Cos'è un sistema di filtraggio dell'acqua commerciale con UV?
Intecnologia di trattamento dell'acqua, la disinfezione ultravioletta (UV) è una tecnologia sempre più popolare. Soprattutto nei sistemi di filtrazione dell'acqua commerciali, l'UV è ampiamente utilizzato come metodo di disinfezione efficiente e privo di sostanze chimiche. Quindi, cos'è un sistema di filtrazione dell'acqua commerciale con UV? Qual è il ruolo dell'UV? In quale fase del trattamento dell'acqua viene utilizzato? Questo articolo esplorerà questi problemi in dettaglio.
Cos'è un sistema di filtraggio dell'acqua commerciale con UV?
I sistemi di filtrazione dell'acqua commerciali sono utilizzati per fornire acqua potabile di alta qualità, acqua di lavorazione o acqua di processo e sono ampiamente utilizzati in settori quali alberghi, ristorazione, assistenza medica, prodotti farmaceutici e produzione di bevande. Questi sistemi solitamente includono più fasi di trattamento per rimuovere materia sospesa, materia organica, microrganismi e altri contaminanti nell'acqua per garantire che la qualità dell'acqua soddisfi gli standard del settore e i requisiti di salute e sicurezza.
Un sistema di filtraggio dell'acqua commerciale con UV si riferisce a un sistema di filtraggio dell'acqua tradizionale con un modulo di disinfezione UV aggiunto. La disinfezione UV consiste nell'uccidere batteri, virus, muffe e altri microrganismi patogeni nell'acqua tramite raggi ultravioletti a onde corte (solitamente banda UVC, lunghezza d'onda 200-280 nanometri) emessi da lampade ultraviolette. Questo metodo di disinfezione non si basa su sostanze chimiche, quindi non modifica il sapore, l'odore o il colore dell'acqua, né produce sottoprodotti nocivi.
Qual è il ruolo della luce UV?
Il ruolo principale della luce UV nel trattamento delle acque è la disinfezione, ovvero la distruzione della struttura del DNA e dell'RNA dei microrganismi, facendogli perdere la capacità di riprodursi e infettare. Nello specifico, il meccanismo d'azione della disinfezione UV è il seguente:
1. Distruggere il materiale genetico dei microrganismi:La luce UV forma dimeri di timina reagendo fotochimicamente con il DNA e l'RNA dei microrganismi, ostacolando così la replicazione del DNA. Questo danno è fatale perché una volta che il DNA non può replicarsi normalmente, il microrganismo non può continuare a sopravvivere e riprodursi.
2. Inibire l'attività microbica:Oltre a distruggere il materiale genetico, la luce UV può anche distruggere il sistema enzimatico e la funzione della membrana cellulare dei microrganismi, rendendoli inattivi. Ciò garantisce ulteriormente che i patogeni nell'acqua vengano completamente eliminati.
3. Uccidere efficacemente una varietà di agenti patogeni:La disinfezione UV può uccidere efficacemente una varietà di patogeni come batteri, virus, muffe, alghe e parassiti nell'acqua. Rispetto ai metodi di disinfezione chimica, la disinfezione UV non produce patogeni resistenti ai farmaci, quindi ha un importante vantaggio nel garantire la sicurezza della qualità dell'acqua.
In quale fase del trattamento dell'acqua viene utilizzata la disinfezione UV?
Nei sistemi di filtrazione dell'acqua commerciali, la disinfezione UV è solitamente disposta nella fase finale come parte del trattamento di disinfezione terminale. Questo perché dopo che l'acqua è stata pretrattata nelle fasi precedenti (come sedimentazione, filtrazione, adsorbimento su carbone attivo, ecc.), la materia sospesa, la materia organica e la maggior parte dei microrganismi nell'acqua sono stati rimossi o ridotti a un livello inferiore. A questo punto, la qualità dell'acqua è relativamente limpida e l'effetto della disinfezione UV è il migliore.
I passaggi specifici sono i seguenti:
Prefiltrazione (filtrazione meccanica)
Nella prima fase del trattamento dell'acqua, l'acqua passa prima attraverso un filtro meccanico o uno schermo per rimuovere le sostanze sospese più grandi, sabbia, terra, ruggine, ecc. Questa fase serve principalmente a proteggere le apparecchiature di trattamento successive da intasamenti e usura. Allo stesso tempo, questa fase crea anche condizioni migliori per la disinfezione UV, perché la capacità di penetrazione dei raggi UV è strettamente correlata alla torbidità dell'acqua.
