یکی از پرمصرف‌ترین نوشیدنی میان مردمان سرتاسر جهان، آب است. یکی از کاربردی‌ترین عناصر در میان عناصر چهارگانه نیز آب است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. یقینا می‌دانید منابع آبی که انسان می‌تواند از آن بهره بگیرد، بسیار محدود است و باید همین آب هم تحت روش‌های مختلفی تصفیه شود تا بتواند چه در صنایع و چه به عنوان نوشیدنی مورد استفاده قرار بگیرد. روش‌های متفاوتی جهت تصفیه آب وجود دارد و سال‌های سال است که در مراکز مختلف از این روش‌های سنتی استفاده می‌شود، اما چندین دهه است که تکنولوژی جدیدی جایگزین تمام این روش‌های سنتی شده و توانسته در بسیاری از صنایع کاربرد داشته باشد. این روش همان استفاده از تکنولوژی اشعه UV است. برندهای تجاری مختلفی اقدام به تولید انواع دستگاه ضد عفونی آب UV کرده‌اند که هر کدام از این‌ها می‌تواند در مراکز مختلف و حتی منازل شخصی نیز کاربرد داشته باشد. در ادامه با ما همراه باشید تا در مورد دستگاه ضدعفونی آبUV اطلاعات بیشتری به شما بدهیم.
نور UV چیست و چه توانی دارد؟
در پاسخ به سوال نور UV چیست، در ابتدا باید به شما بگوییم که نور UV یک نوع تابش غیریونیزه‌کننده محسوب می‌شود که به‌طور کلی و بر اساس طول موج خود به سه دسته اصلی تقسیم می‌گردد:
- طیف UVA با طول موجی بین 315 تا 400 نانومتر (برای مثال یک نور سیاه)
- طیف UVB با طول موجی بین 280 تا 315 نانومتر (برای مثال یوریترمال)
- طیف UVC با طول موجی بین 100 تا 280 نانومتر (برای مثال میکروب‌کش)
برای تفهیم بهتر چگونگی رسیدن این طیف‌ها به زمین می‌توانیم از یک مثال ملموس استفاده کنیم. در ظهر یک روز گرم و آفتابی تابستان که خورشید مستقیم و با شدت بالا بر روی زمین می‌تابد، اشعه UV ساطع شده از آن شامل 95 درصد از طیف UVA و 5 درصد از طیف UVB است. همان‌طور که پیدا است، بخش زیادی از UVB و تمام طیف UVC پیش از رسیدن به سطح زمین توسط لایه اوزون استراتوسفری جذب می‌شوند.
این طیف همان طیف کاربردی و مهمی است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این میان طیف دیگری از اشعه UV وجود دارد که توان کمتری از این سه طیف داشته و به آن UVR و UVR خلأ می‌گویند. طول موج این طیف کمتر از 200 نانومتر است و توان بسیار کمتری نسبت به UVA،UVB و UVC دارد و مشخصا سریعا در هوا جذب می‌شود. در رابطه با محاسبه توان این اشعه باید از فرمول‌هایی استفاده کرد. فرمول محاسبه توان و انرژی فوتون‌هایی که از منبع تابشی ساطع می‌شوند، عبارت است از:
E = hf = hc/ λ
اجزای این فرمول عبارتند از:
- E انرژی یک کوانتوم (ژول)
- f فرکانس یا تعداد نوسان در ثانیه (یا هرتز)
- h ثابت پلانک ( 104 × 63/6 ژول- ثانیه)
- Cسرعت یا طول طی شده در واحد زمان ( 108 × 3 متر در ثانیه)
- l طول موج پرتو (متر)
چرا دستگاه ضد عفونی آب UV توانسته جایگزین روش کلرزنی شود؟
جهت تصفیه کردن آب و استفاده از آن در صنایع گوناگون روش‌های بسیار مختلفی ابداع شده که یکی از مرسوم‌‌ترین آنها، روش کلرزنی است. در ادامه و طی تحقیقات انجام شده توسط محققان و متخصصان در مدت زمانی نسبتا طولانی، مشخص شد که استفاده از این روش و در حقیقت استفاده از کلر جهت تصفیه کردن آب معایبی به همراه دارد که می‌تواند برای انسان و محیط زیست خطرناک باشد.
