امروزه استفاده از دستگاه های ضدعفونی کننده آب با اشعه ماوراء بنفش (UV) با توجه به برخی مزایای قابل توجهی که نسبت به سایر روش های ضدعفونی دارند، بسیار مورد استفبال قرار گرفته است.
طراحی و انتخاب مناسب این دستگاه ها برای کاربردهای مختلف از اهمیت بالایی برخوردار بوده و عدم توجه به این موضوع باعث کاهش عملکرد مورد انتظار دستگاه خواهد شد.
سه پارامتر مهم در طراحی و استفاده از دستگاه های UV برای ضدعفونی آب تعریف شده اند که آشنایی با آنها می تواند به شناخت و انتخاب صحیح تر آنها کمک قابل توجهی کند. این سه پارامتر عبارتند از:
- UV Transmittance
- UV Intensity
- UV Dose
در ادامه به تعریف این مفاهیم و نسبت آنها با یکدیگر پرداخته شده است.
پارامتر UVT نشان دهنده کیفیت آب ورودی به دستگاه یووی است. این پارامتر با اندازه گیری مقدار نور اشعه ماوراء بنفش در طول موج 254 نانومتر که از طول مشخصی از نمونه آب مدنظر عبور می کند، تعیین می شود.
مقدار UVT با درصد (%) بیان شده و طبق فرمول زیر برابر است با نسبت شدت نور پس از عبور از طول 1 سانتیمتر از نمونه آب (I) به شدت نور خروجی منبع نور (I0):
UVT(%)=(I/I0)*100
وجود مواد آلی، مواد کلوئیدی و سایر ذرات خارجی در آب باعث جذب و یا پراکنده شدن مقداری از نور ورودی می شود. بنابراین، هرچه مقدار ذرات خارجی و کدورت آب بیشتر باشد، مقدار UVT کمتر خواهد بود و بالعکس. به همین دلیل، آب کاملاً خالص (دیونیزه) بیشترین مقدار UVT را دارد. ارتباط خلوص آب و پارامتر UVT در شکل زیر (سمت چپ آب با کدورت بالا تا سمت راست آب کاملاً خالص) قابل مشاهده می باشد:
هرچه مقدار UVT که نشاندهنده کیفیت آب است، پایین تر باشد، برای ضدعفونی یک دبی مشخص، به شدت بالاتری از اشعه UV نیاز خواهد بود. به همین دلیل است که اهمیت پیش تصفیه و افزایش کیفیت آب ورودی به دستگاه یووی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. یک کاهش جزئی در کیفیت آب ورودی، باعث افت چشمگیر در ضدعفونی با اشعه یووی خواهد شد. ضمن اینکه باید به این نکته توجه داشت که کیفیت آب در طول زمان ممکن است تغییر کند.
معمولاً سازندگان دستگاه های UV در طراحی های خود، یک حداقل برای UVT در نظر می گیرند که بر اساس آن دبی آب عبوری از دستگاه را مشخص می کنند. حداقل مقدار قابل قبول UVT برای ضدعفونی آب شرب معمولاً می بایست در بازه 95% - 90% در نظر گرفته شود.
شدت تابش (UV Intensity) نشاندهنده قدرت لامپ در تولید اشعه UV بر واحد سطح لامپ بوده و با واحد mW/cm2 بیان می شود. شدت تابش نشانگر مقدار اشعه در دسترس برای انجام ضدعفونی و میکروب کشی است. به عبارتی هر چه شدت تابش بیشتر باشد، میکروارگانیسم ها در مدت زمان کوتاه تری از بین می روند.
شدت تابش بستگی به تکنولوژی تولید لامپ یووی دارد. لامپ های یووی معمولاً با فناوری های مختلف زیر تولید می شوند:
- Low Pressure (LP)
- Low Pressure High Output (LPHO)
- Amalgam
- Medium Pressure
شدت تابش اشعه UV در انواع مختلف لامپ های اشاره شده با هم تفاوت دارند. در مصارف خانگی، نیمه صنعتی و صنایع کوچک معمولاً از سه نوع لامپ اول و لامپ های Medium Pressure به دلیل ایجاد حرارت بالا، تنها در برخی مصارف بزرگ تصفیه خانه های شهری استفاده می شوند.
پارامتر UV Dose بیانگر میزان اشعه ای است که توسط میکروارگانیسم ها در یک بازه زمانی مشخص جذب می شود. مقدار UV Dose با واحد mJ/cm2 بیان می شود. این عدد برای هر نوع میکروب، مقداری متفاوت بوده و نشاندهنده میزان اشعه مورد نیاز برای تخریب آن نوع میکروارگانیسم توسط اشعه یووی است.
مقدار UV Dose در واقع حاصلضرب شدت تابش (UV Intensity) در مدت زمان در معرض قرار داشتن میکروب ها در برابر اشعه UV به دست می آید:
UV Dose (mJ/cm²) = UV Intensity (mW/cm²) × Exposure Time (seconds)
به عبارتی، هر چه شدت تابش و یا زمان در معرض قرار داشتن میکروب ها در برابر اشعه بیشتر باشد، مقدار UV Dose بیشتر بوده و ضدعفونی بهتر و با اثربخشی بیشتر انجام می شود.
مقدار مطلوب UV Dose بستگی به حساسیت و کاربرد آب مورد نیاز برای ضدعفونی دارد. هر چه حساسیت ضدعفونی بیشتر باشد، باید میزان UV Dose بالاتری هدف قرار گیرد.
مقدار مطلوب UV Dose بسته به نوع کاربرد و میزان بار میکروبی، معمولاً در بازه 16-40 mJ/cm2 در نظر گرفته می شود. هرچه نیاز به UV Dose بالاتری وجود داشته باشد، با توان لامپ ثابت، می بایست دبی آب عبوری کمتر شود. این موضوع در شکل زیر که توسط یکی از شرکت های تولید کننده دستگاه UV که برای یک دستگاه دارای یک لامپ 39 وات ارائه شده، بخوبی نشان داده شده است:
شکل بالا نشان میدهد که دبی قابل قبول عبوری دستگاه مدل SUV-12C برای UV Dose های 16، 30 و 40 mJ/cm2 به ترتیب 23، 12 و 10 GPM است. بسته به حساسیت و بار میکروبی، هرچه نیاز به UV Dose بالاتری باشد، حداکثر دبی عبوری از دستگاه کاهش می یابد.
نظرات