گندزدایی، تصفیه و ضدعفونی آب و فاضلاب با استفاده از اشعه ماورابنفش (UV)

اگرچه، سه چهارم سطح زمین آب است ولی تنها یک درصد از آن آب برای مصرف انسان در دسترس است. آن یک درصد غالباً حاوی میکروارگانیسم هایی است که می تواند بیماری هایی ناشی از آب را انتقال دهد. بیماری های مرتبط با آب یک فاجعه انسانی در حال رشد است که سالانه بیش از ۵ میلیون نفر را می کشد. بنابراین مساله ضدعفونی آب و فاضلاب یکی از مهم ترین مسائل زیست محیطی خواهد بود. در این مقاله، به بررسی انواع روش های ضدعفونی آب و فاضلاب می پردازیم و محصول ارگانیک اگوسیب به عنوان یک تصفیه و ضدعفونی کننده آب و فاضلاب معرفی خواهد شد.

ضدعفونی آب و فاضلاب به چه معنی است؟

ضدعفونی آب و فاضلاب به معنای از بین بردن، غیرفعال کردن یا کشتن میکروارگانیسم های بیماری زا است. میکروارگانیسم ها از بین می روند و در نتیجه رشد و تولید مثل آنها متوقف می شود. هنگامی که میکروارگانیسم ها از آب آشامیدنی خارج نشوند، مصرف آب آشامیدنی باعث بیمار شدن افراد می شود.

مشکلات ناشی از آشامیدن آب آلوده

 استانداردهای آب آشامیدنی نشان داده افراد از طریق آب آشامیدنی آلوده، قطره آب، ذرات معلق در هوا و شستشو یا حمام با این میکروارگانیسم ها آلوده می شوند. بیماری های عفونی ناشی از باکتری های بیماری زا، ویروس ها و انگل های از رایج ترین و گسترده ترین خطر سلامتی نوشیدن آب است. برخی از میکروارگانیسم های بیماری زا در کانال ها که توسط آب پخش می شوند می توانند بیماری های جدی و خطرناک برای افراد ایجاد کنند. به عنوان مثال تب حصبه،وبا و هپاتیت E , A یا سایر میکروارگانیسم هایی که خطر کمتری را ایجاد می کنند. اسهال، اغلب اصلی ترین علامت آلودگی است. افراد کم مقاومت، همچنین افراد مسن و کودکان خردسال نیز در برابر این بیماری ها آسیب پذیر هستند.

نقش انرژی در ضدعفونی آب و فاضلاب

در صورت تصفیه و ضدعفونی آب و فاضلاب، از اتلاف انرژی در بخش های مختلفی جلوگیری می شود. چند مورد از آن ها به شرح زیر است:

• به حداقل رساندن پیامدهای زیست محیطی بلند مدت درگرم شدن جهانی با انتشار CO₂
• ایجاد فرصت های اقتصادی جدید برای شرکت ها و کارگران
• اشتغال زایی در جهان صنعتی
• پتانسیل رشد در کشورهای در حال توسعه

روش های ضدعفونی آب

ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش، کلرزنی و پراستیک اسید و استفاده از چاه های لوله عمیق و همچنین آب با ید و ازن نیز ضدعفونی می شود. مزایای ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش نسبت به سایر روش های ضدعفونی قابل توجه است که در ادامه، به آن می پردازیم.

تشخیص اشعه ماوراء بنفش آب در ضدعفونی آب و فاضلاب

تشعشعات خورشیدی نوعی انرژی تجدید پذیر است که در کشورهای جنوبی به وفور و در دسترس است. نور خورشید با طول موج 315-400 نانومتر در محدوده ماوراء بنفش  (UV) قابلیت از بین بردن باکتریها را داراست. از آنجا که شیشه یا پلاستیک بی رنگ، می تواند نور را در این نزدیکی این طیف از ماوراء بنفش انتقال دهد، آنها بهترین مواد برای ضدعفونی هستند. ضدعفونی کردن ماوراء بنفش آب از فرآیندی کاملاً فیزیکی و عاری از مواد شیمیایی تشکیل شده است.

عملکرد پرتوهای UV در ضدعفونی فاضلاب

با استفاده از این پرتوها، حتی انگل هایی مانند Cryptosporidia یا Giardia که در برابر گندزدا های شیمیایی بسیار مقاوم هستند، به طور چشم گیری کاهش می یابند. به طور کلی، عملکرد این پرتوها در مقابل باکتری به شرح زیر است:

• پرتوهای UVC به طور خاص، مستقیماً به DNA حیاتی باکتری ها حمله می کند. تشعشع، یک واکنش فتوشیمیایی را آغاز می کند که اطلاعات ژنتیکی موجود در DNA را از بین می برد. باکتری ها توانایی تولید مثل خود را از دست می دهند و از بین می روند.
• ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش مواد آلی آب را حذف نمی کند. با این حال، فرآیندهای اکسیداسیون با اشعه ماوراء بنفش می توانند برای از بین بردن آلاینده های شیمیایی، استفاده شوند.
• برای اطمینان از پاکسازی کامل، آب باید عاری از کدورت و رنگ باشد. در غیر این صورت برخی باکتری ها در برابر اشعه ماوراء بنفش میکروب ها محافظت می شوند.
• از آنجا که نور ماوراء بنفش چیزی به آب اضافه نمی کند، احتمال ایجاد طعم و بو وجود ندارد.

