تحقیق پيشرفتهاي فني در گندزدايي آب با روش UV (قابل ویرایش)

دسته بندي : دانش آموزی و دانشجویی » دانلود تحقیق
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 3 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏پيشرفتهاي فني در گندزدايي آب با روش UV
 
‏پرتو فرا بنفش (UV)‏ قادر است بدون نياز به مواد شيميايي افزودني كه غالبا تركيبات مضر جانبي ايجاد نموده و طعم آب را تغيير‏ ‏مي دهند، عمل ضدعفوني را بطور كامل انجام دهد. مزاياي ديگر دستگاههاي گندزدايي UV‏ نصب ساده، هزينه هاي عملياتي پايين و حداقل فضاي مورد نياز‏ ‏ را شامل ميشود. روش UV‏ براي ضدعفوني مكانهاي مسكوني، اداري و صنعتي مناسب ميباشد. آبهاي سطحي مانند درياچه ها، رودخانه ها و يا چاه هاي كم عمق، عموما بيشتر از منابع زيرزميني در معرض خطر آلودگي قرار دارند و همچنين نوسانات كيفيت‏‌‏ آب آنها بدليل تاثيرات فصلي و بارندگي بيشتر است. در طراحي دستگاههاي UV‏ ميتوان اين نوع تغييرات قابل پيش بيني را منظور نمود. آبهاي زير زميني نيز بطور روزافزون عامل بيماريهاي آبي ناشي از باكتري ها و‏ ‏ويروس ها- ميكروبها ميباشند كه نور UV‏ بطور آني آنها را خنثي مي نمايد. ساختار دستگاههاي UV‏ در كليه سيستم مشابه است. خنثي سازي ميكروبها توسط تأثير آسيب رساني پرتو UV‏ بر روي DNA‏ ، ماده ژنتيكي موجود در كليه سلولهاي زنده صورت ميگيرد. در مورد موجودات بيماري زا، از تكثير آنها جلوگيري كرده و قابليت آنها در ايجاد بيماريهايي از قبيل بيماريهاي روده و معده كه از موارد اصلي منتج از نوشيدن آب آلوده ميباشد را از بين مي برد. دوز UV‏ برابرحاصل ضرب شدت تابش نور UV‏ و زمان تابش يعني مدت زمان عبور آب از داخل دستگاه UV‏ .‏ ‏ دوز UV‏ عموما بوسيله يكي از واحدهاي ميكرووات ثانيه بر سانتي متر مربع‏ ( Ws/cm2) ‏، ميلي وات ثانيه بر سانتي متر مربع ( Ws/cm2)‏ و يا ژول بر مترمريع (J/m2)‏ محاسبه مي شود. دوز مورد نياز براي هر كاربردي بستگي به هدف خاص ضدعفوني مورد نظر دارد. در استانداردهاي اروپايي دوز مورد نياز براي ضدعفوني آب شهري برابر (40.000 MWs/cm2 or 40 mWs/cm2) 400 J/m2 ‏ ‏ميباشد. براي ضدعفوني آبهاي فرايندي صنايع غذايي، نوشابه سازي و داروئي اين دوز بمراتب بالاتر و بين  800-1200 J/m2  ‏ ‏ميباشد.‏
‏تا گذشته اي نه چندان دور، تصور بر اين بوده كه نور ‏  UV‏ در دوز متعارف و اقتصادي قادر به‏  ‏ خنثي سازي كيست هاي بيماريزا از قبيل ژيارديا لامبيا و كريپتوسپوريديم نميباشد. بر خلاف اين تصور، مطالعات مختلفي كه از سال 1998 به بعد در نقاط مختلف ايالات متحده بعمل آمده است، نشان داده است كه دستگاههاي UV‏ ميتوانداين نوع كيست ها را با دوز نسبتا پايين از بين ببرد. نتايج اين تحقيقات نشان ميدهد كه دستگاههاي UV‏ با دوز استاندارد براي نابودسازي باكتريها و ويروس هاي بيماريزا، كيست هاي ژيارديا و كريپتوسپوريديم را نيز تا ميزان %99/99 خنثي مي نمايند.
‏بر اساس اين نتايج، سازمان حفاظت محيط زيست ايالات متحده ( EPA)‏ بتازگي سيستم UV‏ را بعنوان بهترين فن آوري براي ضدعفوني آب شهري از منابع آب سطحي برآورده نموده است. در حال حاضر كارخانجات سازنده دستگاههاي UV‏ به همراه EPA‏ و NSF‏ در حال تعريف قوانين جديد و تدوين صورتجلسات آزمون براي سيستمهاي آبرساني شهري و خصوصي ميباشند.
‏ 
‏پارامترهاي كيفيت آب
‏كيفيت آب تاثير بسزايي بر عملكرد سيستم UV‏ دارد. ضدعفوني با UV‏ زماني مطلوب تر خواهد بود كه ميزان آهن و فلزات سنگين آب پايين باشد. ميزان شفايت بالاي آب نيز در انتقال اشعه UV‏ به ارگانيزم هاي مورد نظر تاثير دارد.
‏دانستن اين موضوع بسيار مهم است كه ميران شفافيت آب مستقيما تاثير يافته از دوزي است كه وارد راكتور مي شود. اين ميزان شفافيت آب معمولا از طريق درصد دريافت اشعه UV‏ محاسبه مي گردد.شفافيت بالا( براي مثال 95%) نشان دهنده اين امر است كه‏ ‏ نور بيشتري‏ ‏ ميتواند جهت از بين بردن ميكروبها عبور‏ ‏ نمايد.
‏تركيبات متفاوت آلي و معدني، مي تواند نور UV‏ را در كمتر از طول موج 254 نانومتر جذب كرده و انرژي UV‏ را به مقدار قابل توجهي كاهش دهد.
