وبلاگ
تصفیه کننده UV چیست؟
تصفیه کننده UV چیست؟تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش (UV) یکی از مؤثرترین فناوری‌ها برای تضمین آب آشامیدنی سالم از نظر میکروبیولوژیکی است. سیستم‌های تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش، نور ماوراء بنفش میکروب‌کش را ساطع می‌کنند تا میکروارگانیسم‌های مضر، از جمله باکتری‌ها، ویروس‌ها و انگل‌ها را بدون تغییر طعم یا افزودن مواد شیمیایی به آب، خنثی کنند. این فناوری به ویژه برای خانه‌هایی که به آب چاه وابسته هستند، مناطقی که هشدار جوشاندن آب دارند یا کسانی که به دنبال جایگزینی سازگار با محیط زیست برای تصفیه شیمیایی هستند، مفید است.
تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش چگونه کار می‌کند؟
یک سیستم تصفیه آب UV، موجودات زنده مانند باکتری‌ها، ویروس‌ها یا کیست‌ها (مانند کریپتوسپوریدیوم و ژیاردیا) را در معرض طول موج فرابنفش میکروب‌کش قرار می‌دهد. با انرژی کافی، تابش UV در طول موج ۲۵۴ نانومتر، DNA را در میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا مختل می‌کند تا آنها نتوانند تولید مثل کنند.
- یک لامپ UV، نور UV-C را با طول موج تقریباً ۲۵۴ نانومتر ساطع می‌کند که در از بین بردن عوامل بیماری‌زا بسیار مؤثر است.
- آب آلوده به داخل محفظه راکتور مخصوص طراحی شده جریان می‌یابد.
- نور UV-C به سلول‌های میکروارگانیسم‌های موجود در آب نفوذ می‌کند.
- این نور باعث آسیب‌های جبران‌ناپذیری به DNA و RNA عوامل بیماری‌زا می‌شود.
- پاتوژن‌های آسیب‌دیده توانایی تولید مثل خود را از دست می‌دهند و به طور مؤثر پتانسیل خود را برای ایجاد بیماری خنثی می‌کنند.
دوز بالاتر اشعه ماوراء بنفش انرژی بیشتری را منتقل می‌کند و هنگامی که دوز به یک آستانه خاص می‌رسد، انرژی می‌تواند به طور مؤثر اکثر میکروارگانیسم‌های موجود در آب را غیرفعال کند.
درون یک سیستم تصفیه UV چه چیزی وجود دارد؟
سیستم‌های UV برای ضدعفونی مؤثر آب به چندین مؤلفه حیاتی متکی هستند که هر کدام نقش منحصر به فردی در تضمین عملکرد کارآمد سیستم دارند.
اجزای سیستم تصفیه آب UV
- لامپ UV: نور UV-C لازم برای ضدعفونی را تولید می‌کند. این لامپ‌ها معمولاً از شیشه کوارتز ساخته می‌شوند تا امکان انتقال بهینه UV فراهم شود.
- روکش کوارتز: یک لوله محافظ شفاف که لامپ UV را در بر می‌گیرد. این روکش از تماس آب با لامپ جلوگیری می‌کند و در عین حال به حداکثر نور UV اجازه نفوذ به آب را می‌دهد.
- محفظه راکتور: محفظه‌ای که آب در اطراف لامپ UV جریان دارد و آن را در معرض نور UV-C قرار می‌دهد. این محفظه‌ها برای حداکثر قرار گرفتن آب در معرض نور UV طراحی شده‌اند.
- واحد منبع تغذیه (بالاست): جریان الکتریکی لامپ UV را تنظیم می‌کند. بالاست، خروجی ثابت UV را برای ضدعفونی مؤثر تضمین می‌کند.
- پیش‌فیلتر: رسوبات و ذرات را قبل از ورود به محفظه راکتور از آب جدا می‌کند. فیلتراسیون توسط همه تولیدکنندگان سیستم UV الزامی است و تضمین می‌کند که نور UV می‌تواند به طور مؤثر و بدون مانع به همه میکروارگانیسم‌ها برسد.
