ضدعفونی آب با استفاده از اشعه ماوراء بنفش

امروزه دستگاه‌های ضدعفونی کننده آب با اشعه ماوراء بنفش (UV)، یک روش بسیار مناسب برای ضدعفونی آب چاه، آب چشمه، آب سطحی و سایر منابع‌ آب غیر تصفیه شده به شمار می‌روند. از این دستگاه‌ها هم برای ضدعفونی آب مصرفی و شرب و هم در سیستم‌های مدار بسته مانند سیستم تصفیه و ضدعفونی آب استخر استفاده کرد.

 

خاصیت ضدعفونی کنندگی اشعه ماوراء بنفش

 

اشعه ماوراء بنفش (UV)، بخشی از طیف نوری است که توسط خورشید تولید و به سمت زمین گسیل می شود. طیف اشعه ماوراء بنفش، دارای فرکانس بالاتر از نور مرئی و پائین تر از اشعه ایکس می باشد. طول موج اشعه ماوراء بنفش بصورت کلی در ناحیه بین 100 نانومتر و 400  نانومتر قرار می گیرد. این بخش نیز به سه ناحیه تقسیم می شود:

-  UV-A  : بین 320 تا 400 نانومتر

-  UV-B  : بین 290 تا 320 نانومتر

-  UV-C  : بین 220 تا 290 نانومتر

UV-Spectrum-800-500

 

 

طول موج نور اشعه ماوراء بنفش به چندین بازه تقسیم می شود که عبارتند از UVA، UVB و UVC. طول موج UVB باعث ایجاد سوختگی در پوست انسان می شود. اما طول موج UVC طول موجی است که در آن باکتری ها از بین رفته و لذا از این طول موج در لامپ های یو وی ضدعفونی آب استفاده می شود. طول موج UVC  باعث تخریب پیوند مولکولی DNA  میکروارگانیسم ها شده و با تشکیل پیوند مولکولی جدید، امکان رشد و تکثیر آنها گرفته شده و عملاً باکتری ها و ویروس ها از بین می روند.

اشعه ماوراء بنفش ناحیه UV-C، دارای خاصیت میکروب کشی بسیار بالایی است. اما متأسفانه این بخش از نور بعد از ارسال از سمت خورشید، در اتمسفر زمین جذب شده و به سطح زمین نمی رسد. بنابراین، برای استفاده از خواص آن لازمست تا بصورت مصنوعی و توسط لامپهای UV تولید شود.

اساس کار دستگاه های ضدعفونی کننده ماوراء بنفش (UV) بر پایه تابش نور ماوراء بنفش بر آب چاه و یا آبهای سطحی (مانند چشمه) و از بین بردن میکروارگانیسم های بیماریزای موجود در آن است. استفاده از اشعه ماوراء بنفش، روشی بسیار ساده و در عین حال مؤثر برای از بین بردن باکتری ها از جمله باکتری کلیفرم، ویروس ها و انگل های بیاریزا در آب بشمار می رود.

وجود میکروارگانیسم ها در آب، یک خطر بالقوه بسیار جدی برای سلامتی به شمار می رود. از آنجائیکه احتمال وجود باکتری، ویروس و انگل های مختلف بیماریزا در آب های غیر تصفیه شده وجود دارد، ضدعفونی کردن آب پیش از استفاده از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

بسیاری از آب های سطحی و آب های چاه حاوی میکروارگانیسم های مختلفی هستند. هرچند، چاه هایی که با روش اصولی حفر و ساخته شده اند معمولاً مشکل باکتری نداشته و علاوه بر آن، امکان نفوذ آبهای سطحی نیز به داخل آنها وجود ندارد. اما به هر صورت، امکان وجود میکروب در آنها به صفر نرسیده و توصیه می شود که کسانی که از آب چاه استفاده می کنند، بهتر است سالی یک بار آب چاه را مورد آزمایش میکروبی (از جمله باکتری کلیفرم) قرار دهند.

استفاده از نور اشعه ماوراء بنفش (UV) یکی از بهترین روش های ضدعفونی آب حاوی میکروارگانیسم ها (مخصوصاً برای آب های سطحی و آب چشمه) به شمار می رود.

در سالیان گذشته، مرسومترین روش ضدعفونی آب استفاده از کلر بوده است. اما مشکلات مهمی در استفاده از کلر وجود دارد که از مهمترین آنها می توان به وجود مواد شیمیایی تولید شده جانبی واکنش آب با کلر (مانند THM) و همچنین احتمال خوردن و استشمام کلر آزاد موجود در آب که هر دو برای سلامتی مضر هستند، اشاره نمود.

