می‌گیرد.
  • پس از انتشار امواج فرابنفش، ذرات میکروبی نیز از بین خواهند رفت و حضور آن‌ها در آب سبب بیماری نخواهد شد
  • این سیستم ذرات محلول آب را پس از گندزدایی افزایش نمی‌دهد
  • برخلاف دیگر روش‌های شیمیایی موجود، نیازی به نگه‌داشتن مواد شیمیایی در یک مخزن جدا نخواهد بود و در نتیجه هزینه جابه‌جایی، تولید و نگهداری به‌مراتب کاهش خواهد یافت. علاوه بر این مورد، سیستم‌های شیمیایی نیازمند تجهیزاتی برای انتقال مواد شیمیایی به محیط هستند، اما امواج UV در محل تولید شده و نیازی به هدایت آن نیست.
  • بعضی از میکروب‌ها به کلر که ماده شیمیایی معمولی برای تجزیه آب است مقاوم هستند، اما در ضدعفونی آب با UV میکروب‌های بیماری‌زا و مقاوم به کلر تا 99 درصد از بین می‌رود.
  • از امواج فرابنفش در کنار دیگر شیوه‌های گندزدایی استفاده می‌شود. پرتو ماورای بنفش اثرات ناشی از باقیمانده گندزداها و آلاینده‌های نوظهور که برای سلامت انسان و محیط‌زیست مضر هستند را از بین می‌برد.
 

خطرات امواج فرابنفش برای سلامت انسان

اگرچه این امواج دارای قدرت بالایی برای ازبین‌بردن میکروب‌های بیماری‌زا هستند، اما استفاده آن‌ها برای بدن انسان انتخاب مناسبی نیستند. بدن انسان نیز همانند باکتری‌ها از سلول‌های زنده تشکیل شده و همانند آن‌ها به امواج فرابنفش مقاوم نیست. به همین دلیل استفاده از امواج فرابنفش سبب التهابات پوستی و آسیب به چشم شده و استفاده آن طبق توصیه سازمان بهداشت جهانی نباید به‌صورت مستقیم بر پوست برای ضدعفونی‌کردن انجام شود.

در نتیجه بهترین انتخاب برای ضدعفونی‌کردن پوست استفاده از الکل و مواد شوینده است. لازم به ذکر است که انجام ضدعفونی آب با UV مشکلی برای سلامت انسان ایجاد نمی‌کند، چراکه مستقیماً بر پوست تابیده نمی‌شود و چون یک پرتو است، به‌سرعت از محیط خارج می‌شود و انرژی خود را از دست می‌دهد.

 

اجزای سازنده و نحوه عملکرد فرایند گند زدایی آب با UV

همان‌طور که اشاره شد، از این سیستم در مقیاس صنعتی نیز استفاده می‌شود که اجزای سازنده آن معمولاً به‌صورت زیر خواهد بود:

  • اتاقک انتشار پرتوی فرابنفش، این اتاقک در طول زمانی که نور باید تابیده شود، نور فرابنفش را به آب موجود می‌تاباند.
  • جعبه کنترل یا تابلو برق که با فرمان از راه دور نیز قابلیت انجام دارد و کاربرد آن برای تنظیم جریان برق و زمان کار لامپ‌های فرابنفش است.
  • لامپ فرابنفش
  • شیر برقی، این شیر جریان را بین لامپ‌ها تغییر می‌دهد.
  • دستگاه کنترل دبی و جریان آب ورودی و خروجی برای نگهداری میزان آبی که لامپ‌ها می‌توانند آن را ضدعفونی کنند.
  • سیستم اخطار برای زمانی که مشکلی در انجام کار وجود دارد، مانند زمانی که آب کافی وجود ندارد یا لامپ‌ها به‌درستی کار نمی‌کنند.
  • دستگاه انعکاس شدت نور برای اندازه‌گیری میزان پرتو تابیده شده
  • لامپ اندیکاتور با نور سبز که نشان‌دهنده کاهش قدرت لامپ فرابنفش است و بر اساس آن می‌توان تصمیم گرفت که چه زمانی لامپ‌ها باید تعویض یا پاک‌سازی شوند. زمانی که به حوضچه‌های ضدعفونی آب با UV نگاه می‌کنیم این رنگ سبز دیده می‌شود.
  • لامپ اندیکاتور به رنگ قرمز که اعلام خطر و کاهش انتشار پرتو فرابنفش را نشان می‌دهد.
 
دستگاه گند زدایی آب با UV

انواع لامپ فرابنفش

لامپ سیستم‌های گند زدایی آب با UV انواع مختلفی دارد و در مدت تعیین شده برای تولید امواج فرابنفش روشن خواهد بود. این لامپ‌ها حاوی بخارات جیوه بوده . در زمان عبور جریان الکتریکی از بخار جیوه، لایه‌های خارجی الکترون‌های جیوه پرتوی فرابنفش را تولید کرده و به محیط منتشر می‌کنند. این لامپ‌ها به سه دسته کلی تقسیم می‌شوند که هرکدام طول موج‌های مختلفی را تولید می‌کنند:

فشار پایین با خروجی پایین
فشارپایین با خروجی بالا
فشار متوسط

 

رآکتورهای سیستم گند زدایی آب با UV

رآکتور این سیستم‌ها به دو نوع وجود دارند. مورد اول در پساب‌ها قرار می‌گیرد و به‌صورت مستقیم با محتویات فاضلاب در تماس است. اما مورد دوم در پوشش کوارتزی قرار دارند و مستقیماً با فاضلاب در تماس نیستند. این غلاف‌های کوارتزی کمک می‌کنند که لامپ در دمای بهینه فعالیت کند و دمای آن توسط پساب کاهش پیدا نکند. این غلاف‌ها به‌صورت دوره‌ای خارج شده و تمیز می‌شوند.

سیستم‌های گندزدایی فرابنفش می‌توانند در مخزن‌های بسته یا کانال باز فعالیت کنند. در سیستم بسته، مخزن یا تانک‌هایی وجود دارد که لامپ‌های فرابنفش درون آن قرار دارند. در سیستم باز، جریان فاضلاب در تماس با هوای آزاد قرار دارد.

 

گند زدایی آب با UV

حسگرهای موجود در سیستم‌های فرابنفش

در سیستم‌های ضدعفونی آب با UV، از حسگرهای مختلفی استفاده می‌شود. از حسگرهای شدت میزان تابش فرابنفش برای بررسی از راه دور و کنترل میزان اشعه تابیده استفاده می‌شود و به‌صورت مستمر مورد بررسی قرار می‌گیرند. حسگرهای حرارتی نیز کمک می‌کنند که دمای لامپ‌ها به‌صورت لحظه‌ای مورد بررسی قرار بگیرند. اگر دمای محیط پساب از خود لامپ‌ها بیشتر شود یا دمای لامپ‌ها بیشتر از حد مجاز شوند، برای مدتی خاموش خواهند شد تا دمایشان کمتر شده و نسوزند.

 

 

 

برند:
CSM (23)
FWT (16)
IML (14)
ROPV (0)