کاربرد لامپ UV در تصفیه آب و هرآنچه باید درباره آن بدانید

لامپ‌های UV یکی از تجهیزات پر کاربرد در تصفیه آب و هوا ، به منظور گندزدایی و ضد عفونی کردن، میباشند. این لامپ ها، بدون اضافه کردن مواد شیمیایی به آب و پساب، عمل گندزدایی را با بازدهی بالا انجام میدهند. کاربرد لامپ UV در تصفیه آب ، به دلیل اثبات اثرات قابل توجه آن در حذف آلودگی های میکروبی و باکتریایی و نقش این فناوری در بهبود کیفیت آب و حفظ سلامت انسان، گسترده می‌باشد.

لامپ UV چیست؟

لامپ UV (اشعه فرابنفش یا ultraviolet)، وسیله ای برای تولید تشعشعات الکترومغناطیسی در طول موج بین نور مرئی و اشعه ایکس می‌باشد. اشعه فرابنفش در سه دستی UVA، UVB و UVC طبقه بندی شده است که دسته UVC دارای کوتاه ترین طول موج و بیشترین انرژی می‌باشد. از اشعه UVC برای از بین بردن میکروارگانیسم ها، میکروب ها و ویروس ها استفاده می‌شود.

عملکرد اشعه فرابنفش در از بین بردن میکروارگانیسم ها، از طریق آسیب به ساختار DNA و RNA موجودات زنده می‌باشد و به این ترتیب مانع از تکثیر آن ها می‌شود؛ لذا استفاده از لامپ های UV در ضدعفونی محیط، تجهیزات صنعتی و پزشکی و تصفیه آب و هوا می‌باشد.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای لامپ UV در پروسه ضدعفونی کردن آب و پساب است. این روش به دلیل عملکرد ساده، تأثیرگذاری بالا و عدم استفاده از مواد شیمیایی، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. اگرچه تماس مستقیم با نور UVC باعث آسیب به پوست و چشم انسان می‌شود و نیاز به‌کارگیری تمهیدات ایمنی دارد.

پیشنهاد می کنیم مقاله تصفیه آب دریا را مطالعه کنید.

انواع لامپ UV در تصفیه آب

لامپ‌های UV که در صنعت تصفیه آب و فاضلاب مورد استفاده قرار می‌گیرند، از نوع UVC بوده که دارای طول موج 100-380 نانومتر می‌باشد. این لامپ ها قادر به غیرفعال سازی میکروارگانیسم ها و ویروس ها بوده و بر اساس طراحی و عملکرد خود در دسته بندی های زیر قرار می‌گیرند.

۱. لامپ UV کم‌فشار (Low-Pressure UV Lamp)

این نوع لامپ‌ها بیشترین کاربرد را در سیستم های تصفیه آب خانگی و صنعتی دارند که با مصرف انرژی کم و بازدهی بالا شناخته می‌شوند. طول عمر مفید لامپ های کم فشار، بین 8000 تا 12000 ساعت است.

۲. لامپ UV با فشار متوسط (Medium-Pressure UV Lamp)

این لامپ‌ها شدت نور بیشتری نسبت به لامپ های کم فشار دارند؛ لذا گرمای بیشتری تولید می‌کنند و نسبت به لامپ های کم فشار، طول عمر کمتری دارند.

۳. لامپ UV با فناوری LED

لامپ‌های UV-LED، فناوری جدیدی در حوزه استفاده از اشعه فرابنفش برای گندزدایی به حساب می آیند. این لامپ ها به دلیل عدم استفاده از جیوه در قیاس با لامپ های سنتی، دوستدار محیط زیست هستند، اندازه کوچک‌تر و بازدهی بالاتری دارند و عمر بیشتری می‌کنند.