اساس کار دستگاه یو وی، در معرض قرار دادن دیواره سلولهای میکروارگانیسم ها با نور شدید ماوراء بنفش است. این کار باعث تخریب ماده ژنتیک میکروب شده و از رشد و تکثیر آن جلوگیری می کند. عملاً این اتفاق به مثابه سوخته شدن شدید میکروارگانیسم و عدم امکان رشد آن می شود. نور اشعه ماوراء بنفش، روی DNA سلولهای میکروارگانیسم ها اثر گذاشته و باعث غیرفعالسازی و عدم تکثیر آنها می شود. بنابراین، باید توجه داشت که اشعه ماوراء بنفش، میکروب ها را از آب حذف نمی کند. بلکه با ایجاد تغییر در DNA، آنها را غیرفعال کرده و به این ترتیب خطر آنها برای بدن را از بین می برد. لذا استفاده از دستگاه یو وی برای ضدعفونی آب به دلیل عدم اضافه کردن هیچگونه مواد شیمیایی در داخل آب، گزینه ای مناسب بشمار می رود که البته انتخاب و استفاده صحیح از آن نیازمند ملاحظاتی می باشد.

 

DNA Destruction by UV Light

 

 

 

 

اشعه ماوراء بنفش چه میکروارگانیسم های بیماریزای مهمی را از بین می برد؟

 

برخی از مهمترین و بیماریزا ترین میکروارگانیسم هایی که توسط اشعه ماوراء بنفش (UV) بی اثر میشوند، عبارتند از:

 

اشرشیا کلیفرم (E Coli)

 

E.-Coli

 

باکتری اشرشیا کلیفرم یا E. Coli معمولاً در روده های گاو زیست کرده و توسط پساب و یا سیلاب ها از مناطق کشاورزی و دامی می تواند وارد منابع آبی شود.

در صورتی که این باکتری از طریق مصرف آب آلوده وارد بدن شود، یک ماده سمی تولید و موجب بیماری و ناراحتی شدید دستگاه گوارش در فرد مبتلا خواهد شد.

 

کریپتوسپوریدیوم (Cryptosporidium)

 

Cryptosporidium

 

کریپتوسپوریدیوم، یک نوع انگل است که موجب اسهال در فرد می شود . پوسته خارجی این انگل تقریباً غیر قابل نفوذ بوده و به همین دلیل در برابر کلر مقاوم است.

 

ژیاردیا (Giardia)

 

Giardia

 

ژیاردیا نیز مانند کریپتوسپوریدیوم، یک انگل میکروسکوپی است که در صورت وارد شدن به دستگاه گوارش باعث ناراحتی و اسهال شدید در فرد می شود. ژیاردیا به واسطه داشتن پوسته بیرونی مقاوم، می تواند مدت ها در محیط و بدن فرد میزبان زنده باقی بماند. پوسته بیرونی این انگل نیز مانند کریپتوسپوریدیوم باعث مقاوم بودن آن در برابر کلر است.

 

هپاتیت آ (Hepatitis A)

 

Hepatitis-A

 

هپاتیت "A" یک بیماری مسری کبدی است که به دلیل در معرض قرار گرفتن آن در کنار ویروس هپاتیت "A" است. شدت بیماری هپاتیت "A" متغیر بوده و می تواند بین چند هفته تا چند ماه طول بکشد.  

ورود حتی مقدار بسیار کم فاضلاب مدفوع انسانی فرد مبتلا به این بیماری به منابع آبی می تواند باعث آلودگی شدید شود.  

 

اجزای اصلی دستگاه اشعه ماوراء بنفش (UV)

 

دستگاه ضدعفونی‌کننده آب یووی بصورت کلی از یک بدنه (معمولاً از جنس استنلس استیل یا پلیمر) ساخته می‌شوند که لامپ یووی که در داخل یک شیشه کوارتز مخصوص به عنوان محافظ لامپ قرار گرفته است، در آن جای دارند. آب از یک سمت دستگاه وارد شده و ضمن عبور از شیشه کوارتز از سمت دیگر خارج می‌شود. شیشه کوارتز کاملاً شفاف بوده و اجازه عبور کامل اشعه ماوراء بنفش و رسیدن آن به آب را می‌دهد. در این فرآیند، تمامی میکروارگانیسم‌های موجود در آب (شامل باکتری، ویروس و انگل) از بین رفته و آب برای استفاده بهداشتی کیفیت قابل قبولی پیدا خواهد کرد.

