هنا هو السؤال الذي كثيرا ما تناقش في العالم للأشعة فوق البنفسجية: وهو أفضل نوع مصباح الأشعة فوق البنفسجية لتطهير المياه: ضغط متوسط أو مصباح الضغط المنخفض؟ مثل أي شيء آخر في الحياة، كل مزايا وعيوب التي يجب النظر في ضوء الاحتياجات التشغيلية. في هذا المنصب سوف تدرس ثلاثة من العوامل الرئيسية لتحديد مصباح الأشعة فوق البنفسجية التي هي الأكثر ملاءمة لعمليتك.
كما يوحي عنوان هذا المنصب ، هناك نوعان من مصباح الأشعة فوق البنفسجية التي تستخدم عادة في أنظمة الأشعة فوق البنفسجية : الضغط المتوسط ومصابيح الضغط المنخفض. (يتعلق الضغط بضغط غاز الزئبق داخل المصباح).
مصابيح الضغط المنخفض هي مصابيح ممدودة - طولها حوالي متر - مع انخفاض الناتج لكل مصباح (تتراوح بين 30-600 واط). لأغراض التطهير، تنبعث من مصابيح الضغط المنخفض طول موجي أحادي اللون 253.7nm (254nm) بكثافة عالية.
مصابيح الضغط المتوسط أقصر بكثير من تلك ذات الضغط المنخفض، مع ارتفاع الناتج لكل مصباح (تتراوح عادة بين 1-12kW). تنبعث من مصابيح الضغط المتوسط طول موجي مبيد للجراثيم واسع بين 200-320nm في كثافة مختلفة. مصابيح الضغط المتوسط تنبعث منها أيضا الطول الموجي 254nm، ولكن ليس مكثفة مثل مصابيح الضغط المنخفض.
1. كفاءة التطهير
254nm المستخدمة من قبل مصابيح الضغط المنخفض هو في الواقع الطول الموجي الفعال ضد الحمض النووي للكائنات الحية الدقيقة. ومع ذلك ، على عكس ما يعتقد تقليديا ، فإن نطاق المبيدات الجرثومية الواسع من 200-320nm المستخدمة من قبل مصابيح الضغط المتوسط هو أكثر فعالية ويحقق نتائج تطهير أفضل بكثير في نفس مستويات جرعة الأشعة فوق البنفسجية. كيف أمكن ذلك؟
تنبعث من مصابيح الضغط المنخفض ضوء الأشعة فوق البنفسجية بالقرب من ذروة امتصاص الحمض النووي والحمض النووي الريبي لتثبيط الكائنات الحية الدقيقة. تؤثر الأطوال الموجية الواسعة لمصابيح الضغط المتوسط على الحمض النووي والحمض النووي الريبي بالإضافة إلى جزيئات بيولوجية أخرى مثل البروتينات والإنزيمات، مما يتيح تأثيرا أكبر على التنشيط. يهاجم الطول الموجي الواسع للمبيدات الجرثومية الكائنات الحية الدقيقة على عدة جبهات ، ويلحق ضررا بالمكونات الأساسية للكائنات الحية الدقيقة ويمنع آلية إصلاح الطفرات في الكائنات الحية الدقيقة. على سبيل المثال: تظهر أطياف امتصاص البروتينات ذروة قصوى عند 280 نانومتر، في حين أن رابطة الببتيد في البروتينات تعرض امتصاصا كبيرا أقل من 240 نانومتر. مثال آخر هو Cryptosporidium وعصيات subtilis الجراثيم التي يتم تعطيلها بأكبر قدر من الكفاءة في 270-271nm، خارج نطاق مصابيح الضغط المنخفض.
قبل عامين، أصدرت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) قانون الحليب المبستر (PMO) الذي يسمح باستبدال البسترة الحرارية للمياه بأنظمة الأشعة فوق البنفسجية، إذا كانت تتوافق مع بعض المبادئ التوجيهية والشروط. أحد الشروط هو أن نظام الأشعة فوق البنفسجية يجب أن يثبت مستوى جرعة الأشعة فوق البنفسجية: يجب أن تثبت أنظمة الضغط المتوسط 120mJ/cm2 (RED) في حين يجب أن تثبت أنظمة الضغط المنخفض 186mJ/cm2 (RED). لماذا هذا الاختلاف؟ اعتمدت إدارة الأغذية والعقاقير على الدراسات الحديثة التي أجرتها مختلف المؤسسات البحثية المستقلة والتي أظهرت فعالية التطهير الأعلى للضغط المتوسط الذي ، من أجل تحقيق مستوى تطهير معين يمكن استخدام جرعات أقل من الأشعة فوق البنفسجية من مصابيح الضغط المنخفض.