- کنترل جریان (اختیاری): سرعت جریان آب صحیح را در سیستم حفظ می‌کند تا زمان کافی برای قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش فراهم شود. فقط زمانی که سیستم کمی کوچک است، برای کنترل سرعت اوج جریان لازم است.
آیا سیستم‌های تصفیه آب UV مؤثر هستند؟
سیستم‌های تصفیه آب UV بسیار مؤثر هستند و تا ۹۹.۹۹٪ باکتری‌ها، ویروس‌ها و انگل‌های مضر را از بین می‌برند. آنها به‌طور مداوم کار می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که تمام آب عبوری از سیستم در زمان واقعی ضدعفونی می‌شود.
برخلاف فیلترها، سیستم‌های UV فاضلاب تولید نمی‌کنند و زباله‌ای از خود به جا نمی‌گذارند، که آنها را به یک راه حل تمیز و سازگار با محیط زیست تبدیل می‌کند. ضدعفونی با UV به ویژه به دلیل عاری بودن از مواد شیمیایی، مزیت دارد و طعم و کیفیت طبیعی آب را حفظ می‌کند.
ضدعفونی با اشعه ماوراء بنفش چه چیزهایی را از بین می‌برد
سیستم‌های تصفیه آب UV به طور خاص برای ضدعفونی کردن آب با خنثی کردن میکروارگانیسم‌ها طراحی شده‌اند، اما نمی‌توانند آلاینده‌های غیر بیولوژیکی را حذف یا تصفیه کنند.
تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش، آب را برای موارد زیر ضدعفونی می‌کند:
- کریپتوسپوریدیوم
- ژیاردیا
- باسیل‌های دیسنتری
- سالمونلا
- مایکوباکتریوم توبرکلوزیس
- استرپتوکوک
- کولی
- هپاتیت ب
- وبا
- جلبک
- قارچ‌ها
- برخی ویروس‌ها
تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش موارد زیر را حذف نمی‌کند:
- رسوب
- فلزات سنگین
- آفت‌کش‌ها و علف‌کش‌ها
- ترکیبات آلی فرار (VOCs)
- کلر و کلرامین‌ها
- نمک‌ها و مواد معدنی
- نیترات‌ها
- طعم و بو
آیا سیستم‌های تصفیه آب UV ایمن هستند؟
تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش ایمن و بسیار مؤثر است. ضدعفونی آب با نور ماوراء بنفش شامل مواد شیمیایی مضر نیست و ترکیب آب آشامیدنی شما را تغییر نمی‌دهد. نور UV-C که برای استریل کردن آب استفاده می‌شود، در صورت نصب و راه‌اندازی صحیح، هیچ خطری برای شما ندارد. لامپ UV به طور ایمن درون سیستم محصور شده است و از قرار گرفتن مستقیم در معرض آن جلوگیری می‌کند.
تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش بسیار ایمن‌تر و نگهداری آن آسان‌تر از تصفیه با کلر است و آب را از نظر تک یاخته‌هایی که گندزدایی با کلر قادر به حذف آنها نیست، تصفیه می‌کند. تصفیه آب با کلر نیاز به مخزن نگهداری و تزریق‌ها و محلول‌های دقیق دارد. بسیاری از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب اکنون از گندزدایی آب با اشعه ماوراء بنفش برای از بین بردن محصولات جانبی شیمیایی مضر در آب ناشی از تصفیه با کلر یا کلرامین استفاده می‌کنند.
تصفیه کننده UV چیست؟ انواع سیستم‌های تصفیه آب UV
انواع مختلفی از سیستم‌های تصفیه آب UV برای کاربردهای مختلف، اندازه‌های خانگی و سطوح آلودگی مختلف طراحی شده‌اند. در اینجا خلاصه‌ای از انواع اصلی ارائه شده است.
