ضدعفونی آب با استفاده از نور ماوراء بنفش ( UV )

اولین بار در سال ۱۹۱۶ در کشور آمریکا از نور ماوراء بنفش ( UV ) برای ضدعفونی کردن آب آشامیدنی استفاده کردند . محققان با پیشرفت در زمینه ابداع روشهای جدید UV و استفاده از آنها برای ضدعفونی کردن آب و فاضلاب ، سبب کاهش هزینه های UV شده اند . در حال حاضر در چند کشور با وضع مقررات جدید از سیستم هایی که مجهز به نور UV هستند جهت ضدعفونی کردن منابع آب آشامیدنی استفاده
می شود . برای بکار انداختن سیستم UV نیاز به یک متصدی با مهارت کم و منبع آبی نسبتاً تمیز
می باشد . در روش UV در سیستم توزیع باقیمانده ضدعفونی کننده وجود ندارد .
● آب چگونه توسط UV ضدعفونی می شود ؟
امروزه استفاده از نور UV روش مطمئنی برای ضدعفونی کردن آب آشامیدنی می باشد . در این روش آب آلوده را در معرض اشعه نور UV قرار می دهند و نور UV با نفوذ به دیواره سلولی موجود زنده و از هم پاشیدن مواد ژنتیکی سلول ، مانع تکثیر و تولید مثل مجدد آن می شود .
در این روش از لامپ مخصوص استفاده می شود که پرتویی را تولید می کند که بوسیله عبور از قوس الکتریکی از میان بخار جیوه کن فشار ، سبب ایجاد نور UV می شود . این لامپ طیف وسیعی از پرتوها را ساطع می کند که بالاترین مقدار آن در طول موج nm ۷/۲۵۳ ( نانومتر ) UV و کمترین آن در طول موج nm ۹/۱۸۴ UV می باشد . تحقیقات نشان داده است که سطح مطلوب طول موج UV که سبب نابودی باکتریها می شود ما بین ۲۵۰ و ۲۷۰nm می باشد .
در طول موج های کمتر نظیر ۱۸۵ nm نور UV می تواند با تولید ازن ، ئیدروکسیل و سایر رادیکالهای آزاد باعث نابودی باکتریها شود . وزارت بهداشت ، آموزش و پرورش و رفاه آمریکا در سال ۱۹۶۶ دستورالعملهایی را به منظور استفاده از نور UV جهت ضدعفونی کردن آب وضع کرده است .
مطابق این دستور العمل ها ، حداقل نور UV مورد نیاز در کلیه نقاط در سرتاسر دستگاه ضدعفونی کننده آب برابر با mws/cm ( سانتیمتر مربع / میلی وات ثانیه ) می باشد .
سازمان استانداردهای ملی و بنیاد ملی تصفیه فاضلاب آمریکا ، حداقل مقدار نور UV مورد نیاز برای دستگاههای تصفیه آب در نقطه مصرف را در حد mws/cm۲ تعیین کرده است .
( EPA ) سازمان حفاظت از محیط زیست آمریکا ، روش ضدعفونی UV را به عنوان یک تکنولوژی تأیید شده برای سیستمهای آبی عمومی کوچک در فهرست ثبت کرده است . به علاوه EPA تغییراتی چون لامپ UV تابش ضربانی ، لامپ UV با فشار متوسط و اکسیداسیون با UV ( که در ترکیب با پراکسید و ازن استفاده می شود ) در روش تصفیه متداول تحت عنوان تکنولوژیهای در حال بوجود آمدن را مورد بررسی قرار می دهد .
● مزایای روش UV
معمولاً نصب و راه اندازی UV کار ساده ای است و نیاز به نظارت ، نگهداری و فضای کمی دارد . مطمئن بودن به این روش ، حداقل زمان تعمیر ، هزینه های پائین عملیاتی و نگهداری و عدم وجود بو یا مزه شیمیایی در آب حاصل از جمله فاکتورهای مهمی هستند که باعث انتخاب تکنولوژی UV در مقایسه با تکنولوژیهای ضدعفونی کننده متداول می شود .
