La luce ultravioletta può essere utilizzata per il trattamento dell’acqua?
Sullo sfondo della crescente carenza idrica globale e dei problemi di inquinamento dell’acqua, trovare una tecnologia di trattamento dell’acqua efficiente e rispettosa dell’ambiente è diventato un obiettivo comune per scienziati e ingegneri di tutto il mondo.Tecnologia di disinfezione a raggi ultravioletti (UV).è gradualmente emerso nel campo del trattamento delle acque grazie ai suoi vantaggi quali alta efficienza, assenza di residui chimici e protezione ambientale.
Quindi, la luce ultravioletta può essere utilizzata per il trattamento dell’acqua? Questo articolo discuterà in dettaglio l'applicazione, il principio, i vantaggi e i limiti della luce ultravioletta nel trattamento dell'acqua.
Qual è il principio della disinfezione ultravioletta?
La luce ultravioletta è un'onda elettromagnetica con una lunghezza d'onda compresa tra 10 e 400 nanometri (nm). La tecnologia di disinfezione ultravioletta utilizza principalmente lo spettro UV-C con una lunghezza d'onda compresa tra 200 e 300 nanometri. La luce ultravioletta in questa banda ha un forte effetto battericida. I principi specifici sono i seguenti:
1. Distruggi il DNA e l'RNA dei microrganismi:La luce UV-C può penetrare nella parete cellulare dei microrganismi, distruggere le loro strutture di DNA e RNA e far loro perdere la capacità di riprodursi e infettare.
2. Causare reazioni fotochimiche:L'energia della luce ultravioletta è sufficiente per innescare reazioni fotochimiche, generare radicali liberi e distruggere ulteriormente la struttura cellulare dei microrganismi.
Questo metodo di disinfezione fisica non richiede l'aggiunta di agenti chimici, non produce inquinamento secondario e ha un effetto battericida ad ampio spettro, che può efficacemente inattivare batteri, virus, protozoi e alghe.
Quali sono le applicazioni della luce ultravioletta nel trattamento dell'acqua?
La tecnologia di disinfezione ultravioletta è ampiamente utilizzata intrattamento dell'acqua, che comprende principalmente il trattamento dell'acqua potabile, il trattamento delle acque reflue, il trattamento delle acque reflue industriali, l'acquacoltura e la disinfezione delle piscine. L'introduzione specifica è la seguente:
1. Trattamento dell'acqua potabile:
Nel processo di trattamento dell'acqua potabile, la disinfezione ultravioletta è ampiamente utilizzata per rimuovere i microrganismi patogeni e garantire la sicurezza della qualità dell'acqua. I sistemi di disinfezione a raggi ultravioletti vengono solitamente installati all'uscita degli impianti idrici. Attraverso l'irradiazione ultravioletta, batteri, virus e altri microrganismi presenti nell'acqua vengono rapidamente inattivati.
2. Trattamento delle acque reflue:
Negli impianti di trattamento delle acque reflue, la disinfezione ultravioletta viene utilizzata come tecnologia di disinfezione terminale per la disinfezione degli effluenti trattati. Rispetto alla tradizionale disinfezione al cloro, la disinfezione a raggi ultravioletti presenta il vantaggio di non avere sottoprodotti dannosi e di essere facile da usare, quindi è stata ampiamente utilizzata in molti impianti di trattamento delle acque reflue.
3. Trattamento delle acque reflue industriali:
In alcuni processi di trattamento delle acque reflue industriali molto richiesti, come l'industria farmaceutica, elettronica, alimentare e delle bevande, la tecnologia di disinfezione a raggi ultravioletti viene utilizzata per rimuovere gli agenti patogeni nelle acque reflue grazie alla sua elevata efficienza e alle caratteristiche di protezione ambientale, garantendo lo scarico sicuro o il riutilizzo delle acque reflue.
4. Acquacoltura e disinfezione delle piscine:
Molto comune è anche l'applicazione della tecnologia di disinfezione a raggi ultravioletti nell'acquacoltura e nella disinfezione delle piscine. I raggi ultravioletti possono controllare efficacemente i microrganismi patogeni nell'acqua, ridurre l'incidenza delle malattie negli animali acquatici e migliorare l'efficienza della riproduzione; nelle piscine, la disinfezione a raggi ultravioletti può evitare irritazioni alla pelle e problemi di odore causati dalla tradizionale disinfezione al cloro e migliorare l'esperienza di nuoto.
Composizione e principio di funzionamento del sistema di disinfezione a raggi ultravioletti
Un sistema completo di disinfezione a raggi ultravioletti comprende solitamente componenti quali lampade a raggi ultravioletti, reattori, manicotti al quarzo e sistemi di controllo. Il suo principio di funzionamento è il seguente:
1. Lampada ultravioletta:La lampada ultravioletta è il componente principale del sistema di disinfezione ultravioletta, solitamente utilizzando una lampada al mercurio a bassa pressione o una lampada al mercurio a media pressione. L'emissione ultravioletta della lampada al mercurio a bassa pressione è concentrata principalmente nella lunghezza d'onda di 254 nanometri, che ha un elevato effetto battericida; la lampada al mercurio a media pressione può emettere più lunghezze d'onda dei raggi ultravioletti e l'effetto battericida è più ampio.