جهت مطالعه ی بیشتر:

♣ آب سالم و تصفیه فاضلاب

♣ گندزدایی آب و فاضلاب

کاربردهای متداول UV برای ضدعفونی آب و فاضلاب

یکی از رایج ترین کاربردهای استریلیزاسیون ماوراء بنفش ضدعفونی کنندگی منابع آب خانگی به دلیل چاه های آلوده است. با وجود تجهیزات پیش تصفیه مناسب، UV، ابزاری مقرون به صرفه، کارآمد و کاربر پسند برای تولید آب آشامیدنی فراهم می کند. آب های سطحی، آب های زیرزمینی، بیمارستان ها، رستوران ها، لوازم آرایشی، نانوایی ها، مدارس، آزمایشگاه ها، کارخانجات لبنیات، مزارع، گلخانه های هیدروپونیک، سالن های اسپا، کنسروها، محصولات غذایی، تقطیرها، جوجه کشی ماهی، داروها، الکترونیک، چاپ، پردازش بافر، عکاسی و اسمز معکوس قبل و بعد از معکوس، برخی موارد استفاده از ماوراء بنفش است.

عوامل کارا بر اثربخشی ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش در ضدعفونی آب و فاضلاب

اشعه ماوراء بنفش هیچ ته ماندی که قابل اندازه گیری باشد، را در آب باقی نمی گذارد. به همین سبب، پیشنهاد می شود دستگاه ضدعفونی اشعه ماوراء بنفش، به عنوان آخرین مرحله عملیات نصب شود و تا حد ممکن نزدیک به سیستم توزیع نهایی قرار گیرد. سایر فاکتورهای موثر به شرح زیر است:

• آهن و منگنز، باعث کثیف شدن در آستین کوارتز می شود و موجب جلوگیری از منتقل شدن انرژی اشعه ماوراء بنفش در آب، در اندازه های کمتر از 0.03 ppm آهن و 0.05 ppm منگنز می شود.
• کلیه مواد جامد محلول (TDS) نباید از 500 ppmعبور کند. کلسیم و منیزیم گرایش زیادی به ساختن آستین کوارتز دارند، که مانع ورود اشعه ماوراء بنفش در آب می شود.
• کدورت، عدم قدرت نور در سفر از طریق آب است. کدورت سبب کدر شدن آب می شود و زیبایی خود را از دست می دهد. در سطح بیش از  یک NTU، میکروارگانیسم ها، از انرژی اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند و این شیوه را خنثی می کند.
• مواد بزرگتر این ویژگی را دارند، که از قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش جلوگیری کنند. پیش فیلتراسیون برای همه كاربردهای ماوراء بنفش ضروری است، تا به صورت اثر گذار، میكروارگانیسم ها را به میزان كشت ۹۹.۹٪ از بین ببرد.
• دما، یکی دیگر از عوامل مؤثر در اشعه ماوراء بنفش است. دمای بهینه لامپ UV باید نزدیک 40 درجه سانتیگراد باشد. میزان اشعه ماوراء بنفش با سطح دما در جنبش است.

مزایای استفاده از نور ماوراء بنفش برای ضدعفونی آب و فاضلاب

استفاده از تکنولوژی اشعه ماوراء بنفش دارای محاسن بسیاری است که چند مورد از آن ها به شرح زیر است :

• مهمترین مزیت پاکسازی UV این است که قادر به ضد عفونی کردن آب سریعتر از کلر بدون مخازن نگهدارنده است. سیستم های تصفیه UV بسیار مقرون به صرفه هستند.
• سازگار بودن با محیط زیست، عاری مواد شیمیایی خطرناک برای نگهداری و ذخیره آن، از مزیت های این روش است.
• سیستم گندزدایی موردتایید جهانی برای سیستم های آب آشامیدنی و غیر قابل شرب است.
• هزینه سرمایه اولیه پایین و همچنین کاهش هزینه های عملیاتی در مقایسه با فناوری های مشابه مانند ازن، کلر و غیره دارد.
• فرآیند پاکسازی فوری است  و به نگاهداری در مخازن به مدت زمان طولانی نیاز ندارد.
• مصرف انرژی آن کم است.
• هیچ ماده شیمیایی به محصولات جانبی برای تأمین آب، اضافه نمی شود.
• استفاده از آن ایمن است.
• بدون حذف مواد معدنی مفید، عمل گندزدایی را انجام می دهد.
•  در طعم، بو، pH یا رسانایی آب، تغییری بوجود نمی آورد.
• عملکرد آن خودکار است و به اندازه گیری خاص نیاز ندارد.
•  به ذخیره سازی تخصصی و الزامات OHSA نیاز ندارد.
• نصب آن آسان است. (تنها دو اتصال آب و اتصال برق)
• درمقابل ویروس ها، نسبت به کلر مؤثر است.
• سازگار با تمام فرایندهای دیگر آب است.

کلام آخر

روش ها و مواد مختلفی برای ضدعفونی آب و فاضلاب وجود دارد. یک روش ارزان تر از uv، استفاده از مواد گندزدای سطح بالا مانند پراستیک اسید است. این ماده بعد از اینکه انواع عوامل بیماری زا از بین برد به آب تبدیل می شود. آرال شیمی با تولید محصول ارگانیک اگوسیب، به ضدعفونی آب و فاضلاب می پردازد. این محلول از طریق اکسیداسیون انواع باکتری ها، ویروس ها، قارچ، کپک و مخمر، اسپور و بیوفیلم را از بین می برد. محلول اگوسیب با رقت کم و حداکثر اثربخشی، هیچ باقی مانده مضری از خود برجای نمی گذارد.

⇐ بروزرسانی شده در بهمن 1402