کاربرد لامپ UV در تصفیه آب
استفاده از لامپ UV در فرآیند تصفیه آب به دلیل توانایی در گندزدایی سریع و عدم نیاز به مواد شیمیایی مضر، در صنایع مختلف، منازل و حتی آکواریوم‌ها به طور گسترده‌ای رواج دارد. در فیلتر UV ، از اشعه فرابنفش برای نابودی باکتری‌ها، ویروس‌ها و میکروارگانیسم‌ها بهره‌برداری شده است و به همین دلیل هیچ ترکیب یا ماده مضری تولید نمی‌کند. در این بخش، به تحلیل مزایا، نحوه کارکرد، ساختار و کاربرد لامپ‌ها UV در تصفیه آب در مصارف خانگی، صنعتی، آکواریوم و غیره خواهیم پرداخت. همچنین، روش تعویض و ویژگی‌های کلیدی آن‌ها را نیز بررسی خواهیم کرد.
لامپ UV نوعی فیلتر است که در داخل یک محفظه شیشه‌ای قرار دارد و با استفاده از اشعه فرابنفش تولید شده توسط جیوه، باکتری‌ها، ویروس‌ها و دیگر میکروارگانیسم‌ها را از بین می‌برد. این فیلترها مسئول ضدعفونی کردن آب بدون نیاز به مواد شیمیایی هستند. اشعه‌ای که در این لامپ‌ها تولید می‌شود، با تحریک جیوه به وسیله انرژی الکتریکی آزاد می‌گردد. وجود باکتری‌ها و میکروارگانیسم‌ها در اندازه‌های بسیار کوچک که به راحتی از غشاها عبور کرده و از بین نمی‌روند، یکی از چالش‌های اساسی در فرآیند تصفیه آب محسوب می‌شود. این آلاینده‌ها می‌توانند با استفاده از مواد شیمیایی در مرحله گندزدایی حذف شوند، اما این روش معایب زیادی دارد. به عنوان مثال، استفاده از کلر به تدریج می‌تواند منجر به بروز بیماری‌های مختلف در انسان و آبزیان شود. به همین دلیل، از روش‌های دیگری مانند فیلتر UV در دستگاه‌های تصفیه آب خانگی و صنعتی بهره‌برداری می‌شود.
مقایسه کلر و UV برای گندزدایی آب
فواید و مزایای استفاده از UV
- نیاز به حداقل فضا برای نصب و راه‌اندازی دستگاه
- هزینه نگهداری بسیار کم
- مصرف برق پایین دستگاه
- حذف عوامل بیماری‌زایی که در برابر کلر مقاوم هستند
ساختار لامپ UV تصفیه آب
با توجه به مضرات اشعه فرابنفش برای سلامت پوست و بینایی، ساختار فیلتر UV به گونه‌ای طراحی شده است که از نفوذ این اشعه جلوگیری کند. به طور کلی، ساختار لامپ UV تصفیه آب شامل دو بخش محفظه شیشه‌ای و استیل است. در این لامپ، جیوه وجود دارد که درون محفظه شیشه‌ای قرار می‌گیرد. برای محافظت از پوست انسان در برابر این اشعه، محفظه استیل دور استوانه شیشه‌ای قرار داده می‌شود. همچنین، این لامپ‌ها دارای سوکت‌هایی برای اتصال به منبع تغذیه و برق هستند.
نحوه تصفیه آب با لامپ UV
سوال این است که لامپ UV چگونه در فرآیند تصفیه آب عمل می‌کند؟ به عبارت دیگر، این فیلتر چگونه می‌تواند باکتری‌ها، ویروس‌ها و آلاینده‌های موجود در آب را از بین ببرد؟ روند و نحوه عملکرد فیلتر فرابنفش در دستگاه‌های تصفیه آب به شرح زیر است:
آب به محفظه استیل وارد می‌شود و به صورت شعاعی در اطراف استوانه شیشه‌ای حرکت می‌کند. اشعه فرابنفش تولید شده توسط جیوه به سطح آب تابیده می‌شود و به باکتری‌ها حمله می‌کند. هسته میکروارگانیسم‌های موجود در آب به دلیل تماس با اشعه UV تحت تأثیر قرار می‌گیرد، به طوری که DNA آن‌ها دچار تغییر می‌شود و به تدریج توانایی رشد و تکثیر از آن‌ها سلب شده و از بین می‌روند. پس از چرخش آب در اطراف استوانه شیشه‌ای، آب تصفیه شده از آن خارج می‌شود. با توجه به توان بالای اشعه فرابنفش، تعداد زیادی از میکروب‌ها و باکتری‌ها با استفاده از این لامپ‌ها نابود می‌شوند. به عنوان نمونه، انواع قارچ‌ها و جلبک‌ها، باکتری‌های ای‌کولی و استرپتوکوک، همچنین سالمونلا، ژیادریا، مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، انواع انگل‌ها و کریپتوسپوریدیوم در فرآیند تصفیه آب با لامپ UV از بین می‌روند. البته میزان اثرگذاری این لامپ‌ها بر روی باکتری‌ها به نوع لامپ و شدت تابش آن‌ها بستگی دارد.