سیستم‌های UV در نقطه استفاده (POU)
این دستگاه‌ها در یک خروجی آب، مانند شیر آشپزخانه، نصب می‌شوند تا آبی را که به‌طور خاص برای آشامیدن و پخت‌وپز استفاده می‌شود، تصفیه کنند. سیستم‌های نقطه مصرف معمولاً جمع‌وجور، نصب آسان و ایده‌آل برای آپارتمان‌ها یا خانوارهای کوچک هستند که فقط به تصفیه آب در مکان‌های خاص نیاز دارند.
سیستم‌های UV در نقطه ورود (POE) یا کل خانه
سیستم‌های کل خانه، تمام آب ورودی به خانه را تصفیه می‌کنند و برای هر شیر آب و لوازم خانگی، ضدعفونی UV فراهم می‌کنند. این سیستم‌ها برای خانه‌هایی که از آب چاه استفاده می‌کنند یا کسانی که می‌خواهند از آلودگی میکروبی در منبع آب خود محافظت کنند، محبوب هستند. سیستم‌های POE UV بزرگتر هستند و ممکن است شامل واحدهای پیش‌فیلتراسیون برای حذف رسوبات یا سایر ذرات قبل از تصفیه UV باشند.
سیستم‌های آب UV قابل حمل
سیستم‌های UV قابل حمل، کوچک، باتری‌دار یا قابل شارژ با USB هستند که برای سفر، کمپینگ یا موارد اضطراری طراحی شده‌اند. آنها معمولاً به شکل عصا یا خودکار هستند و در ظروف آب غوطه‌ور می‌شوند تا مقادیر کم (مانند بطری یا فنجان) را ضدعفونی کنند. این دستگاه‌ها برای ماجراجویان در فضای باز یا کسانی که با کیفیت آب نامشخص سفر می‌کنند، مناسب هستند.
سیستم‌های UV با فیلتراسیون چند مرحله‌ای
این واحدها نور UV را با سایر مراحل فیلتراسیون، مانند فیلترهای رسوب، فیلترهای کربن یا غشاهای اسمز معکوس (RO) ترکیب می‌کنند. آنها برای خانه‌هایی با آب دارای آلاینده‌های متعدد طراحی شده‌اند و با فیلتر کردن ذرات، مواد شیمیایی و فلزات سنگین قبل از استفاده از UV برای ضدعفونی آلاینده‌های بیولوژیکی، تصفیه جامعی را ارائه می‌دهند. آنها برای خانه‌هایی با آب چاه یا آب با طیف گسترده‌ای از ناخالصی‌ها ایده‌آل هستند.
مزایای تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش (UV)
سیستم‌های تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش (UV) مزایای زیادی نسبت به استریلیزاسیون شیمیایی آب دارند و آب تمیزتر و سالم‌تری ارائه می‌دهند.
- غیرفعال کردن باکتری‌ها و ویروس‌ها: نور فرابنفش به طور موثری تمام موجودات زنده موجود در آب را خنثی می‌کند. هنگامی که باکتری‌ها و ویروس‌ها در معرض نور فرابنفش قرار می‌گیرند، دیگر نمی‌توانند تولید مثل کنند.
- ضدعفونی بدون مواد شیمیایی: طول موج فرابنفش برخلاف ضدعفونی‌کننده‌های شیمیایی، محصولات جانبی در آب باقی نمی‌گذارد.
- هیچ طعم یا بویی اضافه نمی‌کند: ضدعفونی با اشعه ماوراء بنفش به هیچ وجه از نظر شیمیایی، شکل یا فرمی آب را تغییر نمی‌دهد. می‌توانید از طعم طبیعی آب خود لذت ببرید.
- نگهداری آسان: سیستم‌های UV به دلیل عدم نیاز به نظارت بر فاضلاب و فیلتراسیون، نگهداری فوق‌العاده آسانی دارند. تنها تعمیر و نگهداری منظم مورد نیاز، تعویض سالانه لامپ UV است.
