۱۵ آبان ۱۳۹۵
92 views
نظر %

کاربرد اشعه ماوراء بنفش (UV)برای ضدعفونی کردن آب استخرو جکوزی

در این مفاله به بررسی کاربرد اشعه ماوراء بنفش و ضدعفونی کردن آب استخر با UV می پردازیم.اشعه ماوراء بنفش (UV)، بخشی از طیف نوری است که توسط خورشید تولید و به سمت زمین گسیل می گردد. 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 ۱۰۰ نانومتر و ۴۰۰  نانومتر قرار می گیرد. این بخش نیز به سه ناحیه تقسیم می شود:

–         UV-A : بین ۳۲۰ تا ۴۰۰ نانومتر

–         UV-B : بین ۲۹۰ تا ۳۲۰ نانومتر

–         UV-C : بین ۲۲۰ تا ۲۹۰ نانومتر

 فرکانس طیف نورخاصیت میکروب کشی اشعه UV :

مهم ترین علت کاربرد  اشعه ماوراء بنفش (UV)برای ضدعفونی کردن آب استخر به این سبب است که اشعه ماوراء بنفش ناحیه UV-C، دارای خاصیت میکروب کشی بسیار بالایی است. اما این بخش از نور بعد از تابش از خورشید، در اتمسفر زمین جذب شده و به سطح زمین نمی رسد. بنابراین، برای استفاده از خواص آن می بایست بصورت مصنوعی و توسط لامپهای UV تولید شود.

نور اشعه ماوراء بنفش، روی DNA سلولهای میکروارگانیسم ها اثر گذاشته و باعث غیرفعالسازی و عدم تکثیر آنها می شود. بنابراین، باید در نظر داشت که اشعه ماوراء بنفش، میکروب ها را از آب حذف نمی کند. بلکه آنها را غیرفعال می کند.

نور اشعه ماوراء بنفش، باعث غیرفعالسازی انواع باکتری و ویروس و سایر میکروارگانیسم ها از جمله انگل کریپتوسپوریدیوم و ژیاردیا که نسبت به کلر هم مقاوم هستند، می گردد. مزیت دیگر اشعه ماوراء بنفش، این است که طعم و بو نداشته و از این جهت نیز تأثیر منفی روی آب نخواهد داشت.

مشخصات فنی دستگاه مولد UV :

 لامپهای UV معمولاً به دو دسته  “فشار متوسط” (Medium Pressure)  و “کم فشار” (Low Pressure)  تقسیم می شوند. لامپهای فشار پایین تا فشار حدود ۱ تا ۱۰ پاسکال تحت خلأ قرار گرفته و دارای دمای سطح خارجی پائین (حدود ۵۰ تا ۱۰۰ درجه سانتیگراد) می باشند. این لامپها، نور با طول موج یکنواخت ۲۵۴ نانومتر تولید می کنند. لامپهای با فشار متوسط دارای دما ، فشار و قدرت بالاتر بوده و طیف گسترده تری از اشعه ماوراء بنفش (بین ۲۰۰ تا ۳۲۰ نانومتر) را تولید می کنند.

ضدعفونی کردن آب استخر با UV

 علاوه بر کاربرد  اشعه ماوراء بنفش (UV)برای ضدعفونی کردن آب استخر این روش برای  ضد عفونی نمودن آب شرب خانگی نیز کاربرد دارد، برای  ضد عفونی نمودن آب شرب خانگی استفاده از لامپهای کم فشار توصیه می شود. چرا که این لامپها علاوه بر عملکرد در دما، فشار و قدرت پایین که هزینه کمتری را در پی دارد، از نظر ظرفیت نیز برای ضدعفونی آب مصرفی یک خانوار کاملاً کافی می باشند.

طراحی لامپهای UV بگونه ای است که ۹۵ درصد اشعه لامپ، به آب مورد نیاز برای تصفیه می رسد. آب، بصورت یک لایه نازک روی لامپ جریان داشته و سطح پوشش کوارتزی در حالت ایده آل، دمای ۴۰ درجه سانتیگراد خواهد داشت.

اثربخشی لامپ UV، به مدت زمان در معرض قرار داشتن آب، شدت نور و همینطور کیفیت آب وارد شده بستگی دارد. زمان در معرض قرار گیری آب، با واحد میکرووات- ثانیه بر سانتیمتر مربع تعریف می شود که این مقدار طبق استاندارد نباید کمتر از عدد ۱۶,۰۰۰ باشد. عموم سازندگان دستگاه های اشعه ماوراء بنفش، لامپ های خود را بین ۳۰,۰۰۰ و ۵۰,۰۰۰ میکرووات- ثانیه بر سانتیمتر مربع ‏تولید می کنند.