مزایای فیلتر فرابنفش تصفیه آب
یکی از اصلی‌ترین دلایل استفاده گسترده از لامپ UV در تصفیه آب‌های صنعتی و خانگی، مزایای فراوان آن است. از جمله این مزایا در زمینه حذف آلاینده‌ها و ضدعفونی آب می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- عدم نیاز به مواد شیمیایی و عدم تولید هرگونه ماده جانبی خطرناک در فرآیند تصفیه با UV
- سرعت بالای ضدعفونی و حذف آلاینده‌ها
- عدم نیاز به زهکشی آب و عدم تأثیر منفی ضدعفونی با UV بر مصرف آب
- عدم تغییر در ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آب، از جمله رنگ، طعم و بو
- سهولت در نصب و تعویض لامپ‌های فرابنفش
- توانایی بالا در حذف انواع مختلف باکتری‌ها و ویروس‌ها
آیا لامپ ماورابنفش برای تصفیه آب خطر دارد؟
با توجه به اینکه اشعه ماورابنفش به طور معمول می‌تواند آسیب‌های زیادی به بدن انسان وارد کند، برخی افراد نسبت به استفاده از این لامپ در دستگاه‌های تصفیه آب نگرانی دارند. اما باید اشاره کرد که فیلتر ماورابنفش در دستگاه‌های تصفیه آب خانگی، صنعتی و آکواریوم‌ها هیچ ماده جانبی خطرناکی تولید نمی‌کند. این اشعه تنها با تغییر DNA باکتری‌ها، از رشد و تکثیر آن‌ها جلوگیری می‌کند. همچنین، برای جلوگیری از تابش این اشعه به پوست انسان و آبزیان، از محفظه فلزی استیل استفاده می‌شود که به طور کامل از نفوذ اشعه جلوگیری می‌کند.
کاربرد لامپ UV در تصفیه آب خانگی
یکی از کاربردهای اصلی لامپ‌های UV در تصفیه آب خانگی است. در دستگاه‌های تصفیه آب خانگی که معمولاً از روش اسمز معکوس بهره می‌برند، این فیلترها نقش حیاتی در ضدعفونی آب ایفا می‌کنند. فیلترهای UV در این دستگاه‌ها پس از فیلتر کربنی و مینرال قرار می‌گیرند و قادرند ذرات ریزی را که با کربن فعال قابل حذف نیستند، از بین ببرند و فرآیند ضدعفونی را انجام دهند. آب تصفیه شده پس از این مرحله، در اطراف محفظه شیشه‌ای قرار گرفته و سپس به شیر خروجی متصل به سینک منتقل می‌شود. لازم به ذکر است که با وجود روش‌های مختلفی که در تصفیه‌خانه‌های آب شهری به کار می‌رود، آلاینده‌های موجود در خروجی آن‌ها به صفر نمی‌رسد. بنابراین، استفاده از دستگاه تصفیه آب با فیلتراسیون فرابنفش می‌تواند به طور قابل توجهی سلامت آب را تضمین کند.
کاربرد لامپ UV در تصفیه آب صنعتی
دسترسی به آب کاملاً تصفیه شده و عاری از باکتری و ویروس در برخی از صنایع از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به همین دلیل، یکی از کاربردهای لامپ UV در تصفیه آب صنعتی به شمار می‌آید. به‌ویژه در صنایع داروسازی، این موضوع از اهمیت بالایی برخوردار است و فیلترهای UV با طول موجی در حدود 220 تا 320 نانومتر می‌توانند فرآیند تصفیه را به‌خوبی انجام دهند. فیلتر UV برای تصفیه آب صنعتی، مشابه سایر کاربردهای آن، دارای محفظه‌ای شیشه‌ای است. در نوع صنعتی این لامپ‌ها، برای بخش محافظ فلزی از کوارتز استفاده می‌شود تا از تابش نور به بیرون جلوگیری کرده و از آسیب به پوست و چشم جلوگیری کند.