در مقابل آن، استفاده از پرتو فرابنفش یک روش بهتر و کم‌خطرتر محسوب شده و هیچ یک از معایب و مضرات تصفیه آب به روش کلرزنی را ندارد. در بسیاری از مراکز تصفیه آب موجود در سرتاسر جهان، متخصصان به‌طور کاملا موفق شده‌اند که تکنولوژی استفاده از پرتو UV را جایگزین روش کلرزنی کرده و البته که دلایل علمی بسیار زیاد و قانع‌کننده‌ای برای این اقدام خود دارند. برای مثال می‌توان گفت که ماندن بخش قابل توجهی از کلر در آب، آسیب‌های زیست محیطی بسیاری را در طولانی مدت متوجه محیط زیست می‌کند.
مسئله دیگر بروز حساسیت‌های چشمی و التهابات شدید پوستی است که در نتیجه واکنش نشان دادن بدن انسان نسبت به کلر باقی‌مانده در آب به وجود می‌آید و حقیقتا می‌تواند برای انسان مشکل‌زا و ناخوشایند باشد. شاید مهم‌ترین مسئله در این میان، تولید شدن ترکیبات خطرناک هالومتان باشد. این ترکیبات خطرناک به دلیل ترکیب شدن کلر با مواد آلی و واکنش نشان دادن آنها به وجود می‌آید که بسیار هم برای انسان خطرناک محسوب می‌شود.
در ادامه لازم است در مورد خطرات هالتومتان اطلاعاتی را به شما بدهیم. ترکیبات تری هالومتان‌های اصلی، شامل کلروفرم، برمود کلرومتان و دی برموکلرومتان می‌شود. تحقیقات و مطالعات معتبر و علمی بسیار زیادی حاکی از آن است که این ترکیبات برای انسان سرطان‌زا و خطرناک به شمار می‌آیند.
بیاید به سال ۱۹۹۲ میلادی برگردیم. در این سال تحقیقی در زمینه تاثیر این مواد بر بدن انسان انجام شد که توانست تاثیر شگرفی بر نظر پزشکان و دانشمندان در رابطه با استفاده از روش کلرزنی در صنایع گوناگون داشته باشد. نتایج این تحقیقات در ابتدا در مجله بهداشت همگانی امریکا منتشر شد. این نتایج نشان می‌داد اشخاصی که در معرض آب تصفیه شده با روش کلرزنی قرار می‌گیرند، خطر ابتلا به بعضی از سرطان‌ها برایشان چیزی حدود ۱۵ تا ۳۵ درصد بیشتر از دیگران است.
علاوه بر این تحقیق، انستیتو ملی سرطان هم افرادی که در معرض آب کلرزده قرار می‌گیرند را تا ۹۳ درصد بیشتر از دیگران مستعد ابتلا به سرطان‌های مختلف دانست. مسئله حیاتی‌‌تر این بود که انگل کریپتوسپوریدیوم نیز کاملا نسبت به ترکیبات کلر مقاوم شده بود و به هیچ وجهی امکان از بین بردن آن با روش کلرزنی وجود نداشت. در حال حاضر موثرترین راه برای از بین بردن این انگل مقاوم به کلر، جوشاندن آب و استفاده از دستگاه ضد آب UV است.
تاریخچه استفاده از دستگاه ضد عفونی آب UV در فاضلاب‌ها
زمان زیادی از اولین مرتبه‌ای که فاضلاب‌ها و پساب‌ها به‌وسیله اشعه UV ضدعفونی و گندزدایی شدند نمی‌گذرد. در واقع باید گفت که عمر حضور و استفاده از اشعه UV در این صنعت کاربردی چیزی کمتر از نیم قرن است. چند سالی می‌شود که لامپ‌های UV جای خود را در صنایع باز کرده و در ابعاد و اندازه‌های مختلف تولید شده و به فروش می‌رسند.
به بیان واضح‌تر باید گفت که استفاده از اشعه UV در صنعت تصفیه فاضلاب‌ها و پساب‌ها درست بعد از مشخص شدن خطرات و مضرات بسیار زیاد و جانبی روش کلرزنی آب و همچنین ناکارآمد بودن این روش در خنثی کردن فعالیت و حیات کیست تک سلولی‌ها در دوزهای متعارف، توجه متخصصان را به خود جلب کرد. مدل‌های بسیار کوچک این لامپ‌ها، می‌توانند انرژی حدود ۲۰ هزار برابر بیشتر از شدت اشعه خورشید در سطح دریا را از درون خود ساطع کنند.