- آب را هدر نمی‌دهد: این سیستم‌ها نسبت به گزینه‌های سنتی تصفیه آب، بسیار سازگارتر با محیط زیست هستند. فرآیند تصفیه UV بسیار کارآمد است و هیچ آبی را به فاضلاب نمی‌فرستد.
- محافظت در هنگام بلایای طبیعی: در یک فاجعه طبیعی که تصفیه آب شهری با شکست مواجه می‌شود، یک سیستم تصفیه آب UV به عنوان یک بیمه اضافی عمل می‌کند و در طول شرایط اضطراری، آب آشامیدنی سالم را فراهم می‌کند.
معایب تصفیه آب با اشعه ماوراء بنفش
با وجود مزایای فراوان، سیستم‌های تصفیه آب UV در مقایسه با سایر روش‌های ضدعفونی، معایبی نیز دارند.
- ذرات را حذف نمی‌کند: UV فقط موجودات زنده را غیرفعال می‌کند، بنابراین سیستم برای حذف ذرات سست، مواد معدنی مانند آهن و سطوح بالای سختی که می‌توانند بر عملکرد سیستم تأثیر منفی بگذارند، به پیش‌فیلتراسیون نیاز دارد. استفاده از پیش‌فیلتر با سیستم UV این مشکلات را حل می‌کند و به تولید آب فوق‌العاده تمیز کمک می‌کند.
- گرم کردن آب: وقتی آب را به طور فعال باز نمی‌کنید، لامپ UV آب ذخیره شده در دستگاه تصفیه آب را گرم می‌کند. یک راه حل ساده برای این مشکل، باز گذاشتن آب تا زمان خنک شدن است.
- در هنگام قطع برق کار نمی‌کند: سیستم‌های UV به برق وابسته هستند. در صورت قطع برق، شما هنوز به آب جاری دسترسی دارید، اما سیستم کار نخواهد کرد. اگر در مکانی زندگی می‌کنید که مرتباً قطع برق را تجربه می‌کند و آب ضدعفونی‌شده برای شما در اولویت است، سرمایه‌گذاری روی یک ژنراتور پشتیبان ممکن است ارزشش را داشته باشد.
- تا زمانی که آب زلال نباشد، کار نمی‌کند: این سیستم‌ها در صورتی که آب شما کدر یا تیره باشد، کار نمی‌کنند. پیش‌فیلتراسیون برای سیستم‌هایی که آب کدر یا تیره را تصفیه می‌کنند، بسیار مهم است.
خطرات دستگاه‌های تصفیه هوای UV
شاید مهم‌ترین جنبه منفی تصفیه‌کننده‌های هوای UV، تبدیل اکسیژن موجود در هوا به اوزون توسط تابش UV-C باشد ( Slonim و همکاران، ۱۹۶۹ ). این اتفاق از طریق فتولیز رخ می‌دهد – زمانی که نور باعث می‌شود اکسیژن (O2 ) به دو اتم مجزا تجزیه شود و با سایر مولکول‌های اکسیژن ترکیب شود تا اوزون (O3) ایجاد شود . این اتفاق می‌تواند در مورد لامپ‌های UV-C ذکر شده در بالا، به خصوص اگر بدون پوشش باشند، رخ دهد. به دلیل این احتمال، برخی از تولیدکنندگان از پوشش ویژه‌ای روی لامپ‌های UV استفاده می‌کنند.
نحوه انتخاب سیستم UV با اندازه مناسب
انتخاب سیستم تصفیه UV با اندازه مناسب برای اطمینان از ضدعفونی مؤثر آب بسیار مهم است. اندازه سیستم معمولاً با توجه به میزان جریان آبی که باید تصفیه کند و کیفیت آب ضدعفونی شده تعیین می‌شود. اکثر صاحبان خانه اشتباه می‌کنند که سیستم‌های UV را خیلی کوچک می‌خرند نه خیلی بزرگ. در واقع، شما نمی‌توانید سیستمی داشته باشید که “خیلی بزرگ” باشد.