کاربرد لامپ UV در تصفیه آب آکواریوم
لامپ UV که به عنوان لامپ ضد جلبک نیز شناخته می‌شود، از آلودگی آب و آسیب به آبزیان جلوگیری می‌کند. این لامپ‌ها با استفاده از اشعه ماوراء بنفش، رشد و تکثیر جلبک‌ها و همچنین قارچ‌ها را مهار می‌کنند. لامپ ضد جلبک آکواریوم دارای بدنه شیشه‌ای است و درون یک لوله قرار می‌گیرد. آب آکواریوم از طریق شلنگ‌های باریک به این لوله وارد شده و پس از تماس با اشعه UV، ضدعفونی شده و از طرف دیگر خارج می‌شود.
برای دستیابی به بهترین نتیجه در ضدعفونی آب، لازم است که آب با سرعت مناسبی از لوله عبور کند. عبور سریع آب از این لوله مانع از تماس کافی اشعه UV با آب می‌شود و در نتیجه فرآیند تصفیه و گندزدایی به درستی انجام نخواهد شد. همچنین باید توجه داشت که کارایی لامپ UV نیز بر راندمان ضدعفونی تأثیر دارد. با گذشت زمان، این لامپ‌ها کارایی خود را از دست می‌دهند و بنابراین نیاز به تعویض دارند. به طور معمول، لامپ‌های ضد جلبک باید هر سال یک بار تعویض شوند.
نحوه تعویض لامپ یو وی دستگاه تصفیه آب
استفاده مداوم از لامپ‌های UV به تدریج باعث کاهش کارایی آن‌ها می‌شود و به همین دلیل ضروری است که نسبت به تعویض آن‌ها اقدام شود. مدت زمان کارایی هر یک از این لامپ‌ها ثابت نیست و بسته به میزان باکتری‌ها و آلاینده‌های موجود در آب و همچنین میزان استفاده از لامپ، متغیر خواهد بود. مراحل تعویض لامپ UV در دستگاه تصفیه آب خانگی و صنعتی به شرح زیر است:
- دستگاه تصفیه آب را از محل خود جدا کنید.
- شیر آب ورودی به دستگاه را ببندید.
- پس از فیلتر کربنی، لامپ UV را که درون محفظه فلزی قرار دارد، پیدا کنید.
- لامپ را از محفظه فلزی و سوکت‌های برق آن جدا کنید.
- لامپ جدید را درون محفظه شیشه‌ای قرار داده و سپس سوکت‌ها را به آن متصل کنید.
- محفظه شیشه‌ای را درون بدنه فلزی محافظ قرار دهید.
- محفظه فلزی را به محل قبلی خود روی دستگاه تصفیه آب متصل کنید.
- شلنگ آب خروجی از فیلتر کربنی را به ورودی لامپ UV وصل کنید.
- شلنگ خروجی از لامپ را به شیر متصل به سینک وصل کنید.
ویژگی های بهترین فیلتر UV تصفیه آب
فیلترهای UV موجود در بازار از تنوع بالایی برخوردارند و بسته به شرایط مختلف، می‌توان نوع مناسب را برای تصفیه آب انتخاب کرد. یکی از مهم‌ترین نکاتی که در انتخاب و خرید لامپ UV باید در نظر گرفته شود، میزان و نوع آلاینده‌های موجود در آب است. علاوه بر این، نوع و ساختار دستگاه تصفیه و همچنین اندازه باکتری‌ها نیز باید مدنظر قرار گیرد. به عنوان مثال، لامپ UV مورد استفاده در آکواریوم با لامپ‌های مورد استفاده در دستگاه‌های تصفیه آب خانگی و صنعتی متفاوت است، زیرا نوع آلاینده‌ها، میزان اشعه مورد نیاز برای از بین بردن آن‌ها و ساختار دستگاه تصفیه و تصفیه فاضلاب در هر یک متفاوت است.