پیشرفت علم و تکنولوژی در تمام زمینه‌ها و صنایع، تلاش خود را بر این گذاشته که به کمک انسان و محیط زیست جهت زندگی کردن و تعامل داشتن بیشتر بیاید. در عصر ما با پیشرفت سریع و لحظه‌ای علم و دانش به سلامت افراد و محیط زیست توجه بیشتری نیز می‌شود. در راستای این توجهات لازم، قوانین و مقررات جدیدتر و جامع‌تری جهت دستیابی به راهکاری بی‌خطرتر برای ضدعفونی و گندزدایی پساب‌ها و فاضلاب و استفاده مجدد از آن آب‌ها در آبیاری زمین‌های کشاورزی، گلخانه‌ها و… تعریف شده است.
واضحا روش كلرزنی يك فناوری کاملا تثبيت شده و مرسوم در زمینه ضدعفونی کردن و تصفیه فاضلاب‌ها است؛ اما همان‌طور که برایتان شرح دادیم، استفاده از كلر جهت ضدعفونی به خاطر نگرانی‌های مختلف در پی ایجاد مشکلات زیست محیطی و بیماری‌های متنوع، در حال بازنگری و تدوین قوانین جدیدتر است.
با توجه به مطالعات و تحقیقات صورت گرفته و همچنین افزایش دانش و تجربه متخصصان و دانشمندان در زمینه شناسایی مضرات ضدعفونی‌کننده‌های شيميايی مانند کلر، توجه به پرتو فرابنفش یک انتخاب صحیح، علمی، کاربردی، به‌صرفه و مناسب به شمار می‌آید. تاریخ به ما می‌گوید که در سال ۱۹۸۸ میلادی چیزی نزدیک ۳۰۰ تصفيه‌خانه در ایالات متحده امریکا از فناوری پرتو UV جهت ضدعفونی و تصفیه فاضلاب‌ها و پساب‌های خود استفاده می‌کردند که در سال ۲۰۰۴ میلادی این رقم به چیزی نزدیک به ۴۳۰۰ تصفيه‌خانه فاضلاب و پساب در آن منطقه رسید (تقریبا بيش از ۲۰ درصد تمام تصفيه‌خانه‌هایی كه معمولا تازه‌تاسيس هم بودند).
این یعنی تصفیه‌خانه‌های مدرن که از فناوری اشعه UV در ضدعفونی و گندزدایی استفاده می‌کردند، با افزایش بیش از ۱۰ برابری روبه‌رو شدند. امروزه هم پساب بسیاری از کارخانه‌ها و فاضلاب‌ها با استفاده از فناوری پرتو UV با کیفیت بسیار بالا و بدون جا گذاشتن عوارض جانبی خطرناک برای انسان و محیط زیست ضدعفونی می‌شود.
هم‌اکنون می‌توان به صراحت گفت که تعداد تصفيه‌خانه‌های مجهز به فناوری پرتو UV در امریکا، اروپا و شرق آسيا به شکل قابل توجه و ملموسی افزايش یافته است و انتظار می‌رود در سال‌های آينده توسعه و پیشرفت بيشتری هم داشته باشد.
تجهیزات گندزدایی UV اساس کار دستگاه ضد عفونی آب UV
اساس کار استریلیزه کننده‌ها و دستگاه ضد عفونی آب UV به شرح زیر است: آب ابتدا از فضای بین لبه داخلی از جنس استیل و لبه خارجی لوله از جنس کوارتز وارد شده و گذر می‌کند. لامپ ماوراء بنفش در حقیقت در لبه خارجی دستگاه قرار گرفته است. لامپ UV به خودی خود و به شکل مستقیم با آب وارد شده به هیچ وجه در تماس نیست. این لامپ تا ۴۰ درجه سانتیگراد گرم می‌شود که این درجه مناسب‌ترین درجه حرارت برای عملکرد لامپ UV جهت ضدعفونی آب است.
تمامی استریلیزه کننده‌ها، از جمله دستگاه ضد عفونی آب UV قدرت کافی برای ایجاد ۳۰۰۰۰ میکرو وات بر ثانیه برای هر سانتیمتر مربع در ۷۵۰۰ ساعت را دارند که پس از این مدت لامپ‌ها باید حتما تعویض بشوند. تمامی مدل‌های این دستگاه‌ها در یک محفظه و پوشش مناسب قرار گرفته‌اند که تمامی اجزای الکتریکی و مکانیکی به‌طور کامل داخل آن قرار می‌گیرند.
