میکروب زدایی، گند زدایی و ضد عفونی آب با UV

کاربرد اشعه فرا بنفش یا ماوراء بنفش چیزی نزدیک به حدود یک قرن است که مورد توجه قرار گرفته است. گند زدایی و ضد عفونی آب با اشعه فرا بنفش (UV)، استفاده از یک روش طبیعی است چرا که در طبیعت و با نور خورشید نیز گند زدایی بطور طبیعی انجام می شود. پرتو فرا بنفش به محدوده ای از امواج الکترو مغناطیس اطلاق می شود که در ناحیه نامرئی طیف نوری در محدوده طول موج 190 تا 328 نانومتر قرار دارد. عملکرد پرتو فرا بنفش در دستگاه اشعه فرا بنفش (UV)، به این ترتیب است که به دلیل نزدیک بودن انرژی این پرتو به انرژی الکترون های پیوندی ترکیبات آلی، این پرتو روی این ترکیبات اثر گذاشته و باعث گسستن برخی پیوند ها و ایجاد پیوند های جدید می شود. پیوند های دوگانه یا سه گانه بین اتم های کربن و یا پیوند های کربن و دیگر اتم ها مستعد ترین پیوند های آسیب پذیر توسط پرتو فرا بنفش می باشد. پرتو فرا بنفش (ماورای بنفش) بطور طبیعی در نور خوشید وجود دارد، در واقع در طبیعت انجام عمل ضد عفونی و کنترل رشد میکرو ارگانیسم ها به همین طریق انجام می شود. دلیل موثر بودن نور آفتاب در پاکیزگی بهتر لباس های شسته شده و همچنین زرد شدن و تغییر رنگ کاغذ و برخی از پارچه هایی که مدام در نور آفتاب قرار دارند، وجود همین پرتو در نور خورشید است.   تولید مصنوعی پرتو فرا بنفش با تخلیه الکتریکی در بخار جیوه انجام می شود. مشخصه فیزیکی تخلیه الکتریکی در بخار جیوه تولید چند طیف مشخص و ناپیوسته است که دو طیف 185 و 254 نانومتر (بطور دقیق تر 7/253 نانومتر) آن در ناحیه پرتو فرابنفش و بقیه در ناحیه مرئی قرار می گیرند. طول موج 254 نانومتر نسبت به دیگر طول موج ها بیشترین شدت را داشته و دارای خاصیت میکروب کشی است.  لامپ های مولد پرتو فرا بنفش موقع ضد عفونی آب با پرتو فرا بنفش (UV)، به سه دسته لامپ های کم فشار، لامپ های فشار متوسط و لامپ های پر فشار تقسیم می شوند. چهار فاکتور مهم در مورد کاربرد و ضد عفونی آب با اشعه فرا بنفش (UV) نقش دارند که شامل کدورت آب، غلظت ترکیبات آلی موجود در آب، میزان آهن موجود در آب و غلظت یون های نیترات و نیتریت می باشند. هر یک از این فاکتور ها به شدت از میزان عبور این پرتو می کاهند. از طرفی تمیز بودن لامپ های UV هنگام ضد عفونی آب با پرتو فرا بنفش (UV)، نیز مهم می باشد که با نصب بازوهای متحرک روی دستگاه پرتو فرا بنفش به خوبی با این مشکل مقابله می شود و لامپ ها با پوشش کوارتزی بدون نیاز به پیاده کردن دستگاه، بطور خودکار یا دستی پاک می شوند. امروزه ضد عفونی کردن آب های معدنی بسته بندی شده تقریبا در همه جای دنیا با دستگاه اشعه فرا بنفش (UV) انجام می گیرد و بطور کلی برای ضد عفونی کردن در موارد حجم های کم، اشعه فرا بنفش انتخاب مطلوبی می باشد.   گند زدایی آب با اشعه فرا بنفش (UV) در کشتن باکتری ها، اسپرها و بعضی ویروس ها موثر است البته استفاده از آن در اشل بسیار کوچک خواهد بود و می توان اشعه را با عبور جریان از داخل لامپ جیوه ای احاطه شده با کوارتز بدست آورد. اشعه ماورا بنفش با اثر مستقیم روی پروتوپلاسم سلول ها آنها را نابود می کند.  روش ضد عفونی آب با UV، یا همان گند زدایی آب با اشعه فرا بنفش (UV) یک روش فیزیکی می باشد که برای تصفیه خانه های کوچک و بزرگ قابل استفاده می باشد. طول موج های لازم در ضد عفونی آب با پرتو فرا بنفش (UV) 200 تا 300 میلی میکرون، مدت گند زدایی 3 ثانیه و مصرف برق حدود 40 وات برای هر متر مکعب آب می باشد.   این اشعه با تغییراتی که در مواد آلی تشکیل دهنده بدنه سلول ها بوجود می آورد سبب موجب کشته شدن آنها شده و اثر ضد عفونی آن وقتی حاصل می شود که در تماس با تک تک میکرو ارگانیسم ها قرار گیرد. از مزایای مهم ضد عفونی آب با اشعه فرا بنفش (UV)، عدم پیدایش ترکیبات ثانویه خطرناک اشعه فرابنفش با مواد آلی موجود در آب می باشد.   اکسیداسیون ضعیفی در مواد آلی با UV در آب های آشامیدن اتفاق می افتد. اگر اکسیداسیونی مورد نیاز باشد یعنی در آب، آهن، منگنر، نیتریت و ترکیبات گوگردی دیده شود لازم است بعنوان پیش ضد عفونی از عامل اکسید کننده استفاده شود. انرژی زیاد و طول موج کم می تواند مولد اکسیدی و احیائی باشد. لامپ UV  هنگام ضد عفونی آب با اشعه ماوراء بنفش (UV) که اشعه در طول موج 184.9 نانومتر تولید می نماید مقادیری هم ازن بوجود می آورد که در اکسیداسیون مواد آلی موثر است. ضد عفونی آب با پرتو فرا بنفش (UV)، با قدرت باکتری کشی و ویروس کشی در ضد عفونی آبهای زیر زمینی بکار برده می شود ولی به علت عدم تاثیر در از بین بردن کیست ها که بیشتر در آبهای سطحی موجودند برای ضد عفونی آب های سطحی کمی نامناسب هستند.  بهترین و مهمترین لامپ های UV مصرفی لامپ های جیوه ای هستند و حداکثر قدرت ضد عفونی آنها بین امواج 250 تا 270 نانومتر است. همواره لازم است در گند زدایی آب با UV و تابش پرتو فرا بنفش، مقادیر زیادتری بکار برد تا نتیجه مطلوب از عمل ضد عفونی شدن به دست آید.   هنگام گند زدایی آب با اشعه فرا بنفش (UV)، لامپ های UV معمولا در آب مستغرق هستند و به موازات جریان آب نصب می شوند. لامپ ها معمولا در قالب های کوارتزی برای مصونیت از اثر مواد معلق قرار می گیرند. فاصله بین آب و لامپ اگر زیاد باشد موجب هدر رفتن قسمتی از انرژی بکار رفته خواهد شد. هر چه میزان میکرو ارگانیسم ها بیشتر باشد میزان اشعه فرا بنفش تابیده به آب نیز، باید زیادتر شود، مواد معلق با احاطه باکتری ها مانع تاثیر دستگاه اشعه فرا بنفش (UV) و کشته شدن آنها خواهد گردید. لامپ های UV باید طوری طراحی شوند که در برابر حداکثر جریان عمل ضد عفونی کردن را انجام دهند. از مهمترین اشکالات بهره برداری از لامپ ها چسبیدن مواد معلق به آنها با ایجاد رسوباتی بر روی آنهاست، این موضوع با کاهش ضد عفونی کنندگی لامپ قابل تشخیص است و لازم است یا آب ورودی را توسط سیستم های پیش تصفیه آب، تصفیه نمود و یا لامپ را از راکتور خارج و با صابون و بعضی مواد شیمیایی شستشو داده و در جای خود قرار داد. لامپ های مستقر در قاب های تفلونی یا شیشه ای کمتر در معرض این عوامل قرار می گیرند. روی هم رفته استفاده از ضد عفونی آب با اشعه فرا بنفش (UV)، بعنوان پیش ضد عفونی کننده و استفاده از کلر بعنوان ضد عفونی کننده نهایی به منظور داشتن باقیمانده کلر در آب تصفیه و توزیعی، در بیشتر نقاط دنیا متداول است.  