هذا ثوري ، على الأقل بالنسبة لصناعة الأشعة فوق البنفسجية: فهذا يعني أن جميع الأدبيات الموجودة حول تطهير الأشعة فوق البنفسجية صحيحة حول مصابيح الضغط المنخفض ، ولكنها غير صحيحة فيما يتعلق بمصابيح الضغط المتوسط. وهذا يعني أيضا أن النموذج طويل الأمد من مصابيح الضغط المنخفض كونها مصباح الأشعة فوق البنفسجية الأكثر فعالية للتطهير لم يثبت ، مما أدى إلى أن جميع منتجي الأشعة فوق البنفسجية الرئيسية في السوق تقدم الآن أنظمة الضغط المتوسط جنبا إلى جنب مع أنظمة الضغط المنخفض الخاصة بهم.
استعادة البكتيريا هي ظاهرة أخرى مع مصابيح الضغط المنخفض، وهي مصدر للتلوث المستمر في خزانات الأسماك. ضوء الأشعة فوق البنفسجية في 254nm الأضرار الحمض النووي، ولكن الكائنات الحية الدقيقة التي تعالجها مصابيح الضغط المنخفض غالبا ما تكون قادرة على "إصلاح" أنفسهم والاستمرار في تكرار كما لو أنها لم تتأثر بالأشعة فوق البنفسجية. من ناحية أخرى ، فإن البكتيريا المعالجة بمصابيح الضغط المتوسط أقل عرضة لإصلاح نفسها بسبب الأضرار الشديدة التي لحقت بمختلف الأجزاء الأساسية التي تسببها مجموعة المبيدات الجرثومية الواسعة.
لتلخيص, مصابيح الضغط المتوسط لديها ميزة تطهير واضحة على مصابيح الضغط المنخفض, تحقيق مستويات تطهير أعلى وأكثر استدامة والضغط المنخفض لنفس مستوى جرعة الأشعة فوق البنفسجية.
2. كفاءة الطاقة
انخفاض معدل تحويل الضغط، وهذا هو النسبة بين كيلوواط المستهلكة من قبل مصباح لضوء الأشعة فوق البنفسجية المبيد للجراثيم، وعادة ما يكون بين 30-45٪. معدل تحويل الضغط المتوسط حوالي ثلث هذا، تتراوح بين 10-15٪. وهذا يعني أنه بالنسبة لكل كيلوواط المستهلكة، وأنظمة الأشعة فوق البنفسجية الضغط المنخفض وعادة ما تكون حوالي 3 مرات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من مصابيح الضغط المتوسط لحجم المياه معينة ليتم علاجها. ولكن هذا ليس هو الحال دائما:
وقد هندست أتلانتيوم - آلية التضخيم المدمج في تعويض عن الحرمان من الطاقة من مصابيح الضغط المتوسط: تصميم التضخيم البصري الذي يعيد تدوير وإعادة استخدام الفوتونات الأشعة فوق البنفسجية في غرفة التطهير، مما يجعلها فعالة في استخدام الطاقة مثل نظرائهم أنظمة الأشعة فوق البنفسجية الضغط المنخفض.
وباختصار، تميل أنظمة الضغط المنخفض إلى أن تكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة بسبب معدل التحويل الأفضل لمصابيح الضغط المنخفض. ومع ذلك، يمكن لأنظمة الضغط المتوسط التغلب على هذا العيب باستخدام آلية تضخيم تعوض عن معدل التحويل المنخفض لمصباح الضغط المتوسط. كعميل، ننظر دائما في استهلاك الطاقة الشاملة للنظام الأشعة فوق البنفسجية المطلوبة لتحقيق الجرعة المرجوة من الأشعة فوق البنفسجية.