کاربردهای نور ماوراءبنفش در ضد عفونی، خصوصا دستگاه ضد عفونی آب UV
از اشعه ماوراء بنفش برای ضد عفونی انواع آب می‌توان استفاده کرد. از جمله مواردی که از اشعه ماوراء برای تصفیه آب استفاده می‌شود هم می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- ضدعفونی و گندزدایی آب چاه
- ضدعفونی گندزدایی آب‌های سطحی
- ضدعفونی و گندزدایی آب‌های شهری
- ضدعفونی و گندزدایی صنایع غذایی
- عملیات ضدعفونی و استریلیزاسیون بیمارستان‌ها
- استفاده در صنایع الکترونیک
- استفاده در مراکز داروسازی
- ضدعفونی فضا و سطوح هتل‌ها، مسافرخانه‌ها و مهمان‌خانه‌ها
- ضدعفونی و گندزدایی فضا و سطوح رستورانها
- استریلیزه کردن آب‌های بسته‌بندی
- ضدعفونی و گندزدایی محیط آزمایشگاه‌ها
مشخصات کلی سیستمهای اشعه UV
- از بین برنده تمامی میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و مقاوم نسبت به کلر تا ۹۹%
- ضدعفونی کردن آب در همان لحظه تابش اشعه UV به شکل سریع و کاربردی
- عدم تغییر دادن خواص شیمیایی و فیزیکی آب، مانند ایجاد بو و طعم نامطبوع
- ضدعفونی کردن آب در محدوده pH مناسب از ۶ تا ۵٫۸
- نصب در مسیر لوله‌های آب
- سرویس، نصب و نگهداری ساده دستگاه ضد عفونی آب UV
- کاهش دهنده باکتری، میکروب، قارچ، انگل، ویروس و تک یاختگان تا ۹۹/۹۹ درصد
- ضدعفونی ساده، سالم، کاربردی و موثر
- انجام عمل ضدعفونی، بدون استفاده از مواد شیمیایی و مضر
- بالاست‌های الکترونیکی با جریان خروجی کاملا ثابت
- محافظت بهبود یافته از ضربه و آسیب وارده
- جایگزینی ساده لامپ UV و عدم نیاز به قطع جریان آب حین تعویض لامپ دستگاه
- وجود پوسته‌های راکتور صیقلی ساخته شده از استیل ضدزنگ ۳۰۴ یا ۳۱۶ جهت دوام و عمر بیشتر
- وجود سیستم اعلام نقص لامپ شنیداری و دیداری
- نگاهی کلی به مزایای دستگاه ضد عفونی آب UV
- عملکرد بسیار بالا در ضدعفونی کردن با صرف انرژی بسیار کم
- وجود راکتورهایی با طرح فشرده به شکل‌های U و Z
- اتصال آسان به لوله‌های موجود در محل
- سیستم تمیزکننده کاملاً خودکار و اتوماتیک (اختیاری)
- کنترل کردن دوز دریافتی Vario برای مصرف انرژی پایین (اختیاری)
- سیستم نمایشگر پیوسته با حسگر UV بسیار دقیق و حرفه‌ای
- اتصال ساده به سیستمهای کنترل فرآیند تصفیه آب
- مطابق با استاندارد جهانی NWRI/USEPA
سیستم دستگاه ضد عفونی آب UV چیست و چگونه کار می‌کند؟
دستگاه ضد عفونی آب UV و به‌طور کلی این گونه سیستم‌ها، یک راه بسیار موثر و کاربردی جهت مبارزه با آلودگی‌های ویروسی، باکتریایی و میکروبی در آب است. این مهم است که میکروب‌ها باید به مقدار مناسب در معرض تابش مستقیم نور UV-C قرار گیرند تا به‌طور کامل از بین بروند و عملکردشان مختل شود. سیستمهای ضدعفونی UV در بخش‌های مختلف، از تصفیه آب آشامیدنی در منازل شخصی گرفته تا ضدعفونی آب کل شهرها و تصفیه فاضلاب صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
تصفیه آب UV به عنوان روشی مطمئن‌تر، ایمن‌تر و مقرون به صرفه‌تر در کاربردهای صنعتی و استفاده شخصی شناخته شده است. در پاسخ به سوال «دستگاه ضد عفونی آب UV چگونه کار می‌کند و تاثیر خود را بر جای می‌گذارد» باید گفت که در فناوری دستگاه ضد عفونی آب UV، اشعه ماوراء بنفش با نفوذ به میکروارگانیسم‌ها و از بین بردن DNA و RNA آنها موجب ضدعفونی و گندزدایی آب می‌شود.