ساختار لامپ UV در تصفیه آب

لامپ های UV علی رغم استفاده در کاربری های متنوع شامل مصارف پزشکی، صنعتی و بهداشتی، ساختار تقریباً یکسانی دارند. یک لامپ UV شامل اجزاء زیر است:

1. یک راکتور
2. لامپ UV
3. غلاف کوارتزی
4. “بالاست” که واحد کنترل می‌باشد.

این عناصر در تمام لامپ های UV وجود دارند؛ اما ممکن است برخی قطعات جانبی نیز در تولیدات شرکت های مختلف مورد استفاده قرار گیرد. در ادامه به معرفی اجزای اصلی لامپ UV می‌پردازیم:

محصول پیشنهادی: خرید آب شیرین کن صنعتی

1. راکتور UV

در راکتور UV، یک یا چند لامپ UV قرار می‌گیرد که هر یک توسط غلاف کوارتزی محافظت می‌شود. هر راکتور یک ورودی و یک خروجی برای اتصال به سیستم هیدرولیک دارد.

رآکتور UV معمولاً از فولاد ضد زنگ ساخته می‌شود، لیکن چنانچه قصد استفاده از آن را برای آب های خورنده دارید، بهتر است از جنس HDPE باشد.

2. لامپ UV

لامپ های UV می‌توانند پرتوهای UV-C با طول موج بین 100 تا 380 نانومتر تولید کنند. چنانچه در انواع لامپ UV گفتیم، این لامپ ها در سه حالت کم فشار، فشار متوسط و LED مورد استفاده قرار می‌گیرند.

3. غلاف کوارتزی

غلاف کوارتزی، یک لوله استوانه ای بلند از شیشه کوارتز است که برای محافظت از لامپ استفاده شده و نور UV از طریق این لوله به آب منتقل می‌گردد. برای جلوگیری از رسوب مواد معدنی و سایر آلاینده ها در غلاف، هنگام تعویض لامپ تمیز کردن غلاف کوارتزی ضروری است.

4. “بالاست” که واحد کنترل می‌باشد

این قطعه که واحد کنترل لامپ UV است، توان الکتریکی لامپ را برای تولید نور UVC کنترل می‌کند. برای رآکتورهای کوچک، بالاست صرفاً یک برد کنترل ساده در انتهای لامپ است. در رآکتورهای بزرگ‌تر، بالاست شامل تایمرهای تعویض لامپ، هشدار سطح پایین UV، چراغ های هشدار نقص سیستم و غیره می‌باشد.  

نحوه تصفیه آب با لامپ یو وی

فرایند تصفیه آب با اشعه فرابنفش، با قرار دادن آب در معرض نور UV-C (معمولاً در 254 نانومتر) انجام می‌پذیرد که در این شرایط، نور فرابنفش با ایجاد آسیب در DNA پاتوژن های مضر، آن ها را مختل کرده و از تکثیر آن ها جلوگیری به عمل می آورد. نحوه تصفیه آب با لامپ یو وی از طریق مراحل زیر می‌باشد:

1. پیش فیلتراسیون: در صورت وجود ذرات معلق و کدورت در آب ورودی به لامپ UV، انتقال انرژی فرابنفش به میکروارگانیسم ها به درستی صورت نمیگیرد، به همین دلیل استفاده از تجهیزات پیش فیلتراسیون نظیر فیلتر شنی قبل از ورود آب به واحد گندزدایی الزامی می‌باشد.
2. ورود آب: آب سپس وارد رآکتور UV که لامپ در غلافی کوارتزی داخل آن قرار دارد، می‌شود. غلاف کوارتز علاوه بر محتفظت از لامپ، حداکثر امکان انتقال UV را فراهم می‌کند.
3. گندزدایی: با عبور آب از محفظه، اشعه فرابنفش با ایجاد اخلال در DNA میکروارگانیسم ها، آن ها را غیرفعال می‌کند.
4. محافظت از سیستم: پاکسازی غلاف کوارتز به طور منظم و تعویض سالیانه آن، به حفظ کارایی لامپ UV می انجامد.

