یکی از روش های ضدعفونی استفاده از سیستم های نور ماورابنفش (UV) می باشد، در این روش از لامپ های بخار جیوه به منظور تولید نور UV با طول موج و انرژی مورد نیاز استفاده می شود. لامپ ها توسط غلافی از جنس کوارتز محافظت می شوند تا از تماس مستقیم آب با آن ها جلوگیری شود. دلیل استفاده از کوارتز به عنوان محافظ، میزان کم جذب اشعه ی UV توسط آن می باشد و اجازه می دهد که درصد بیشتری از اشعه ی تولید شده برای انجام ضدعفونی جریان آب عبوری استفاده شود. میزان فشار بخار جیوه در اندازه ی طول موج تولید شده توسط لامپ اثر دارد. به صورت کلی در بسیاری از فرایند های ضدعفونی آب از لامپ های فشار پایین با طول موج UV معادل 254 نانو متر برای ضدعفونی استفاده می شود.
فرکانس اشعه ی UV از فرکانس نور مرئی بالاتر و اط فرکانس اشعه ی X پایین تر است. این موضوع در واقع به این معناست که طول موج اشعه ی UV از طول موج اشعه ی X بلند تر است ولی از طول موج نور مرئی کوتاه تر می باشد. از لحاظ میزان انرژی، از کم به زیاد، اشعه ی مرئی، اشعه ی UV و اشعه ی X می باشد. میران انرژی اشعه ی UV برای از بین بردن میکرو ارگانیسم ها کافی است و نور UV می تواند آب حاوی باکتری و ویروس را ضدعفونی کند و در برابر Protozoa ها نظیر Giardia lamblia یا Cryptosporidium موثر است.
قواعد ضدعفونی با اشعه ی UV
تابش اشعه ی UV دارای سه ناحیه ی طول موج می باشد، UV-B، UV-A و UV-C و در ناحیه ی سوم یعنی UV-C است که اشعه قابلیت ضدعفونی کردن دارد. با استفاده از یک لامپ بخار جیوه در فشار پایین، می توان اشعه ی UV با طول موج 254 نانومتر (nm) تولید کرد. این لامپ ها دارای عنصر جیوه همراه با یک گاز بی اثر نظیر آرگن می باشد که درون یک لوله معمولا از جنس کوارتز قرار می گیرد. به طور معمول، لامپ های بخار جیوه به عنوان لامپ های فشار پایین شناخته می شوند زیرا فشار نسبی جیوه در این لامپ ها پایین است و دارای فشار بخار کمتر از 2 میلی بار و دمای خارجی 50 تا 100 درجه سانتیگراد و مصرف برق کم می باشند. این لامپ ها نوری تقریبا یک رنگ در محدوده ی طول موج 254 نانومتر اط خود ساطع می کنند که در محدوده ی مناسبی برای جذب اسید های نوکلئیک می باشد. اشعه ی UV با شکستن پیوند های بین اسید نوکلئیک باعث غیرفعال شدن میکروارگانیسم می شود.
در سال های اخیر، لامپ های UV با فشار متوسط که در فشار، دما و انرژی های خیلی بالاتر از لامپ های فشار پایین کار می کنند ساخته شده و در صنعت مورد استفاده قرار گرفته است. طول موج لامپ های جدید از 200 تا 320 نانومتر متغیر است. اما به صورت کلی برای کاربرد های معمولی نظیر آب شرب یا مصارف دارویی و … استفاده از لامپ های فشار پایین بهتر است زیرا در کنار راندمان بالا در حذف میکروارگانیسم، مصرف انرژی بسیار کمتری دارند و در دمای پایین تری کار می کنند و همچنین هزینه های مربوط به نگهداری پایین تری دارند.
علاوه بر موارد ذکر شده، لامپ هایی وجود دارند که اشعه ی UV در محدوده ی طول موج 185 نانومتر تولید می کنند. اشعه ی حاصل از این لامپ ها علاوه بر تأثیر گذاری بر روی میکروارگانیسم ها می تواند برای کاهش بار مواد آلی موجود در آب (TOC) استفاده شود. در یک سیستم UV به صورت معمول، 95 درصد اشعه ی تولید شده از غلاف کوارتزی عبور کرده و در آب تابش می یابد. آب بصورت یک فیلم باریک اطراف لامپ UV جاری می شود و کوارتز به نحوی طراحی می شود که دمای لامپ در حدود 40 درجه سانتیگراد باقی می ماند.
نحوه ی عملکرد UV در ضدعفونی
عملکرد سیستم UV در ضدعفونی از طریق تابش اشعه ی UV و تغییر دادن DNA سلول میکروارگانیسم و غیر فعال کردن تکثیر آن می باشد. ضدعفونی با UV به معنی حذف میکروارگانیسم نیست و عملکرد آن از طریق کشتن یا غیرفعال کردن میکروارگانیسم می باشد. عملکرد این سیستم بستگی به مدت زمان در معرض اشعه بودن (Exposure Time) و شدت تابش و همچنین کیفیت پارامتر های آب ورودی دارد. واحد اندازه گیری Exposure Time “میکرووات*ثانیه / سانتیمتر مربع” می باشد و بر اساس قوانین دپارتمان سلامت آمریکا، حداقل میزان Exposure Time برای انجام ضدعفونی توسط UV، عدد 16000 میکروات*ثانیه بر سانتی متر مربع می باشد.
جریان آب خام ورودی به سیستم UV می بایست دارای کیفیت مناسب از لحاظ کدورت باشد. عمدتا میزان کدورت 5 NTU به عنوان بیشترین حد ورودی به سیستم UV لحاظ می شود و آب خام ورودی بایست دارای کدورت پایین تر از این عدد باشد.
همچنین پیشنهاد می شود قبل از ورود آب به درون محفظه یا همان رأکتور دستگاه UV از فیلتراسیون با اندازه مش 1 یا 5 میکرون و پس از سیستم UV نیز از فیلتراسیون با اندازه حفره 0.22 میکرون استفاده شود.
یکی از مشکلاتی که انواع مختلف آب های سطحی، چاه، سد و … و فاضلاب ها با آن روبه رو هستند، مشکل آلودگی میکروبی می باشد. ضدعفونی کردن آب یا فاضلاب می تواند خود به تنهایی یک عملیات تصفیه و یا عملیات پیش تصفیه برای ورود به واحد های دیگر باشد. به عنوان مثال، آلودگی میکروبی می بایست در کلیه ی واحد های غشایی اسمز معکوس یا الترافیلتراسیون کنترل شود زیرا وجود میکرو ارگانیسم، باعث تشکیل بیوفیلم بر روی سطح ممبرین شده و عملکرد آن ها را مختل می کند.
این سیستم ها در بسیاری از کارخانجات صنایع دارویی ، صنایع غذایی ، آرایشی و بهداشتی، نوشیدنی، صنایع الکترونیک، دام و طیور، کشاورزی و آشامیدنی و سایر صنایع برای ضدعفونی آب استفاده می شود.
برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید با کارشناسان این شرکت تماس حاصل فرمایید.