DNA نقش بسیار حیاتی و مهمی در عملکرد و تولیدمثل موجودات، از جمله میکروب‌ها و پاتوژن‌ها دارد. از این رو تخریب کردن DNA از فعال شدن و تکثیر میکروارگانیسم‌ها جلوگیری کرده و حیات آنها را با مشکل مواجه می‌کند. این انرژی UV(با طول موج 240 تا 280 نانومتر) نیز به‌طور طبیعی در نور خورشید در مقادیر بسیار کم یافت می‌شود، اما برای مصارف این چنینی نیاز است که در شدت‌های قوی‌تر با کمک لامپ‌های تخلیه جیوه بالا، که معمولاً به عنوان لامپ‌های UV شناخته می‌شوند، تولید شود.
هیچ باکتری، ویروس، انگل، کپک یا هاگی نمی‌تواند در معرض دوز صحیح و مناسب نور UV قرار بگیرد و زنده بماند. بنابراین UV به عنوان بهترین راه‌حل برای استریل کردن آب شناخته می‌شود و کاربرد بسیار زیادی در صنایع مختلف مرتبط با آب دارد. ضدعفونی کردن با اشعه ماوراء بنفش، تقریباً در هر برنامه‌ای که به آب بدون میکروب، ایمن و خالص نیاز دارد، مفید است.
در دستگاه ضد عفونی آب UV از اشعه فرابنفش با طول موج 253.7 نانومتر برای ضدعفونی باکتری‌ها، ویروس‌ها، انگل‌ها، کپک‌ها، جلبک‌ها، قارچ‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها استفاده می‌شود که تکثیر می‌شوند و با این تکثیر به رشد و حیات خود رسمیت می‌بخشند.
فناوری ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش، DNA میکروارگانیسم‌ها را از بین می‌برد و با کشتن آنها مانع از تکثیر و رشدشان می‌شود. فناوری ضدعفونی UV را می‌توان برای گندزدایی آب آشامیدنی، گندزدایی فاضلاب و ضدعفونی سطوح و فضا استفاده کرد. به غیر از کاربردهای ضدعفونی، از این فناوری می‌توان برای حذف TOC و تخریب اوزون نیز بهره گرفت، به علاوه، این دستگاه ضدعفونی کننده UV برای بیمارستان‌ها، رستورانها، کارخانه‌ها، مراکز و ادارات مختلف نیز وجود دارد.
سیستم کانال رو باز (Open Channel UV system) در دستگاه ضد عفونی آب UV
سری Open Channel SS یک ضدعفونی و گندزدایی ایمن و بدون استفاده از مواد شیمیایی را برای گندزدایی فاضلاب‌ها و پساب‌های شهری و صنعتی ارائه می‌دهد. فناوری لامپ‌های UV 16000 ساعته ULTRATHERM با طرح متقابل آن، قرار گرفتن در معرض پاتوژن کامل را با بهره‌وری انرژی پیشرو در بازار دستگاه‌های تصفیه‌کننده آب تضمین می‌کند. این دستگاه‌ها عموما در سه نقطه نصب می‌شوند تا کارایی خود را در تصفیه و ضدعفونی آب به بهترین شکل ممکن داشته باشند.
- نصب دستگاه ضدعفونی‌کننده UV در جریان‌های ورودی آب (Inflow Waters)
- نصب دستگاه ضدعفونی کننده UV در سیستمهای گردشی (Recirculation Systems)
- نصب دستگاه ضدعفونی‌کننده UV در پساب خروجی (Effluent Discharges)
هر کدام از این روش‌ها می‌تواند در هر مرحله از عبور آب عملکرد مثبت خود را به جای بگذارد و آبی عاری از آلودگی‌های موجود به کارفرما تحویل دهد.
اگر تا انتهای این مطلب را مطالعه کرده باشید، با دستگاه ضد عفونی آب UV، اساس کار آن، نحوه استفاده و مزایای آن آشنا شدید. علم و تکنولوژی روز به روز در حال پیشرفت است و متخصصان در زمینه‌های مختلف تلاش می‌کنند تا شرایط آسان‌تری را برای بهره‌گیری انسان از این تکنولوژی پدید بیاورند. اشعه UV همان چیزی است که توانسته در بسیاری از بخش‌های مختلف به کمک انسان بیاید و راهگشای مشکلات او باشد. یقینا با پایان یافتن تحقیقات، این تکنولوژی می‌تواند در دیگر بخش‌های زندگی انسان نیز نفوذ کرده و شرایط بهتری را پدید بیاورد. امیدواریم توانسته باشیم پاسخ تمامی سوالات شما را بدهیم.
