تم التعرف على مزايا استخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية لقتل البكتيريا المعدية المائية في مشاريع معالجة مياه الصرف الصحي على نطاق واسع. التعقيم هو الاستخدام الرئيسي لتكنولوجيا الأشعة فوق البنفسجية في مجال المياه ومياه الصرف الصحي. تُستخدم هذه المهارة أيضًا بعدة طرق أخرى ، بما في ذلك التخلص من الأوزون ، وتقليل الكربون العضوي الكلي (TOC) ، وتطهير السكر السائل ، وتدهور الكلور ، وتطهير الأسطح والهواء ، وتطهير برج التبريد. إذن ما هو دور الأشعة فوق البنفسجية في معالجة مياه الصرف الصحي؟
1. التعقيم
التعقيم بالأشعة فوق البنفسجيةيستخدم بشكل أساسي الضوء فوق البنفسجي بطول موجة 254 نانومتر. يمكن للأشعة فوق البنفسجية لهذا الطول الموجي ، حتى تحت كمية صغيرة من جرعة الإسقاط فوق البنفسجي ، أن تلحق الضرر بمركز حياة الخلية - الحمض النووي ، وبالتالي منع تجديد الخلايا ، وفقدان القدرة على التجدد يجعل البكتيريا غير ضارة ، وبالتالي تحقيق تأثير التعقيم. مثل جميع تطبيقات الأشعة فوق البنفسجية الأخرى ، يعتمد حجم هذا النظام على شدة ضوء الأشعة فوق البنفسجية (شدة وقوة جهاز التشعيع) ووقت اللمس (المدة التي يتعرض فيها الماء أو السائل أو الهواء لضوء الأشعة فوق البنفسجية).
2- السكر السائل للتطهير
يستخدم السكر السائل بكميات كبيرة من قبل معظم مصنعي الأغذية والمشروبات. نظرًا لأن السكر هو طعام تستخدمه البكتيريا بسهولة ، فمن السهل أن تنمو البكتيريا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن السكر السائل معتم ، لذلك من الصعب التعقيم الشامل. يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية بطول موجة 254 نانومتر لتعقيم منتجات السكر السائل. للتعويض عن فقد الطاقة بسبب اللزوجة وتكوين اللون للسائل ، يجب تعبئة العديد من بواعث الأشعة فوق البنفسجية بإحكام في ما يسمى بمفاعلات "الأغشية الرقيقة". يوفر هذا المزيج المحكم من البواعث الجرعات العالية جدًا من الأشعة فوق البنفسجية المطلوبة لتعقيم السكر السائل بشكل فعال. يبلغ إنتاج الطاقة من ضوء الأشعة فوق البنفسجية حوالي 7 إلى 10 أضعاف أنظمة التطهير التقليدية.
3. القضاء على الأوزون
في الإنتاج الصناعي لهندسة معالجة مياه الصرف الصحي ، غالبًا ما يستخدم الأوزون لتطهير وتنقية المسطحات المائية. ومع ذلك ، نظرًا لأن الأوزون لديه قدرة أكسدة قوية جدًا ، فقد يكون للأوزون المتبقي في الماء تأثير على العملية التالية إذا لم تتم إزالته. لذلك ، بشكل عام ، يجب ترك المياه المعالجة بالأوزون في الماء قبل دخول تدفق العملية الرئيسي. تعتبر الأشعة فوق البنفسجية التي يبلغ طولها الموجي 254 نانومترًا فعالة جدًا في تدمير الأوزون المتبقي ، والذي يمكن أن يقسمه إلى أكسجين. على الرغم من أن الأنظمة المختلفة تتطلب مقاييس مختلفة ، بشكل عام ، يتطلب نظام إزالة الأوزون النموذجي حوالي ثلاثة أضعاف كمية الأشعة فوق البنفسجية التي يتطلبها نظام التعقيم التقليدي.
4. انخفاض في إجمالي الكربون العضوي
في العديد من المعدات ذات التقنية العالية والمختبرات ، يمكن للمواد العضوية أن تعرقل إنتاج المياه عالية النقاء. هناك العديد من الطرق لإزالة المواد العضوية من الماء ، وتشمل الطرق الأكثر شيوعًا استخدام الكربون المنشط والتناضح العكسي. الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي الأقصر (185 نانومتر) فعالة أيضًا في تقليل إجمالي الكربون العضوي (من الجدير بالذكر أن هذه البواعث تنبعث منها أيضًا 254 نانومتر من الأشعة فوق البنفسجية ، لذلك يمكن تعقيمها معًا). تمتلك الأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية الأقصر طاقة أكبر وبالتالي فهي قادرة على تكسير المواد العضوية. على الرغم من أن عملية تفاعل الأكسدة فوق البنفسجية للمواد العضوية معقدة للغاية ، إلا أن مبدأها الرئيسي هو أكسدة المادة العضوية في الماء وثاني أكسيد الكربون عن طريق توليد الهيدروجين والأكسجين الحر مع قدرة أكسدة قوية. مثل أنظمة نفايات الأوزون ، يؤدي هذا العضوي إلى تدهور الكربوننظام الأشعة فوق البنفسجيةتنتج ثلاثة إلى أربعة أضعاف الأشعة فوق البنفسجية لأنظمة التطهير التقليدية.
5- تحلل الكلور المتبقي
في أنظمة معالجة المياه البلدية وإمدادات المياه ، تعتبر المعالجة بالكلور ضرورية. ومع ذلك ، في عملية الإنتاج الصناعي لمشاريع معالجة مياه الصرف الصحي ، من أجل تجنب الآثار الضارة على المنتجات ، غالبًا ما تكون إزالة الكلور المتبقي في الماء معالجة مسبقة ضرورية. الطريقة الأساسية لإزالة الكلور المتبقي هي طبقة الكربون المنشط والمعالجة الكيميائية. عيب معالجة الكربون المنشط هو أنه يتطلب تجديدًا مستمرًا وغالبًا ما يواجه مشاكل في نمو البكتيريا. لقد ثبت أن الطول الموجي 185 نانومتر و 254 نانومتر لضوء الأشعة فوق البنفسجية يضر بشكل فعال بالروابط الكيميائية للكلور المتبقي والكلورامين. على الرغم من أنها تتطلب قدرًا هائلاً من الطاقة فوق البنفسجية حتى تكون فعالة ، إلا أن لها ميزة أن هذه الطريقة لا تتطلب إضافة أي أدوية إلى الماء ، ولا تتطلب تخزين المواد الكيميائية ، وهي سهلة الإصلاح ، ولها أيضًا تأثير التعقيم. وإزالة المواد العضوية.