مزایای فیلتر فرابنفش تصفیه آب

• عدم استفاده از مواد شیمیایی
• عملکرد موثر در نابودی میکروب ها و باکتری ها تا 99.99%
• نیاز کم به نگهداری

در مقاله روش های تصفیه آب به بررسی این روش ها پرداختیم.

آیا لامپ ماورابنفش برای تصفیه آب خطر دارد؟

لامپ ماورا بنفش به دلیل عدم استفاده از مواد شیمیایی، یکی از راه های ایمن برای گندزدایی آب محسوب می‌شود. با این حال، توجه به برخی ملاحظات ایمنی اهمیت دارد:

1. اشعه فرابنفش تنها می‌تواند باکتری‌ها و ویروس‌ها را غیرفعال می‌کند و قادر به حذف فلزات سنگین و مواد شیمیایی یا مغذی همچون نیتروژن نمیباشد.
2. اثربخشی این فرایند وابسته به شفافیت آب است و در صورت کدورت آب، نیاز به استفاده از واحدهای پیش تصفیه وجود دارد. در غیر این صورت، آب گندزدایی شده با یو وی، می‌تواند به دلیل وجود میکرارگانیسم های بیماری زا، همچنان برای سلامتی خطرناک باشد.
3. اشعه UVC برای پوست و چشم مضر است، بنابراین نباید به طور مستقیم در معرض آن قرار گرفت. 

کاربرد لامپ UV در تصفیه آب خانگی

یکی از روش های پرکاربرد در گندزدایی آب در کاربری خانگی، استفاده از لامپ UV است. این لامپ با تولید اشعه UVC (با طول موج 254 نانومتر)، ساختار DNA و RNA باکتری‌ها، ویروس‌ها و میکروارگانیسم‌های مضر را تخریب کرده و آن‌ها را غیرفعال می‌کند. 

استفاده از لامپ UV در سیستم های تصفیه آب خانگی، معمولاً پس از فیلترهای رسوب‌گیر و کربنی نصب می‌شوند و در مناطقی که آب آلوده به باکتری های بیماری زا در دسترس است، کاربرد گسترده ای دارد.

مزایای این روش شامل عدم تغییر در طعم و بو، مصرف انرژی کم و نیاز به نگهداری حداقلی است.

مقاله پیشنهادی: آلودگی آب

کاربرد لامپ UV در تصفیه آب صنعتی

لامپ UV یکی از مهم‌ترین فناوری های مورد استفاده در صنایع به منظور از بین بردن میکروارگانیسم ها و ضد عفونی کردن آب می‌باشد. این روش در کارخانه‌ها، تصفیه‌خانه‌های آب، صنایع غذایی، دارویی و نیروگاه‌ها برای از بین بردن باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر میکروارگانیسم‌های مضر به کار می‌رود. استفاده از اشعه فرابنفش، روشی ایمن است که می‌تواند جایگزین استفاده از کلرزنی به منظور جلوگیری از ورود مواد شیمیایی به آب باشد.

مزایای گندزدایی با لامپ فرابنفش، شامل هزینه عملیاتی پایین، عدم تولید محصولات جانبی مضر و کارایی بالا در حجم بالای آب ورودی است.

مقاله کاربرد فناوری نانو در تصفیه فاضلاب به شما کمک میکند با کاربرد فناوری در تصفیه بیشتر آشنا شوید.

کاربرد لامپ UV در تصفیه آب آکواریوم

لامپ UV به منظور جلوگیری از رشد جلبک ها، از بین بردن باکتری ها، انگل ها و ویروس ها در آب آکواریوم ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اشعه UV باعث غیرفعال کردن میکروارگانیسم های مضر در آب آکواریوم ها می‌شود و از بیماری های آبزیان جلوگیری به عمل می آورد.