2. Reattore:Il reattore è il luogo di lavoro principale del sistema di disinfezione a raggi ultravioletti. Quando l'acqua scorre attraverso il reattore, viene sterilizzata mediante radiazioni ultraviolette. La progettazione del reattore deve considerare la meccanica dei fluidi e i principi ottici per garantire che l'acqua scorra in modo uniforme e che la radiazione ultravioletta sia sufficiente.
3. Manicotto al quarzo:La lampada a raggi ultravioletti è incapsulata in un manicotto di quarzo. Il manicotto al quarzo ha un'elevata trasmissione luminosa e può trasmettere efficacemente i raggi ultravioletti proteggendo la lampada ultravioletta.
4. Sistema di controllo:Il sistema di controllo viene utilizzato per monitorare e regolare lo stato operativo del sistema di disinfezione a raggi ultravioletti, compreso l'avvio e l'arresto della lampada a raggi ultravioletti, il monitoraggio dell'intensità degli ultravioletti e il controllo del flusso d'acqua nel reattore.
Quali sono i vantaggi della tecnologia di disinfezione a raggi ultravioletti?
La tecnologia di disinfezione a raggi ultravioletti è favorita da un numero sempre maggiore di progetti di trattamento dell'acqua grazie ai suoi vantaggi significativi. I suoi principali vantaggi sono: sterilizzazione efficiente, nessun residuo chimico, funzionamento semplice, sterilizzazione istantanea e ampia adattabilità.
1. Sterilizzazione efficiente:La disinfezione ultravioletta ha un effetto di sterilizzazione ad ampio spettro, può inattivare efficacemente vari batteri, virus e protozoi e ha un elevato tasso di sterilizzazione.
2. Nessun residuo chimico:La disinfezione UV non richiede l'aggiunta di agenti chimici, non produce residui chimici o sottoprodotti dannosi ed è ecologica e sicura.
3. Funzionamento facile:Il sistema di disinfezione UV ha una struttura semplice, funzionamento e manutenzione facili e non richiede tecniche operative complesse.
4. Sterilizzazione istantanea:La disinfezione UV è un metodo di disinfezione fisica che può sterilizzare istantaneamente e non richiede lunghi tempi di reazione.
5. Ampia adattabilità:La tecnologia di disinfezione UV è adatta a varie qualità dell'acqua ed è ampiamente utilizzata in diversi campi di trattamento dell'acqua come acqua potabile, acque reflue e acque reflue industriali.
Quali sono gli svantaggi della tecnologia di disinfezione UV?
SebbeneTecnologia di disinfezione UVpresenta molti vantaggi, ci sono anche alcuni svantaggi nelle applicazioni pratiche che devono essere considerati e risolti in modo completo.
1. Influenza sulla qualità dell'acqua:La materia sospesa, la torbidità e la materia organica nell'acqua influenzeranno la penetrazione dei raggi ultravioletti e ridurranno l'effetto disinfezione. Pertanto, in acqua con elevata torbidità o elevato contenuto di materia organica, è necessario un pretrattamento per migliorare l'effetto di disinfezione UV.
2. Manutenzione dell'attrezzatura:Le lampade UV e i manicotti al quarzo devono essere puliti e sostituiti regolarmente per garantire l'intensità dell'emissione UV e l'effetto disinfettante. Soprattutto nelle zone con acqua dura, i manicotti in quarzo tendono a incrostarsi e devono essere rimossi regolarmente.
3. Nessun effetto disinfettante duraturo:La disinfezione UV è un metodo di disinfezione immediato e non può fornire una protezione continua dalla disinfezione. Pertanto, in alcune applicazioni, è necessario combinare altri metodi di disinfezione, come la disinfezione con cloro, per garantire un controllo microbico continuo.
4. Elevato investimento iniziale:Rispetto ai tradizionali metodi di disinfezione chimica, l'investimento iniziale del sistema di disinfezione UV è maggiore e occorre considerare il costo di approvvigionamento, installazione, funzionamento e manutenzione delle apparecchiature.
Conclusione sulla possibilità di utilizzare gli UV per il trattamento dell'acqua
La tecnologia di disinfezione ultravioletta è stata ampiamente utilizzata nel campo del trattamento dell'acqua grazie ai suoi vantaggi quali alta efficienza, protezione ambientale e sicurezza. Dal trattamento dell'acqua potabile al trattamento delle acque reflue, al trattamento delle acque reflue industriali e all'acquacoltura, la tecnologia di disinfezione UV gioca un ruolo importante. Tuttavia, esistono anche alcune limitazioni nell’applicazione della tecnologia di disinfezione UV ed è necessario progettare e far funzionare in modo ragionevole il sistema di disinfezione in combinazione con specifici requisiti di qualità e trattamento dell’acqua.