 

 

اجزای-دستگاه-یووی

 

با دید جزئی‌تر و بر اساس شکل بالا، اجزای اصلی دستگاه های ضدعفونی کننده آب با اشعه ماوراء بنفش (UV) را می‌توان به شرح زیر برشمرد:

1- اتصالات آب ورودی و خروجی تعبیه شده روی بدنه دستگاه

2- بدنه دستگاه که عمدتاً از جنس استنلس استیل است تا ضمن بازتابش نور، عملکرد دستگاه در بهترین حالت قرار داشته باشد.

3- لامپ یووی که بخش اصلی دستگاه بوده و تابش اشعه از این لامپ باعث ضدعفونی آب می‌شود.

4- شیشه کوارتز به همراه دو عدد اورینگ که به عنوان محافظ لامپ بوده و آب در داخل بدنه و در اطراف آن جریان پیدا می کند.

5- درپوش دستگاه جهت باز و بسته کردن در زمان تعویض لامپ و یا شیشه کوارتز در دو سمت دستگاه

6- پایه های نگهدارنده بصورت نصب شده روی دستگاه و یا جداگانه

7- ترانس و بالاست تنظیم کننده جریان برق و چراغ نمایشگر وضعیت کارکرد لامپ

8- تابلوی کنترلی و تایمر (در صورت درخواست مشتری) جهت مشخص بودن وضعیت کارکرد دستگاه و مدت زمان باقیمانده عمر لامپ یو وی

 

 

 

انواع لامپ UV

 

لامپ های UV به دو دسته فشار پایین (Low-Pressure) و فشار متوسط (Medium-Pressure) تقسیم می شوند:

 

LP vs MP UV Lamps

 

لامپ های یووی فشار پایین (Low-Pressure)

 

این نوع لامپ ها قادر به تولید نور اشعه ماوراء بنفش در بازه محدوده ای از طول موج (بین 190 تا 254 نانومتر) بوده و دمای کارکرد آنها حدود 60 درجه سانتیگراد است. طول موج 254 نانومتر، طول موج بسیار مناسبی برای تخریب و از بین بردن "کلرامین" در آب استخرها به شمار می رود. خوشبختانه، این بازه طول موج هیچگونه تأثیر منفی روی کلر آزاد موجود در آب ندارد. دمای پایین کاری و عدم تخریب کلر آزاد موجود در آب، باعث شده تا استفاده از این لامپ ها در بسیاری از سیستم های ضدعفونی آب آشامیدنی و استخرها، عمومیت و رواج بالایی داشته باشد.

 

لامپ های یووی فشار متوسط (Medium-Pressure)

 

طول موج اشعه ماوراء بنفش این لامپ ها از 254 نانومتر شروع شده و به بالای 600 نانومتر هم رسیده و دمای کاری آنها گاهی از 800 درجه سانتیگراد هم تجاوز می کند.  لامپ های یووی فشار متوسط معمولاً در کاربردهای صنعتی جهت ضدعفونی آب آشامیدنی مورد استفاده قرار می گیرد. اشعه ماوراء بنفش در این بازه طول موج می تواند بر روی بسیاری از مواد شیمیایی موجود در آب از جمله کلر تأثیر بگذارد. به همین دلیل، استفاده از این لامپ های یووی در استخرها با توجه به اینکه باعث تخریب کلر می شوند، موجب افزایش مصرف کلر و بالطبع افزایش هزینه نگهداری استخر می شود.    

 

مزیت های استفاده از اشعه ماوراء بنفش در ضدعفونی آب

 

استفاده از دستگاه اشعه ماوراء بنفش (UV) برای ضدعفونی آب نسبت به روش های قدیمی تر مانند کلرزنی دارای مزیت های مهمی است که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

- اثربخشی بالا: در صورت انتخاب نوع و سایز مناسب دستگاه یووی، انواع زیادی از میکروارگانیسم های موجود در آب از بین می روند. اشعه یووی نسبت به کلر قادر است انواع بیشتری از میکروب ها (مخصوصاً ویروس ها) را از بین ببرد.

- هزینه عملیاتی پایین: دستگاه های یو وی تنها با برق کار کرده و لامپ های دستگاه تنها (حداکثر) یکبار در سال تعویض می شوند.  