نور UV باعث از بین بردن یا خارج کردن بیشتر آلاینده های موجود در آب می شود . نور UV در شدت کم سبب کاهش og ژیاردیا لامبلیا و در شدت بیشتر سبب کاهش ویروسها می شود . اخیراً جامعه علمی ، UV را به عنوان وسیله بسیار مؤثری جهت کنترل کریپتوسپوریدیوم پذیرفته است . در اثر ضدعفونی با نور UV نه تنها محصولات جانبی ضدعفونی کننده مهمی تشکیل نمی شود ، بلکه سبب افزایش کربن آلی جذب شدنی ( AOC ) نیز نمی شود .
تحقیقات نشان داده است که تغییرات در دما و PH بر عملکرد UV اثری ندارد . به علاوه محققان
دریافته اند که کاربرد UV سبب تعدیل نیترات به نیتریت یا برمید به برم یا برومات نمی شود . مطالعات و آزمایش های اخیر نشان داده است که آب آشامیدنی تصفیه شده با UV مانع از رشد و نسخه برداری باکتریایی در سیستم توزیع می شود . گرچه با توجه به شرایط سیستمهای توزیع نظیر نشت کردن هنوز به باقیمانده ضدعفونی کننده اضافی نظیر کلر آزاد نیاز است .
▪ مزیتهای استفاده از UV در مقایسه با مواد ضدعفونی کننده شیمیایی عبارتند از :
۱) عدم وجود محصولات جانبی سمی و یا غیر سمی مهم
۲) نداشتن خطر در صورت استفاده بیش از حد
۳) خارج کردن بیشتر آلاینده های آلی
۴) عدم انتشار ترکیبات آلی فرار ( VOC ) یا سمی در هوا
۵) عدم وجود بو در محل یا در آب حاصل
۶) کم بودن مدت زمان تماس ( واحد زمان تماس در UV ثانیه حال آنکه واحد زمان تماس در ضدعفونی -کننده های شیمیایی دقیقه می باشد ) .
۷) عدم نیاز به ذخیره سازی مواد خطرناک
۸) نیاز به حداقل فضا برای نصب دستگاه و محفظه آن
۸) بهتر بودن مزه آب حاصل به دلیل از بین رفتن بیشتر آلاینده های آلی و میکروارگانیسم های مزاحم .
حفظ مواد معدنی موجود در آب آسیب نرساندن به محیط زیست به جز دور انداختن لامپهای مستعمل و وسایل از کار افتاده .
● نقاط ضعف UV
ویژگی های میکربی و شیمیایی ، از جمله عوامل مهم کیفی آب هستند که بر عملکرد دستگاه UV اثر
می گذارند . نوع ، منبع ، عمر و چگالی آب از جمله ویژگی های میکربی آب هستند . نیتریتها ، سونیتها ، آهن میزان سختی و مقدار مواد آلی آروماتیک موجود در آب از جمله ویژگی های شیمیایی آن هستند .
اشعه UV برای تصفیه آبهایی که دارای مقادیر زیادی مواد جامد معلق هستند ، آبهای کدر رنگی و یا دارای مواد آلی محلول مناسب نمی باشد . این مواد بر اشعه UV اثر می گذارند و عمل ضدعفونی کنندگی آن را کاهش می دهند . کدر بودن آب ، مانع نفوذ اشعه UV به آب می شود .
▪ معایب ضدعفونی UV عبارتند از :
۱) عدم وجود باقیمانده ضدعفونی کننده .
۲) عدم وجود اطلاعات فنی درباره چگونگی عمل سیستمهای UV در شرایط کیفی متفاوت آب .
۳) عدم وجود مکانیسم اندازه گیری ، کالیبره یا تضمین استاندارد شده درباره چگونگی کار دستگاه قبل و بعد از نصب .

محمد انتظامی