از مزایای استفاده از لامپ UV در آکواریوم می‌توان به ایجاد شفافیت در آب، افزایش سلامت آبزیان و جلوگیری از تغییر تعادل شیمیایی آب آکواریوم نام برد.

نحوه تعویض لامپ یو وی دستگاه تصفیه آب

تعویض لامپ UV پس از طی شدن عمر مفید آن، موجب حفظ کارکرد سیستم و جلوگیری از رشد میکروارگانیسم های مضر در آب، ضروری است. مراحل زیر نحوه تعویض لامپ یو وی دستگاه تصفیه آب را معرفی می‌کند:

1. فلکه آب را ببندید.

 برای جلوگیری از نشت آب در حین تعویض لامپ، مطمئن شوید که آب ورودی به دستگاه تصفیه، قطع است.

2. سیستم UV را از برق بکشید.

لمس و نگاه به لامپ روشن UV خطرناک است. قبل از تعویض لامپ، مطمئن شوید که لامپ از برق جدا شده و خنک است.

3. اجازه دهید سیستم UV خنک شود.

هنگامی که لامپ UV روشن می‌شود، گرما تولید می‌کند. پس از جدا کردن سیستم UV، اجازه دهید 10 تا 15 دقیقه بماند تا خنک شود.

4. پوشش محافظ و دوشاخه لامپ را بردارید.

زبانه های بالای سیستم را فشار دهید تا پوشش محافظ که به عنوان کلاه ایمنی نیز شناخته می‌شود، برداشته شود. در این مرحله می‌توانید دوشاخه لامپ را نیز جدا کنید.

5. غلاف کوارتزی را از محفظه خارج کنید.

غلاف کوارتزی را که حاوی لامپ است، از داخل محفظه خارج کنید.  با برداشتن غلاف آب از سیستم به دلیل خروج آب داخلی، ممکن است بخواهید یک سطل آماده داشته باشید.

6. او-رینگ جدید را روی غلاف نصب کنید.

7. لامپ UV جدید را در غلاف کوارتزی نصب کنید.

در این مرحله، دستکش بپوشید تا روی غلاف جدید، لکه به وجود نیاید. غلاف را در جای خود قرار داده و محکم کنید. برخی از سیستم های UV دارای لامپ و غلاف به عنوان یک واحد هستند. در برخی دیگر، غلاف به طور جداگانه نصب می‌شود.

8. لامپ و غلاف جدید را وارد سیستم کنید.

9. پیش فیلتر را تعویض کنید.

در زمان تعویض لامپ، بهتر است سیستم پیش فیلتراسیون نیز تعویض یا شستشو شود.

10. آب را وصل و وضعیت نشتی را چک کنید.

مقاله پیشنهادی: پیش تصفیه فاضلاب

ویژگی های یک لامپ UV مناسب

توجه به موارد زیر، در انتخاب لامپ UV مناسب اهمیت دارد:

1. لامپ یو وی باید از مدل UVC باشد.
2. محفظه لامپ باید به منظور محافظت از خوردگی از جنس مناسب (استیل ضد زنگ یا پلی اتیلن) باشد.
3. به منظور داشتن طول عمر مناسب، استفاده از لامپ های کم فشار توصیه می‌شود.
4. وجود سیستم های هشدار تعویض لامپ، اهمیت دارد.

سخن پایانی

اشعه فرابنفش یا یو – وی دارای طول موجی کمتر از نور مرئی است و به این دلیل، توسط انسان قابل تشخیص نمی باشد. این نوع نور نامرئی به دلیل ایجاد آفتاب سوختگی و همچنین توانایی آن در از بین بردن میکروارگانیسم ها شناخته شده است. یکی از خلاقانه‌ترین کاربردهای اشعه ماورای بنفش، کاربرد لامپ UV در تصفیه آب است. لامپ های UV به دلیل اثربخشی بالای خود و عدم استفاده از مواد شیمیایی، نقش برجسته ای در میان انواع روش های ضدعفونی آب دارد.