- عدم اضافه شدن مواد شیمیایی به آب: دستگاه یو وی هیچگونه مواد شیمیایی به آب اضافه نمی کند. بنابراین نگرانی بابت تزریق زیاد، ترکیبات جانبی مضر و یا ایجاد خورندگی که در ضدعفونی با کلر و یا ازن وجود دارد، در استفاده از این دستگاه وجود نداشته و از جنبه زیست محیطی هم به همین دلیل گزینه بسیار مناسبی بشمار می‌رود.

- عدم تغییر طعم و ظاهر آب: دستگاه یووی هیچ تغییری روی کدورت، pH، طعم و بوی آب ایجاد نمی کند.

- ضدعفونی سریع و با راندمان بالا: ضدعفونی آب با دستگاه یووی بسیار سریع انجام می‌شود. بر خلاف کلر که برای ضدعفونی آب پس از اضافه شدن کلر نیاز به مخزن ذخیره و دادن زمان ماند مناسب وجود دارد، این موارد برای دستگاه یووی نیازی نیست. آب به سرعت و پس از عبور از دستگاه ضدعفونی و قابل استفاده خواهد یود.

- نصب و عملکرد آسان: نصب دستگاه های یو وی ساده بوده و عملکرد آنها بصورت اتوماتیک است. با در نظر داشتن شرایط پیش تصفیه مناسب، دستگاه یو وی بصورت خودکار در مدار قرار گرفته و نیازی به اپراتور نخواهد داشت.

- هزینه تعمیرات و نگهداری پایین: دستگاه یووی هیچ قطعه متحرکی نداشته و همچنین هیچ ماده شیمیایی مصرفی نیز نیاز ندارد به همین دلیل هزینه تعمیرات و نگهداری آنها بسیار پایین است. تنها هزینه تعویض لامپ و تمیز کردن شیشه کوارتز در بازه‌های زمانی مشخص می‌بایست انجام شود.

- قابلیت نصب در سیستم‌های تصفیه آب موجود: در صورتی‌ که قبلاً سیستمی شامل سایر انواع دستگاه تصفیه آب وجود داشته باشد، دستگاه یووی می‌تواند به عنوان ضدعفونی کننده نهایی پس از تمامی آنها نصب و به راحتی مورد استفاده قرار گیرد.

- فضای کم مورد نیاز: دستگاه‌های یو وی نسبت به سایر دستگاه‌های تصفیه آب در ظرفیت مشابه، ابعاد کوچکتری داشته و براحتی در محل های مورد نظر می‌توانند نصب شوند. دلیل این ویژگی هم این است که افزایش ظرفیت دستگاه، تنها با افزایش توان و تعداد لامپ و یا افزایش میزان شدت‌ آن مرتبط بوده و ابعاد بدنه نسبت به آنها افزایش زیادی پیدا نخواهد کرد.

 

شرایط پیش تصفیه آب ورودی به دستگاه UV

 

برای اثربخشی کامل نور یو وی، شفافیت و تمیزی کامل آب هنگام عبور از لامپ بسیار مهم است. در غیر اینصورت ممکن است اشعه ماوراء بنفش بصورت کامل به تمام میکروارگانیسم های موجود در آب نرسیده و ضدعفونی آب بصورت کامل انجام نگیرد. آب ورودی به دستگاه یو وی می بایست کاملاً تمیز بوده و میزان املاح موجود در آن نیز به حداقل ممکن رسیده باشد. توصیه شده است که کیفیت آب ورودی به دستگاه یو وی بر اساس جدول زیر باشد:

 

پارامتر کیفی آب حداکثر میزان مجاز دستگاه مورد نیاز جهت افزایش کیفیت آب
کدورت 1NTU

فیلتر شنی / فیلتر الیافی

سختی آب 120ppm سختی گیر رزینی
آهن 0.3ppm دستگاه حذف آهن و منگنز
منگنز 0.05ppm دستگاه حذف آهن و منگنز
pH 9.5 - 6.5 ---

 

حداقل پیش تصفیه الزامی برای دستگاه های یو وی، استفاده از فیلتر الیافی 5 میکرون (ترجیحاً 1 میکرون) است که در هر صورت حتماً می بایست پیش از دستگاه یو وی نصب شوند.