در اینجا یک راهنمای گام به گام برای انتخاب سیستم UV که اندازه مناسبی برای نیازهای شما دارد، ارائه شده است.
۱. میزان جریان آب خود را اندازه‌گیری کنید
نرخ جریان، مقدار آبی است که سیستم باید در هر دقیقه یا ساعت تصفیه کند، که معمولاً با واحد گالن در دقیقه (GPM) یا لیتر در دقیقه (LPM) اندازه‌گیری می‌شود.
نحوه اندازه‌گیری
برای خانوارها، میزان جریان منابع آب خود (مثلاً شیرهای آب، دوش‌ها) را مشخص کنید. می‌توانید با زمان‌بندی مدت زمان پر شدن یک ظرف گالنی با جریان کامل، تخمین بزنید یا اندازه‌گیری کنید. میزان جریان تمام خروجی‌های آب را که ممکن است همزمان استفاده شوند، جمع کنید.
برای مثال:
- دوش: ۲.۵ گالن در دقیقه
- سینک آشپزخانه: ۲ گالن در دقیقه
- ماشین ظرفشویی: ۱.۵ گالن در دقیقه
- مجموع: حدود ۶ گالن در دقیقه
۲. کیفیت آب خود را در نظر بگیرید
میزان کدورت و رسوب
اگر آب شما کدورت یا رسوب بالایی دارد، پیش‌تصفیه (مثلاً فیلترهای رسوب‌گیر) برای اطمینان از نفوذ مؤثر نور UV به آب ضروری است.
آهن و سطوح سختی
آهن، منگنز یا سختی بیش از حد می‌تواند با رسوب‌گذاری در غلاف کوارتز، عملکرد UV را کاهش دهد. در صورت نیاز، این آلاینده‌ها را از قبل تصفیه کنید.
بار میکروبی
ممکن است برای آب‌های بسیار آلوده (مثلاً از چاه‌ها) به یک سیستم UV با دوز بالاتر نیاز داشته باشید.
۳. به مشخصات سیستم UV نگاه کنید
دوز اشعه ماوراء بنفش
سیستم‌های UV بر اساس دوز طول موج UV-C که در نرخ‌های جریان خاص ارائه می‌شوند، که بر حسب میلی‌ژول بر سانتی‌متر مربع (mJ/cm²) اندازه‌گیری می‌شوند، رتبه‌بندی می‌شوند. سیستم‌ها معمولاً با سه نرخ جریان که دوزهای ۱۵، ۳۰ و ۴۰ میلی‌ژول بر سانتی‌متر مربع تولید می‌کنند، رتبه‌بندی می‌شوند. اندازه سیستم تصفیه UV باید بین نرخ جریان ۱۵ تا ۳۰ میلی‌ژول بر سانتی‌متر مربع برای آب شهر و ۴۰ میلی‌ژول بر سانتی‌متر مربع برای آب چاه باشد .
ظرفیت نرخ جریان
مطمئن شوید که حداکثر دوز سیستم با حداکثر مصرف آب شما مطابقت دارد یا از آن بیشتر است. با افزایش سرعت جریان آب در محفظه، دوز UV کاهش می‌یابد. وقتی سرعت جریان کمتر از مقدار مجاز باشد، دوز افزایش می‌یابد.
۴. نوع سیستم را با نیازهای خود مطابقت دهید
سیستم‌های نقطه ورود، تمام آب ورودی به خانه شما را تصفیه می‌کنند، در حالی که سیستم‌های نقطه استفاده بر روی خروجی‌های خاص مانند شیرهای آشپزخانه برای نوشیدن و پخت و پز تمرکز دارند. هنگام انتخاب یک سیستم، اندازه مناسب برای عملکرد بهینه ضروری است.