3. مصباح الحياة
ومن المعروف أن مصابيح الضغط المنخفض لها عمر أطول من مصابيح الضغط المتوسط، تتراوح بين 8000-16000 ساعة في حين أن نطاق الضغط المتوسط هو 4000-6000 ساعة. على الورق تبدو مصابيح الضغط المنخفض رائعة ، ولكن كما هو الحال دائما يجب أن ننظر إلى هذه البيانات في ضوء العملية الفعلية في هذا المجال. هناك جانبان لهذا السؤال:
1. اقتصادية: في المتوسط، والأرقام المذكورة أعلاه تترجم إلى استبدال مصباح سنوي واحد لمصابيح الضغط المنخفض واستبدال اثنين سنويا لمصابيح الضغط المتوسط. وبما أن أنظمة الأشعة فوق البنفسجية متوسطة الضغط تستخدم عادة مصابيح أقل من الضغط المنخفض، فإن التكاليف التشغيلية السنوية الإجمالية تظهر على قدم المساواة تقريبا. اعتمادا على عدد من المصابيح ، وأحيانا المقياس لصالح مصابيح ليرة لبنانية وأحيانا النائب. لذا، يجب إجراء تحليل اقتصادي لكل مشروع على أساس مخصص.
2. التشغيلية: الغرض من نظام الأشعة فوق البنفسجية هو تقديم الجرعة الصحيحة من الأشعة فوق البنفسجية التي من شأنها ضمان الأمن الحيوي في جميع الأوقات. لهذا السبب، ينبغي استبدال المصابيح وفقا لأدائها الفعلي. هناك العديد من المتغيرات التي قد تقصير أو إطالة العمر الفعلي لمصباح الأشعة فوق البنفسجية بما في ذلك كمية الإشعال، ودرجة حرارة المياه وحتى دفعة إنتاج محددة من مصباح الأشعة فوق البنفسجية. لم يكن لديك لاتخاذ كلمتي على هذه النقطة: ببساطة قراءة الحروف الصغيرة في ورقة كل منتج للأشعة فوق البنفسجية فيما يتعلق الضمان الحياة مصباح. كل شيء هناك. أنت لا تريد أن تأخذ أي مخاطر في هذا الشأن، وإذا كان مصباح تحت أداء يجب استبداله حتى لو لم تصل إلى ساعات الضمان المذكورة. النقطة المهمة هنا هي أن الطريقة الوحيدة للتأكد من أن مصابيح الأشعة فوق البنفسجية تعمل بشكل صحيح في أي وقت من الأوقات هي من خلال وجود مستشعر الأشعة فوق البنفسجية المخصص لكل مصباح مما يعطي إشارة واضحة حول أداء كل مصباح على حدة. يجب استخدام ساعات عمل الشركة المصنعة المعلنة كمرجع فقط. في هذا الصدد ، تتمتع أنظمة MP UV بميزة واضحة لأنها تستخدم مصابيح أقل بكثير مما يجعل من الأسهل بكثير التحكم في كل مصباح على حدة ، على عكس أنظمة الأشعة فوق البنفسجية LP التي يمكن أن تحتوي على عشرات المصابيح لكل نظام ، مما يجعل التحكم الفعال والمراقبة شبه مستحيلين. وستكون هذه النقطة المحددة موضوع منصبي المقبل ، لأنها واحدة من أهم ملامح نظام الأشعة فوق البنفسجية من أجل ضمان استدامة المياه والأمن البيولوجي.
لتلخيص، نوع مصباح الأشعة فوق البنفسجية ليست عنصرا قائما بذاته في نظام الأشعة فوق البنفسجية. ببساطة اختيار نوع مصباح واحد أو آخر لن يضمن أن نظام الأشعة فوق البنفسجية سيوفر الأمن الحيوي المطلوب. يجب فحص نوع المصباح في ضوء التصميم العام وبناء نظام الأشعة فوق البنفسجية لضمان أنه يوفر الظروف المثلى لتشغيل المصباح. في أتلانتيوم نحن ملتزمون باستخدام مصابيح MP. لقد صممنا نظامنا لتحسين تفوق التطهير بشكل كامل من مصابيح MP ، ونفذنا نظام تحكم ومراقبة متطور لكل مصباح في النظام ، وهندست آلية تضخيم فريدة للتعويض عن العيب الواضح في معدل التحويل ، مما يجعل أنظمة أتلانتيوم فعالة في استهلاك الطاقة مثل أنظمة الأشعة فوق البنفسجية LP.
