Khử trùng bằng tia cực tím

Giới thiệu về khử trùng bằng tia cực tím

Tia cực tím (UV) là một dạng ánh sáng mà mắt người không nhìn thấy được. Nó chiếm một phần quang phổ điện từ giữa tia X và ánh sáng khả kiến.
Một đặc tính độc đáo của tia UV là một dải bước sóng cụ thể của nó là từ 200 đến 300 nanomet (phần tỷ mét) được phân loại là diệt khuẩn - có nghĩa là chúng có khả năng bất hoạt vi sinh vật, chẳng hạn như vi khuẩn, vi rút và động vật nguyên sinh. Khả năng này đã cho phép sử dụng rộng rãi tia UV như một cách thân thiện với môi trường, không chứa hóa chất và có hiệu quả cao để khử trùng nước thải và nước uống.

Làm thế nào tia cực tím khử trùng nước?

Đèn UV khá khác so với bóng đèn sợi đốt tiêu chuẩn của bạn. Dòng điện vẫn được truyền qua dây tóc vonfram nóng lên, nhưng năng lượng đó “kích thích” một lượng rất nhỏ hơi thủy ngân có trong đèn. Đó là hơi thủy ngân phát sáng và phát ra tia UV.

Trong các ứng dụng khử trùng nước, tia UV cung cấp khả năng khử hoạt tính nhanh chóng, hiệu quả của vi sinh vật thông qua một quá trình vật lý. Khi vi khuẩn, vi rút và động vật nguyên sinh tiếp xúc với bước sóng diệt khuẩn của tia UV, chúng ngay lập tức không có khả năng sinh sản và lây nhiễm. Quá trình này không bổ sung gì vào nước ngoài tia UV, không ảnh hưởng đến thành phần hóa học hoặc hàm lượng oxy hòa tan, và không tạo ra các sản phẩm phụ khử trùng.
Các vi sinh vật bị bất hoạt bởi tia UV do làm hỏng các axit nucleic. Năng lượng cao kết hợp với năng lượng tia cực tím bước sóng ngắn, chủ yếu ở bước sóng 254 nm, được hấp thụ bởi RNA và DNA của tế bào. Sự hấp thụ năng lượng tia cực tím này hình thành các liên kết mới giữa các nucleotide liền kề, tạo ra các liên kết đôi hoặc dimer. Sự khử trùng của các phân tử lân cận, đặc biệt là thymine, là tổn thương quang hóa phổ biến nhất. Hình thành nhiều chất dimer thymine trong DNA của vi khuẩn và vi rút ngăn cản sự sao chép.

Tia UV đã chứng minh hiệu quả chống lại các sinh vật gây bệnh, bao gồm cả những sinh vật gây bệnh tả, bại liệt, thương hàn, viêm gan và các bệnh do vi khuẩn, vi rút và ký sinh trùng khác.

Hiệu quả của việc khử trùng bằng tia cực tím

Một cơ quan nghiên cứu khoa học đã chứng minh khả năng của tia UV trong việc vô hiệu hóa một danh sách các vi khuẩn, vi rút và động vật nguyên sinh gây bệnh. UV mang lại lợi thế chính so với khử trùng bằng clo, do khả năng vô hiệu hóa các động vật nguyên sinh đe dọa sức khỏe cộng đồng - đáng chú ý nhất là Cryptosporidium và Giardia .
Việc thả các vi sinh vật có hại này vào các hồ và sông tiếp nhận bởi các cơ sở xử lý nước thải sử dụng khử trùng bằng clo làm tăng khả năng ô nhiễm trong các cộng đồng. Các nhà máy xử lý nước uống có thể được hưởng lợi bằng cách sử dụng tia UV vì nó có thể dễ dàng vô hiệu hóa các động vật nguyên sinh kháng clo, đồng thời giảm việc sử dụng clo và hình thành sản phẩm phụ.

Ưu điểm chính

• Không có hóa chất, không bổ sung gì vào nước ngoại trừ tia UV
• Không yêu cầu vận chuyển, lưu trữ hoặc xử lý các hóa chất độc hại hoặc ăn mòn
• Không tạo ra các sản phẩm phụ khử trùng gây ung thư
• Hiệu quả cao trong việc khử hoạt một loạt các vi sinh vật - bao gồm cả các mầm bệnh kháng clo Cryptosporidium và Giardia
• Có thể được sử dụng kết hợp với chất oxy hóa (ví dụ: hydrogen peroxide) để phá vỡ và tiêu diệt các chất gây ô nhiễm hóa học trong nước

Xác thực hệ thống UV

Tác dụng diệt khuẩn của tia cực tím có liên quan trực tiếp đến liều lượng năng lượng tia cực tím được vi sinh vật hấp thụ. Liều lượng tia cực tím là một sản phẩm của cường độ tia cực tím và thời gian cư trú và giới hạn khử trùng cần thiết / giảm log sẽ quyết định liều lượng tia cực tím cần thiết. Liều UV thường được biểu thị bằng mJ / cm 2 hoặc uWs / cm 2 .
Thời gian tồn tại của hệ thống UV được xác định bởi thiết kế buồng và tốc độ dòng chảy của nước. Cường độ bị ảnh hưởng bởi các thông số thiết bị (như loại đèn, cách bố trí đèn, v.v.) và các thông số chất lượng nước (chẳng hạn như độ truyền tia UV, TSS, v.v.). Không giống như các chất khử trùng hóa học, khử trùng bằng tia cực tím không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ hoặc độ pH của nước.
Để xác định chính xác liều lượng của hệ thống UV cho một tốc độ dòng chảy nhất định, phải tiến hành xác nhận xét nghiệm sinh học để tính đến tất cả các biến có thể ảnh hưởng đến cường độ tia cực tím và thời gian cư trú.