از آنجائیکه شدت نور لامپ UV به مرور زمان کاهش می یابد، تعویض بموقع لامپ و همینطور، پیش تصفیه مناسب برای عملکرد دستگاه بسیار مهم و ضروری است.دستگاه های UV بایستی مجهز به سیستمهای هشدار دهنده زمان تعویض لامپ باشند.

لامپ UV به تنهایی نمی تواند تأثیری روی بهبود طعم، مزه و میزان کدورت آب داشته باشد. ضمناً باید توجه داشت که ضدعفونی آب توسط اشعه ماوراء بنفش، تنها در مجاورت با لامپ صورت می گیرد. این بدان معناست که پس از عبور از لامپ، نباید هیچ آلودگی وارد آب شود. به همین دلیل است که اولاً لامپ UV میبایست در آخرین مرحله تصفیه در سیستمهای دارای چندمرحله تصفیه قرار گرفته و ثانیاً، قبل از راه اندازی دستگاه UV، کل سیستم لوله کشی (مخصوصاً قسمت بعد از UV) با یک ماده ضدعفونی کننده، کاملاً تمیز شود.

پیش تصفیه مواد جامد معلق و حتی ذرات جامد محلول در آب (TDS) بسیار مهم است. چرا که در غیر اینصورت، هم باعث تشکیل رسوب روی شیشه محافظ لامپ شده و هم با  قرار گرفتن جلوی میکروارگانیسم ها، اثربخشی تأثیر اشعه روی آنها را کم می کند. اگر اشعه ماوراء بنفش، بصورت کامل روی میکروب ها اثر نگذارد، امکان احیای مجدد (Reactivation) آنها پس از عبور از لامپ وجود خواهد داشت.

پیش تصفیه آب ورودی به دستگاه

همانظور که در مطالب فوق گفته شد، پیش تصفیه مناسب آب تأثیر بالایی روی عملکرد لامپ UV دارد. فیلتراسیون برای حذف ذرات و همینطور فیلترهای کربنی، می بایست پیش از ورود آب به دستگاه  قرار گیرند تا ورود ذرات ، رنگ و کدورت باعث کاهش عملکرد اشعه ماوراء بنفش در ضدعفونی آب نشود. مشخصات کیفی پیشنهاد شده برای آب پیش از ورود به دستگاه UV، در جدول زیر آمده است:

۵ FTU یا ۵ NTU کدورت
 کمتر از ۱۰ میلیگرم در لیتر

ذرات معلق (برای استفاده از فیلترهای ۵ تا ۱۰ میکرون)

 رنگ
کمتر از ۰٫۳ میلیگرم در لیتر  آهن

کمتر از ۰٫۰۵ میلیگرم در لیتر

منگنز

۶٫۵-۹٫۵

PH

لامپ UV معمولاً در مرحله آخر سیستمهای چند مرحله ای تصفیه آب مانند اسمز معکوس، سختی گیرها و یا فیلتراسیون مورد استفاده قرار می گیرد. همواره باید توجه داشت که لامپ UV باید حتی الامکان به نقطه محل مصرف، نزدیک باشد.

نگهداری دستگاه UV

از آنجائیکه غیرفعالسازی میکروب ها توسط اشعه ماوراء بنفش، مستلزم این است که نور بخوبی در آب نفوذ کند، ضروریست تا محفظه لامپ  UV همواره تمیز نگه داشته شود. مواد تمیز کننده زیادی برای لامپ های UV در بازار وجود دارند. تمیز کردن سطح جداره لامپ در شب با محلول ۰٫۱۵ درصد هیروسولفیت سدیم و یا اسید سیتریک، راه خوبی برای تمیز نگه داشتن لامپ UV می باشد.

سیستمهای UV برای کارکرد طولانی مدت طراحی شده اند لذا تنها در صورتی نیاز به خاموش کردن آنهاست که تصمیم داشته باشیم چندین روز از سیستم تصفیه آب استفاده نکنیم. تنها چند دقیقه برای گرم شدن و شروع مجدد به کار دستگاه کافیست.

اثربخشی لامپهای UV به مرور زمان، کاهش می یابد. لامپ UV می بایست بصورت منظم تمیز شده و حداقل سالی یکبار تعویض شوند. بطور معمول امکان دارد که شدت نور لامپ نو پس از ۱۰۰ ساعت استفاده، حدود ۲۰ درصد کاهش پیدا کند. اما پس از این کاهش اولیه، کیفیت نور لامپ برای چندین هزار ساعت، ثابت می ماند. کاربرد  اشعه ماوراء بنفش (UV)برای ضدعفونی کردن آب استخر آن جایی اهمیت خود را نشان می دهد که مقادیر مختلفی از آب توسط این روش قابل تصفیه می با شد.

ظرفیت دستگاه های UV معمولاً  از ۰٫۵ گالن در دقیقه (GPM) شروع شده و تا چند صد گالن در دقیقه نیز مورد استفاده قرار می گیرند.


نویسنده مطلب alborztile

یک + هجده =