كتب water disinfection using ultraviolet rays
اذا لم تجد ما تبحث عنه يمكنك استخدام كلمات أكثر دقة.
تطهير المياه باستخدام الأشعة فوق البنفسجية (معلومة)
عملية التطهير من الجراثيم
للمزيد من المعلومات حول هذا الموضوع انظر الأشعة فوق البنفسجية
إن التطهير الفوق بنفسجي للمياه هو عبارة عن عملية طبيعية تماما وخالية من المواد الكيماوية. يتراوح طول موجاته ضمن نطاق 240 حتى 280 نانومترا، حيث يقوم بمهاجمة الحمض النووي الحيوي لجميع البكتيريا بشكل مباشر. يبدأ الإشعاع برد فعل كيميائي ضوئي يؤدي إلى تدمير المعلومات الجينية الموجودة في الحمض النووي. حيث تفقد البكتيريا قدرتها على التكاثر وتتلف. حتى أن الطفيليات مثل داء خفيات الأبواغ أو جياردية، المقاومة بشكل عنيف للمطهرات الكيميائية، تقل بشكل فاعل نتيجة هذا الإشعاع. كما يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية لإزالة الكلور وأنواع الكلورامينات من المياه، حيث تسمى هذه العملية بالتحليل الضوئي وتتطلب جرعة أعلى من التطهير العادي. إن الكائنات المجهرية العقيمة لا يتم إزالتها من المياه، فتطهير الأشعة فوق البنفسجية لا يزيل العضويات المتحللة أو المركبات اللاعضوية أو الجزيئات في المياه. ومع ذلك، فيمكن استخدام عمليات أكسدة الأشعة فوق البنفسجية لتحطم مفسد الأثر الكيميائي وفي الوقت ذاته تؤمن مستوى عال من التطهير، مثل أكبر شركة في العالم لإعادة استخدام مياه الشرب في مقاطعة أورانج، كاليفورنيا.
التقنية
تتألف وحدات الأشعة فوق البنفسجية لمعالجة المياه من مصدر إشعاع بخاري زئبقي متخصص منخفض الضغط يقوم بإنتاج الإشعاع الفوق بنفسجي عند 254 نانو متر، أو من مصدر إشعاع فوق بنفسجي متوسط الضغط يولد ناتجا متعدد الألوان من 200 نانو متر إلى طاقة مرئية تحت الحمراء. إن الطول الموجي الأمثل للتطهير هو القريب من 260 نانو متر. إن مصدر الإشعاع المتوسط الضغط فعال يما يقارب 12 بالمائة، بينما مصابيح الضغط المنخفض الملغمة يمكنها أن تكون فعالة بنسبة 40 بالمائة. هذا وإن المصابيح الفوق بنفسجية لا تلامس المياه على الإطلاق، فهي إما تقع في غطاء زجاجي داخل حجرة المياه أو تحمل خارجيا إلى المياه التي تتدفق من خلال أنبوب فوق بنفسجي شفاف. وبفضل أنها تحمل فإن المياه عندها يمكن أن تمر من خلال حجرة التدفق، وأشعة الفوق بنفسجية يتم تسلمها وامتصاصها في المجرى.
هذا ويتأثر حجم نظام الأشعة فوق البنفسجية بثلاثة متغيرات وهي: معدل التدفق وقوة المصباح إضافة إلى نفاذية الضوء في المياه. إن الشركات الرائدة في مجال الأشعة البنفسجية، مثل أتغ تكنولوجيا الأشعة فوق البنفسجية (http://www.atguv.com) وخدمات الاختبارات التربوية الرئيسية، قد وضعت نماذج متطورة لسي إف دي كمتنبئات دقيقة لأداء نظام الأشعة فوق البنفسجية.
ويتم إنتاج ملف التدفق من حجرة الهندسة حيث يكون قد تم اختيارمعدل التدفق وخاصة نموذج الاضطراب . أما ملف الإشعاع فيتم تطويره من المخرجات مثل نوعية المياه ونوع المصباح (طاقته، كفاءة إبادته للجراثيم، الإنتاج الطيفي، وطول القوس) والنفاذ وبعد الكوارتز. هذا وتحاكي برمجيات ملكية سي إف دي كلا من تدفق وملامح الإشعاع، وحالما يتم بناء النموذج الثلاثي الأبعاد من الحجرة، فإنه سيحتل شبكة أو تعشيقا يضم الآلاف من المكعبات الصغيرة.
ومثال على النقاط المثيرة للاهتمام – أنه عند المنعطف، فوق سطح الغطاء، أو حول الآلية الماسحة—تستخدم شبكة تصفية أعلى، بينما في المناطق الأخرى داخل المفاعل فتستخدم شبكة أخشن. وحالما يتم إنتاج الشبكة، تتعرض مئات آلاف الجزيئات الموجودة إلى "الاحتراق" من خلال الحجرة. هذا ويمتلك كل جزيء عدة عناصر متغيرة متعلقة به، ويتم "جني" الجزيئات عد المفاعل.
تعطيل الكائنات الدقيقة
ترتبط درجة الإخماد التي ينتجها الإشعاع الفوق بنفسجي مباشرة بجرعة الأشعة الفوق بنفسجية المطبقة على المياه. أما الجرعة، المنتجة من كثافة الأشعة فوق البنفسجية وزمن التعرض، فإنها تقاس بالمايكرو واط في الثانية لكل سنتيمتر مربع، أو بشكل تام بثوان الميكرواط لكل سنتيمتر مربع (μW • s/cm2). إن الجرعة التي تبلغ قوتها 90% تقتل معظم البكتيريا والفيروسات في نطاق يتراوح بين 2000 إلى 8000 ميكرواط في السنتيمتر المربع. µW·s/cm2 أما جرعة الطفيليات الأكبر مثل Cryptosporidium فإنها تتطلب جرعة أدنى من الإخماد.
