گفته می شود سیستم های تخلیص آب ماوراءبنفش موثرترین راه برای محافظت آب آشامیدنی مسکونی در برابر آلاینده های زیستی می باشند. سیستم های تخلیص آب UV برای محافظت از آب در برابر ویروس های حمل شونده در آب، باکتری ها، کپک ها و میکرواورگانیسم های مولد بیماری مانند ژیاردیا و کریپتواسپورودیوم قابل استفاده است. حتی ویروس هایی مانند ویروس هپاتیت که گفته می شود در آب تیمار شده با کلرین بسیار مقاوم هستند نیز نسبتا آسان از طریق پالایش UV حذف می شود.
تصفیه کننده UVچگونه کار میکند؟
نور ماوراءبنفش از طریق منابع نوری مختلف از جمله خورشید ساطع می شود و نامرئی است. در شدت های خاصی نور UV پرتوهای کافی برای تخریب دی ان ای باکتری ها و سایر میکرواورگانیسم ها را ساطع می کند. یک سیستم تخلیص آب ماوراءبنفش معمولا شامل یک منبع نور UV با خروجی در حدود 254 نانومتر است که پرتویی با شدت بیشتری نسبت به پرتوی تولید شده توسط نور خورشید را ایجاد می کند.
منبع نور UV در مقابل محفظ های که آب از آن عبور می کند، نصب شده است. آب در هنگام عبور در معرض منبع نور UV قرار می گیرد. هر گونه میکروب و باکتری مضر موجود در آب با در قرار گرفتن در معرض پرتوهای ضدمیکروبی، پاکسازی می شوند.
پرتو UV بسیار موثر است به طوری که می تواند تا 99/99% باکتری ها و ویروس ها را حذف کند به خصوص آن هایی که در ارتباط با بیماری حمل شونده در آب مثل تیفوئید، التهاب دستگاه گوارش، هپاتیت، آنفولانزا و کلرا هستند. تخلیص آب UV می تواند برای تصفیه آب از منابع مختلف مانند ذخیره آب شهری، چاه آب آشامیدنی، رودخانه یا چشمه، استفاده شود.
محدودیت های موجود در فیلترهای آب UV
با این که این سیستم تکنولوژی قابل تحسینی دارد اما به تنهایی برای دستیابی به آب آشامیدنی سالم کافی نمی باشد. زیرا پرتوهای UV تنها بر روی میکرواورگانیسم هایی مانند باکتری ها و ویروس ها اثر دارند. نور UV در حذف آلاینده هایی مانند کلرین، فلزات سنگین و ترکیبات آلی فرار VOC نقش بسیار کمی دارد
VOCها مواد شیمیایی سمی و ساخته دست بشر هستند که در طی ساخت محصولاتی مانند رنگ ها، محصولات نفتی و خنک کننده ها به درون آب های زیرزمینی وارد می شوند. رهایی از این آلاینده ها نیاز به سایر انواع روش های فیلتراسیون مانند فیلترهای کربن فعال گرانولی(GAC) و Kinetic Degradation Fluxion (KDF)، دارند این ها فرآیندهای هستند که برای حذف آلاینده هایی مانند سرب، آهن، جیوه و کلرین از آب آشامیدنی انجام می شوند
مزایای تصفیه کننده آب UV
یکی از بزرگترین مزایای استفاده از سیستم تصفیه آب UVاین است که در از بین بردن بسیاری از میکروب های مضر مرتبط با بیماری های رایج حمل شونده در آب مقرون به صرفه است. به طور میانگین، تصفیه کننده های آب UV به قیمت 250 دلار برای سیستم نسبتا کوچک "استفاده در محل" می باشد و بالاترین آن 14000 دلار برای "سیستم تمام خانه" هزینه دارد. سیستم انرژی به میزان یک لامپ 60 واتی مصرف می کند. از همه مهم تر، فیلترهای آب UVهیچ ماده شیمیایی را در آب وارد نمی کنند و همچنین هیچ گونه خطری از جهت محصولات جانبی با استفاده از این روش، ایجاد نمی شود. به علاوه، نصب و نگهداری آن آسان بوده و به تانک های فاضلاب و نیز لوله کشی آسیب نمی زنند.