دستگاه‌های تصفیه هوای UV چگونه هوا را تمیز می‌کنند؟
نحوه کار تصفیه‌کننده‌های هوای UV-C بسیار ساده است. همانطور که در بالا بحث شد، آنها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که از لامپ‌های UV استفاده کنند که می‌توانند DNA میکروارگانیسم‌ها را تغییر داده و آنها را غیرفعال یا از بین ببرند. بسته به جنس ساطع‌کننده (مثلاً فسفر یا کوارتز)، این نور ممکن است آبی رنگ باشد یا برای چشم انسان قابل مشاهده نباشد. طبق گفته EPA، معمولاً واحدهای مسکونی از لامپ‌های جیوه‌ای استفاده می‌کنند که نور UV-C را با طول موج ۲۵۴ نانومتر ساطع می‌کنند.
تصفیه‌کننده‌های هوای نور فرابنفش عموماً ترکیبی از یک سیستم هوای فشرده و یک فیلتر دیگر (مانند فیلتر HEPA) هستند. در نتیجه، نور فرابنفش تصفیه‌کننده هوا به همراه سایر فرآیندها برای تمیز کردن هوا عمل می‌کند. هوای محیط و داخل خانه از طریق دستگاه با فشار وارد شده و از طریق محفظه‌ای با لامپ‌هایی که نور را در فرکانس UV-C ساطع می‌کنند، تهویه می‌شود. لامپ فرابنفش معمولاً در یک تصفیه‌کننده هوای قابل حمل، در پایین دست یک فیلتر قرار می‌گیرد. عوامل مختلفی مانند نوع لامپ فرابنفش، رطوبت و دما می‌توانند بر عملکرد آن تأثیر بگذارند.
لامپ‌های UV-C که در تصفیه‌کننده‌های میکروب‌کش UV-C استفاده می‌شوند، بی‌صدا هستند و درخشش بسیاری از آنها، بسته به پوششی که در اطراف آن نصب شده است، برای چشم انسان نامرئی است. آنها عموماً بی‌بو هستند. لامپ‌های UV بسته به نوع و مدل، ممکن است نیاز به تعویض سالانه داشته باشند.
چگونه نور فرابنفش هوای عبوری از دستگاه‌های تصفیه هوا را ضدعفونی می‌کند؟
اشعه UV-C در یک دستگاه تصفیه هوا از محدوده دستگاه تصفیه هوا خارج نمی‌شود تا هوای اطراف را ضدعفونی کند. در عوض، این اشعه به طور ایمن در داخل دستگاه تصفیه هوا قرار می‌گیرد تا فقط هوایی را که از دستگاه تصفیه هوا عبور می‌کند، ضدعفونی کند. برای ضدعفونی کردن هوا، تابش UV-C به DNA باکتری‌ها و ویروس‌ها و حتی هاگ‌های کپک آسیب می‌رساند، زمانی که آنها برای مدتی در معرض تابش قرار گیرند.
آسیب وارده به DNA، این باکتری‌ها و ویروس‌ها را از انجام عملکردهای طبیعی خود ناتوان می‌کند؛ متعاقباً، آنها عفونت‌زایی خود را از دست می‌دهند و می‌میرند. با این حال، این یک فرآیند فوری نیست – غیرفعال کردن کامل باکتری‌ها و ویروس‌ها می‌تواند تا چند دقیقه طول بکشد.
نصب فیلترهای HEPA در دستگاه‌های تصفیه هوای UV هدف اصلی به دام انداختن باکتری‌ها و ویروس‌هایی به کوچکی ۰.۳ میکرومتر را برآورده می‌کند، که به اشعه UV زمان کافی برای خنثی کردن میکروب‌های به دام افتاده را می‌دهد.
لامپ‌های UV احتمال ورود مجدد باکتری‌ها و ویروس‌ها به هوا را هنگام باز کردن دستگاه تصفیه هوا برای تعویض فیلتر، تا حد زیادی کاهش می‌دهند. نبود فیلتر HEPA در دستگاه تصفیه هوا، توانایی آن را در ضدعفونی کردن هوا تا حد زیادی کاهش می‌دهد.