‏ميزان شفافيت لازم آب شرب 85 تا 95 درصد است‏ ‏ ميتوان براي اطمينان از كيفيت ‏‌‏آب،‏ ‏ شفافيت آن را مورد آزمايش قرار داد.
‏نمودار 2 نشان دهنده اهميت‏‌‏ آزمايش شفافيت آب در زمان اندازه گيري UV‏ است.
‏به منظور بهبود در كيفيت آب قبل از ضدعفوني، فن آوريهاي پيشگيري مطرح‏  ‏ مي گردد. رايج ترين راههاي پيشگيري عبارتند از:
‏-  ‏فيلترهاي رسوبگير ( حداقل 5 ميكرون) براي گرفتن رسوبهاي كم و اندك ساخته شده و نور UV‏ را جذب مي نمايند.
‏-  ‏فيلترهاي كربني براي برطرف كردن طعم يا بوي نامطبوع آب و تركيبات طبيعي در آبهايي كه از ميزان شفافيت پايين برخوردارند.
‏-  ‏سختي گير آب به منظور كاهش سختي و مقدار آهن آب كه بر روي كوارتز، روكش محافظ لامپ UV‏، رسوب‏   ‏ ‏       ‏مي نمايد.
‏تا زماني كه فيلتر‏ ‏ و سختي گير ها بتوانند باكتري هاي آب را از بين ببرند، دستگاههاي UV‏ بايد به عنوان آخرين راه حل براي ضدعفوني آب محسوب گردد.
‏ 
‏پيشنهادات قابل بررسي
‏تكنولوژي UV‏ به عنوان پديده اي جديد در بازدهي و كارآيي در سيستم ضدعفوني به اثبات رسيده است.
‏ 
‏بهبود و كارآيي رآكتور
‏اطمينان حاصل نماييد كه محفظه آب ( يا رآكتور) بر روي دستگاه UV‏ طوري قرار گرفته است كه مقدار اشعه مناسب UV‏ به‏ ‏ ميكروبها ميرسد. در برخي از رآكتورها، بدليل دور كمي كه دارند مقدار اشعه كافي به ميكروبها نمي رسد.
CFD‏ مدل مشابه اي است كه در بهينه سازي هواپيما و اتومبيل جهت جريان هوا طراحي شده است و مي تواند براي طراحي يك رآكتور UV‏ ، مناسب باشد. با تكيه بر خاصيت هيدروليكي آب، ابعاد رآكتور مي تواند در عملكرد بهتر آن مؤثر باشد. نمودار 3 رآكتور مدل CFD‏ را نشان مي دهد. هر كدام از خطوط رنگي نشان دهنده خط سير هر ذره در طول رآكتور مي باشد. همچنانكه زمان نگهداري انرژي افزايش مي يابد رنگها از آبي به قرمز تغيير مي يابد. امروزه از طراحي CFD‏ به منظور بهينه سازي رآكتورها استفاده‏          ‏ مي شود. با اين وجود، محاسبات تئوري بايد با‏‌‏ آزمايشات عملي اثبات گردد. سازندگان اين دستگاهها بايد با انجام آزمايشات زيست محيطي به اين نتيجه برسند كه آيا عملكرد رآكتور UV‏ با توجه به ميزان جريان و كيفيت آب در موقعيتهاي مختلف به خوبي عمل مي كند يا خير.
‏ 
‏تكنولوژي لامپ
‏اكثر سازندگان، از لامپهايUV‏ با فشار كم استفاده مي كنند. برخي از سازندگان در سيستم هاي فعلي خود، لامپهايي با فشار كم و كارآيي بالا به نام LPHO‏ استفاده‏                 ‏ مي نمايند. لامپهاي UV‏ فوق با شدت بالاتر و‏  ‏ دوز بهتر براي رآكتورهاي كوچكتر با تعداد كمتري لامپ به كار رفته و مقدار آب‏ ‏ بيشتري را ضدعفوني ميكند.‏ ‏ به منظور اطمينان از تداوم عفوني، اين لامپها بايد به طور سالانه تعويض گردند زيرا با گذشت زمان از كارآيي لامپهاي UV‏ نيز كاسته مي شود. نكته مهم ديگر اين است كه واحد دوز اعلام شده براي لامپ بايد حداقل واحدي باشد كه تا پايان عمر مفيد لامپ محسوب ميگردد(پس از يك سال استفاده).
‏براي اطمينان از اينكه مصرف كنندگان از لامپها درست استفاده و محافظت كنند، بر روي برخي از دستگاههاي UV‏ يك فرم اخطار سالانه نصب مي شود.
‏ 
‏توان محصولات
‏لامپهاي UV‏ بايستي از قدرت و توان كافي براي كارآيي بالاتر برخوردار باشند. امروزه بيشتر توليد كنندگان توصيه مي كنند كه از محصولات الكترونيكي كه با انرژي بيشتر و در دماهاي پايين تر كار مي كنند،‏ ‏ استفاده شود. اين محصولات هم بيش از اندازه گرم نميشوند و هم ميتوان از آنها در مناطق خشك و گرم‏ ‏ استفاده كرد. اين محصولات پرقدرت، به طور خودكار در برابر نوسانات برق مقاومت كرده و آن را به يك جريان ثابت در لامپ تبديل كرده و لامپ مقدار دوز لازم را دريافت مي نمايد. اينگونه لامپها حتي مي توانند در فركانس هاي 50 يا 60 هرتز نيز به خوبي عمل نمايند. هم اكنون اين محصولات با اطمينان كامل از نحوه عملكرد آن، نياز الكتريكي كشورها را برآورده مي سازد.
‏