از مزایای مهم گند زدایی آب با UV  (ضد عفونی آب با UV):

  • براحتی در دسترس است و به سادگی و آنی عمل می کند
  • هیچ ماده سمی از خود باقی نمی گذارد
  • زمان تماس گند زدایی آب با UV خیلی کوتاه است
  • تجهیزات آن از نظر بهره برداری و نگهداری راحت و کم هزینه است
  • عدم تاثیر بر زندگی موجودات آبزی به هنگام ضد عفونی آب با اشعه ماورای بنفش (UV)
  • کاربرد دستگاه اشعه فرا بنفش (UV) در فضای بسیار اندک
  • گند زدایی آب با اشعه فرا بنفش (UV)، سازگار با محیط زیست می باشد
  • کاهش هزینه های عملیاتی ضد عفونی آب با UV، در مقایسه با فن آوری های مشابه مانند ازون و کلر
  • از بین بردن تمامی میکرو ارگانیسم ها توسط ضد عفونی آب با اشعه ماوراء بنفش (UV)
 

دستگاه اشعه فرا بنفش (UV) در موارد زیر مناسب نیست:

  • غیر فعال نمودن کیست
  • آب هایی با کدورت و رنگ زیاد
  • آبهای محتوی مواد آلی زیاد که به میزان قابل توجهی جذب و از قدرت ضد عفونی می کاهد

نکات قابل توجه درباره ضد عفونی آب با پرتو فرا بنفش (UV):

  • اگر در گند زدایی آب با UV میزان اشعه فرا بنفش برای از بین بردن ارگانیسم ها کافی نباشد موجب رشد مجدد آنها خواهد شد.
  • چون گند زدایی آب با اشعه فرا بنفش (UV) هیچگونه باقیمانده ای از خود در آب باقی نمی گذارد از این رو استفاده از ضد عفونی کننده دوم برای آب ضروری می باشد.
  • خوب کار کردن لامپ های UV به درجه حرارت ولتاژ در طول لامپ و عمر آن مربوط است.

موارد کاربرد دستگاه پرتو فرا بنفش یا بعبارت دیگر گند زدایی آب با UV:

  • ایده آل برای ضد عفونی آب مصرفی صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی، صنایع پزشکی مانند دیالیز، الکترونیک، دارو سازی، رنگ سازی، رستوران ها، هتل ها، ساختمان ها و صنعت کشتیرانی
  • گند زدایی و ضد عفونی آب های مصرفی و همچنین پساب های صنعتی، بهداشتی و فاضلاب مربوط به کارخانجات، بیمارستان ها، آزمایشگاه ها و تصفیه خانه های شهری و روستایی
  • میکروب زدایی آب استخر های شنا، صنایع کشاورزی و دامداری مانند آب آکواریم، استخر پروش ماهی و ...

میکروب زدایی، گند زدایی و ضد عفونی آب با UV