تصفیه آب با UV به چه معناست؟
تصفیه آب با استفاده از اشعه ماورابنفش (Ultraviolet Disinfection) یکی از فناوری‌های گندزدایی‌ست که بیش از یک قرن است مورد استفاده قرار می‌گیرد. این روش الهام گرفته از طبیعت است که در آن نور خورشید باعث ضدعفونی کردن بسیاری از عوامل میکروب زا و بیماری‌زا است.
استفاده از کلر برای تصفیه و ضدعفونی کردن آب بسیار متداول است. اما اکنون می‌دانیم که روش استفاده از کلر مشکلات اساسی برای سلامتی انسان‌ها و محیط زیست ایجاد می‌کند؛ مانند: وجود مواد شیمیایی در آب، احتمال خوردن و استشمام گاز کلر و…
لزوم جایگزینی استفاده از کلر با روش بی ضرری چون استفاده از اشعه فرابنفش بر همگان اثبات شده است. اما به دلیل گران قیمت بودن لامپ‌های UV متأسفانه هنوز استفاده از آن متداول نشده است.
استفاده از روش تصفیه آب با UV موجب حذف میکروب‌ها، عوامل بیماری زا، باکتری‌ها و … با کمترین ضرر و تغییرات نامطلوب بر روی آب میشود.
تصفیه آب با UV چگونه انجام می‌گیرد؟
استفاده از این اشعه برای تصفیه آب اولین بار در سال ۱۹۰۷ و در فرانسه اتفاق افتاد و بعد از آن به دلیل مزایایی چون داشتن کمترین ضرر برای محیط زیست و تأثیرگذاری بر روی مولکول‌های میکروبی بدون کوچکترین اثر نامطلوب بر روی مولکول‌های آب مورد توجه واستقبال قرار گرفت. امروزه به صورت گسترده از روش UV برای تصفیه آب در مکان‌های مسکونی، ادرای و صنعتی استفاده میشود.
اشعه ماوراء بنفش قسمتی از امواج الکترومغناطیسی با طول موجی بین ۱۰۰ تا ۴۰۰ نانومتر است. این طول موج به چندین بازه تقسیم میشود که عبارتند از: UVA، UVB و UVC.
از بین این طول موج‌ها، طول موج UVC طول موجی است که باعث از بین رفتن باکتری‌ها و عوامل بیماری زا میشود. در ساخت لامپ های uv برای گندزدایی آب نیز از همین طول موج استفاده میشود. این لامپ‌ها در لوله و مستقیما در مسیر آب نصب می‌شوند.
لامپ یو وی طی یک فرایند فیزیکی میکروارگانیسم‌ها را غیرفعال می کند. این اشعه بر روی DNA و RNAی مولکول میکروب‌ها، باکتری‌ها و… اثر می‌گذارد و می‌توان گفت باعث سوخته شدن شدید آن‌ها میشود. این عمل باعث از بین بردن قدرت تکثیر و بیماری زایی آن‌ها شده و به این ترتیب عمل گندزدایی توسط اشعه فرابنفش صورت می‌گیرد.
در واقع اشعه فرابنفش میکروبی و یا مولکولی را حذف نمی‌کند، بلکه آن‌ها را غیرفعال و بی اثر کرده و به این ترتیب بدون هیچ تغییری در طعم، بو و خواص فیزیکی و شیمیایی آب و به صورت طبیعی عمل می‌کند.
تجهیزات و قطعات به کار گرفته شده در دستگاه های UV
قطعات به کار گرفته شده در ساخت دستگاه گندزدایی با اشعه ماوراء بنفش متفاوت است اما معمولاً چند قطعه اصلی آن عبارتند از:
- لوله‌های ورودی وخروجی آب
- بدنه دستگاه که بیشتر با متریال استنلس استیل ساخته میشود.
- لامپ یو وی که وظیفه‌ی اصلی را برعهده دارد.
- محفظه لامپ که به آن شیشه‌ی کوارتز گفته میشود. از این شیشه استفاده میشود تا لامپ به صورت مستقیم در تماس با آب قرار نگیرد.