محدودیت های سیستم تصفیه آب UV
سیستم چندین عیب نیز دارد. تصفیه کننده آب UVبرای عمل به نیروی الکتریکی نیاز دارد هر چند که این مسئله ای در کشورهای توسعه یافته مشکلی محسوب نمی شود اما در جوامع در حال توسعه، به خصوص در مناطق روستایی میتواند ایجاد مشکل کند. همچنین تصفیه کننده های آب UV تنها زمانی کار می کنند که آب شفاف باشد. زمانی که آب محتوی رسوب بوده یا کدر باشد، سیستم چندان موثر نیست. در این شرایط قبل از این که آب بتواند تحت یک فرآیند پروتوزایی UV قرار بگیرد، نیاز است که ابتدا توسط سایر سیستم های فیلتراسیون، فیلتر شود.
از همه مهم تر این است که یک پرتو نوری ماوراءبنفش با چشم های غیر مسلح قابل تشخیص نیست بنابراین تعیین اینکه سیستم هنوز در حال کارکردن است یا اینکه لامپ نیاز به تعویض دارد، مشکل است و این مسئله به راحتی می تواند منجر به ایجاد شرایطی شود که در آن عملکرد نادرست یا غیر موثر سیستم UV برای مدت طولانی ادامه یابد. این یکی از دلایلی است که متخصصان، تعویض سالانه لامپ در سیستم تصفیه آب UV را پیشنهاد می کنند. علاوه بر آن شدت نور تولیدی توسط لامپ ممکن است برای از بین بردن میکروب های حمل شونده در آب کافی نباشد.
سازندگان تصفیه کننده های آب UV
چندین سازنده، تصفیه کننده های UVرا برای اهداف پالایش آب خانگی می فروشند. سیستم ها در قابلیت ها و قیمت های متفاوت ارائه می شوند و برای برطرف کردن طیف گسترده ای از نیازهای پالایش آب خانگی طراحی شده اند. چندین نمونه از سازندگان در این زمینه عبارتند از Trojan، PureTest، Sterilight و ClearChoice. تمام این فروشنده ها طیفی از سیستم ها را که از سیستم های "استفاده در محل" کوچک گرفته تا سیستم های بزرگتر تصفیه آب UV "کل خانه" طبقه بندی می شوند را عرضه می کنند.
برای مثال مدل Trojan UVMax Model A یک تصفیه کننده "نقطه استفاده" با ظرفیت 2 گالون در دقیقه GPM است که در حدود 320 دلار قیمت دارد در حالیکه بالاترین سیستمش مدل4F می تواند تا بیش از 25 GPM را پالایش کند و قیمت آن 1120 دلار است. یک مثال از سیستم در حدوده متوسط PurTest’s PURPG-20 است که قیمتی در حدود 720 دلار داشته و از نوع تصفیه کننده آب "کل منزل" است که توانایی پالایش 20 گالون آب را در یک دقیقه دارد. در همان حال Steriligh نیز طیف وسیعی از فیلترهای آب UV با مدلهایی که از 245 دلار آغاز شده و تا حدود 1500 دلار می رسند را ارائه میدهد. سیستم های اسمز معکوس 5 مرحله ای همراه با فیلتراسیون UVیکی از مثال های تصفیه کننده آب است که فیلتراسیون اسمز معکوس لایه نازک کمپوزیت (TFC) را با یک ضدعفونی کننده ضد میکروبی UV ترکیب کرده است.
با توجه به وجود طیف وسیعی از محصولات ممکن است تشخیص مورد صحیح و انتخاب آن بر مبنای نیازهای خود مشکل باشد. در تفکر عمومی هر کسی که تصفیه کننده آب UV را در نظر بگیرد، نیاز به توجه به برخی موارد پایه ای مانند دوز تشعشعی که هر مدل ارائه می دهد، دارد. NSF International که یک سازمان توسعه استاندارد و اعتبارسنجی محصولات است، حداقل دوز بهینه مورد نیاز برای سیستم های خانگی را به میزان 40000 نانووات نورUV پشنهاد می دهد. ظرفیت انتقال ماوراءبنفش یک سیستم یا توانایی نور ماوراءبنفش آن که به آب نفوذ می کند نیز یکی دیگر از مواردی است که توسط NSE در نظر گرفته می شود.