 

محل نصب دستگاه ضدعفونی کننده اشعه ماوراء بنفش

 

نکته مهم دیگر در خصوص ضد عفونی آب با دستگاه اشعه ماوراء بنفش این است که پس از خروج آب از دستگاه، در صورت ورود هر گونه آلودگی به آب، عملاً  آب از حالت ضدعفونی خارج شده و آلوده خواهد شد. به همین دلیل همواره می بایست به این نکته مهم دقت نظر داشت که دستگاه یو وی می بایست به عنوان آخرین دستگاه سیستم تصفیه آب و نزدیک به نقطه مصرف قرار گیرد. علاوه بر این، در صورتیکه در سیستم تصفیه آب چاه از چندین سیستم ضدعفونی دیگر مانند کلر و یا ازن هم استفاده شده باشد، دستگاه یو وی می بایست حتماً پس از این سیستم ها جانمایی شود.

در بسیاری از منازل که از آب چاه استفاده می شود، از یک مخزن بزرگ برای ذخیره آب استفاده می کنند. در برخی موارد مشاهده شده است که دستگاه یو وی پیش از مخزن ذخیره نصب شده است. البته با این کار، آب ضدعفونی شده وارد مخزن ذخیره می شود. اما باید به این نکته توجه داشت که آب موجود در مخزن مجدداً مستعد آلودگی بوده و با ورود میکروب از طریق هوا و یا لوله ها به آب مجدداً باعث آلوده شدن و غیربهداشتی شدن آب خواهند شد. بنابراین در این موارد، یا می بایست جای دستگاه یو وی عوض شده و به انتهای مسیر و پس از مخزن برده شود و یا از یک دستگاه جدید یو وی در نزدیک منزل استفاده کرد تا آلودگی های میکروبی احتمالی جدید را از بین ببرد.

 

دیاگرام-نصب-یووی-افقی

 

 

دیاگرام-نصب-یووی-عمودی

 

مقدار تابش مناسب اشعه یو وی

 

یکی از مهمترین پارامترهای مهم در تعیین دستگاه یو وی مناسب، مقدار (Dosage) تابش است که با واحد میلی ژول بر سانتیمتر مربع (mJ/cm2) بیان می شود. این پارامتر نشان دهنده میزان نفوذ اشعه و خاصیت میکروب کشی آن در آب است. مقادیر توصیه شده برای مقدار تابش، بسته به نوع منبع و میزان احتمالی آلودگی آب و نیز مورد استفاده آن دارد. بصورت کلی، سه مقدار توصیه شده اصلی توسط استانداردهای NSF و EPA به شرح زیر می باشند:

- مقدار تابش 16 mJ/cm2 برای دستگاه یو وی استاندارد و مناسب برای ضدعفونی آب شهری

- مقدار تابش 30 mJ/cm2 برای ضدعفونی آب چاه با احتمال وجود آلودگی میکروبی

- مقدار تابش 40 mJ/cm2 برای ضدعفونی کامل هر نوع آب آلوده اعم از آب شهری، آب چاه و یا آب سطحی

 

 

نحوه انتخاب دستگاه ضدعفونی کننده اشعه ماوراء بنفش

 

انتخاب سایز صحیح دستگاه یو وی، یکی از مهمترین مواردی است که می بایست به دقت مد نظر قرار داشته باشد. مهمترین پارامتری که در انتخاب سایز مناسب دستگاه یو وی وجود دارد، مقدار دبی آب عبوری از دستگاه است.

دبی آب بیانگر حجم آب عبوری در یک واحد زمان تعریف شده است. دبی آب معمولاً بر حسب واحدهای مختلفی مانند گالن بر دقیقه (GPM) و یا متر مکعب بر ساعت بیان می شود.

تخمین سایز دستگاه یو وی برای ضدعفونی آب چاه در منازل، معمولاً بر اساس سایز لوله، تعداد نفرات و نقاط مصرف آب در منزل می باشد. برای این منظور می توان از جدول راهنمای زیر استفاده نمود:

 

تعداد نفرات نقاط مصرف اصلی

ظرفیت دستگاه UV

1-2 نفر 1 حمام

6GPM

2-4 نفر 1-2 حمام 10-12GPM
4-8 نفر 3-4 حمام 20-25GPM

 

دستگاه ضدعفونی کننده UV سری ECO

دستگاه های ضدعفونی کننده UV سری ECO جهت ضدعفونی آب با استفاده از اشعه ماوراء بنفش با تکنولوژی و کیفیت بالا، دارای لامپ UVC و بدنه استنلس استیل 304 به همراه ترانس و بالاست الکترونیکی

مشاهده مشخصات
دستگاه-یووی-سری-ECO

 

نوشته شده توسط : محمدرضا برابی
منبع : www.cleanwaterstore.com

نظرات

CAPTCHA reload_32
دسته بندی مقالات
whatsapp