- درپوش دستگاه جهت دسترسی به لامپ یووی
- تنظیم کننده جریان برق ورودی
آیا گندزدایی آب با UV بازدهی مطلوبی دارد؟
گندزدایی با کمک اشعه فرابنفش در اواسط دهه ۱۹۸۰ توسط EPA به عنوان بهترین فناوری جهت تصفیه فاضلاب معرفی شد. در واقع این روش در بسیاری از مواقع به خوبی جوابگو است اما بازدهی آن تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار خواهد گرفت از جمله:
- ویژگی‌های آب و فاضلاب مثل میزان آلایندگی، کدورت آب، شرایط محیطی و …
- شدت تابش فرابنفش و طول موج به کار گیری
- مدت زمان قرارگیری میکروارگانیسم‌ها در معرض تابش اشعه فرابنفش
- شکل و طراحی راکتور
لازم به ذکر است که هرچه آلایندگی، کدورت، آهن، هیومیک اسید و فولیک اسید موجود در آب کمتر باشد، بازدهی استفاده از UV بیشتر خواهد شد. بنابراین توصیه میشود قبل از ورود آب به دستگاه ضدعفونی کننده یووی از فیلترهای شنی، الیافی، سختی‌گیر‌های رزینی و … استفاده شود.
دلایل برتری استفاده از اشعه UV نسبت به کلر
به طور حتم قبلاً شنیده‌اید که استفاده از روش گندزدایی به وسیله‌ی UV نسبت به استفاده از کلر ترجیح دارد. در زیر به بررسی دلایل این برتری می‌پردازیم:
معایب استفاده از کلر نسبت به استفاده از UV
- کلر برای اثر گذاری نیاز به حداقل نیم ساعت زمان دارد. در صورتیکه اشعه UV به محض تابش و با کمترین زمان عمل گندزدایی را انجام می‌دهد.
- تنظیم دوز کلر تزریقی باید با دقت زیاد و با دستگاه‌های دقیق اندازه‌گیری گران قیمت انجام گیرد و اگر مقدار آن از حد مجاز فراتر رود، آب را سمی و خطرناک می‌کند.
- تأثیر گذاری کلر به شدت وابسته به میزان PHآب است و اگر PH آب از مقدار مشخصی فراتر رود، کلر در گندزدایی آن بی اثر خواهد شد.
- استفاده زیاد از کلر در دراز مدت برای سلامتی انسان بسیار مضر است. کلر باعث بروز بیماری‌های چون: قلبی، ریوی، آلرژی، سرطان و … میشود. استنشاق گاز کلر بسیار سمی و کشنده است. در مقابل اشعه UV بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی مولکول‌های آب تأثیری نمی‌گذارد و به همین دلیل آب تصفیه شده توسط آن کاملاً طبیعی و فاقد مواد شیمیایی و بدون ضرر خواهد بود.
- استفاده از کلر باعث افزایش استهلاک و سریع‌تر زنگ زدن لوله‌ها و تجهیزات خواهد شد. در مقابل دستگاه تصفیه آب با اشعه فرابنفش استهلاک مکانیکی ندارد.
- استفاده از کلر باعث آلودگی محیط زیست خواهد شد.
مزایای استفاده از اشعه UV
- دستگاه UV بدون نیاز به اشغال فضای فیزیکی و لوله کشی مجزا به صورت مستقیم در داخل لوله آب نصب و راه‌اندازی میشود.
- هزینه تعمیر و نگهداری این سیستم تصفیه بسیار مناسب است.
- مصرف انرژی برق در سیستم تصفیه اشعه فرابنفش بهینه شده و کم است.
- در صورت استفاده درست طول عمر لامپ‌های تولید کننده اشعه UV طولانی است.
- نیاز به استفاده از مواد شیمیایی نیست.
- این سیستم تصفیه به دلیل عدم استفاده از مواد شیمیایی، عدم تولید پساب و … برای محیط زیست هیچ آلودگی به همراه ندارد.
- قابلیت از بین بردن عوامل و میکروب‌های بیماری زایی مقاوم نسبت به کلر تا ۹۹ درصد را دارد.
- در لحظه تابش تأثیر خود را در گندزدایی را خواهد داشت و نیاز به گذشت زمان ندارد.
- به صورت اتوماتیک و بدون نیاز به اپراتور عمل می‌کند.
معایب استفاده از اشعه فرابنفش
- قیمت زیاد لامپ‌های یو وی (البته طول عمر این لامپ‌ها بیش از یکسال است و این هزینه تأمین اولیه در دراز مدت قابل توجیه است.)
- عدم وجود اشعه باقیمانده قابل اندازه‌گیری
- نیاز به عبور آب در فاصله ی بسیار نزدیک با لامپ