Filtrazione a carbone attivo
Dopo la filtrazione meccanica, l'acqua potrebbe contenere ancora materia organica, odore, colore e cloro residuo e altre sostanze chimiche. In questa fase, queste sostanze nell'acqua vengono adsorbite e rimosse attraverso il filtro a carbone attivo. La filtrazione a carbone attivo non solo migliora il sapore e l'odore dell'acqua, ma riduce anche ulteriormente la concentrazione di inquinanti organici nell'acqua, gettando le basi per il successivo trattamento di disinfezione.
Trattamento di addolcimento o osmosi inversa
In alcunisistemi di filtraggio dell'acqua commerciale, in particolare quelli che hanno bisogno di rimuovere la durezza o i solidi totali disciolti (TDS), l'acqua può essere addolcita o sottoposta a osmosi inversa (RO) prima di entrare nella disinfezione UV. L'addolcimento rimuove gli ioni di durezza come calcio e magnesio dall'acqua scambiando ioni sodio, mentre l'osmosi inversa rimuove i solidi e gli ioni disciolti dall'acqua tramite membrane ad alta pressione. Questi metodi di trattamento possono ridurre significativamente la concentrazione di inquinanti nell'acqua e migliorare l'efficacia della disinfezione UV.
Disinfezione UV
Nella fase finale del trattamento dell'acqua, l'acqua dopo le fasi precedenti è molto vicina allo stato puro, ma potrebbe contenere ancora piccole quantità di batteri e virus. In questo momento, l'acqua passa attraverso il modulo di disinfezione UV e i raggi ultravioletti a onde corte emessi dalla lampada UV penetrano nel flusso d'acqua e uccidono i microrganismi rimanenti. Poiché la qualità dell'acqua è relativamente limpida, i raggi ultravioletti possono penetrare efficacemente nel corpo idrico per garantire l'effetto di disinfezione.
Il vantaggio della disinfezione UV è che non si basa su sostanze chimiche, quindi non produce sottoprodotti nocivi e non influisce sul sapore e sulla qualità dell'acqua. Inoltre, la disinfezione UV può essere completata in un istante senza tempo di contatto, il che è più rapido della disinfezione chimica (come la disinfezione con clorazione).
Composizione e funzionamento del sistema di disinfezione UV
I componenti principali del sistema di disinfezione UV sono lampade UV, manicotti al quarzo, pannelli di controllo e camere di reazione. Di seguito presenteremo in dettaglio questi componenti e le loro funzioni:
Lampade UV
La lampada UV è il componente principale del sistema di disinfezione UV, che di solito utilizza lampade a vapori di mercurio a bassa pressione o lampade a vapori di mercurio a media pressione. Le lampade a bassa pressione di solito producono 254 nanometri di lunghezza d'onda ultravioletta, che è una delle lunghezze d'onda di disinfezione più efficaci. Le lampade a media pressione possono produrre una banda più ampia di raggi ultravioletti con maggiore efficienza di disinfezione.
La durata di vita delle lampade UV è solitamente di 9.000-12.000 ore. Dopo questo periodo, l'emissione UV della lampada diminuirà gradualmente, quindi è necessario sostituirla regolarmente per garantire l'effetto di disinfezione.
Manicotto al quarzo
Il manicotto al quarzo è un materiale tubolare trasparente avvolto attorno alla lampada UV per proteggere la lampada e impedire all'acqua di entrare direttamente in contatto con la lampada. Il materiale al quarzo ha un'elevata trasmittanza UV, che assicura che la luce UV emessa dalla lampada venga trasmessa efficacemente all'acqua. Allo stesso tempo, il manicotto al quarzo può anche impedire alle impurità presenti nell'acqua di aderire alla lampada, influenzando così l'effetto di disinfezione.
I manicotti di quarzo devono essere puliti regolarmente per evitare l'accumulo di calcare o biofilm, che riducono la trasmittanza della luce UV e compromettono l'effetto di disinfezione.
Pannello di controllo
Il pannello di controllo è utilizzato per monitorare e controllare lo stato operativo del sistema di disinfezione UV. Di solito è dotato di un misuratore di intensità UV, di una spia luminosa di funzionamento della lampada e di un sistema di allarme. Quando l'emissione UV è inferiore allo standard impostato o la lampada si guasta, il pannello di controllo emette un allarme per ricordare all'utente di eseguire la manutenzione o sostituire la lampada.
Camera di reazione
La camera di reazione è l'area in cui l'acqua scorre attraverso la disinfezione UV. Di solito è realizzata in acciaio inossidabile e lucidata all'interno per aumentare la riflettività della luce UV e migliorare l'effetto di disinfezione. Quando l'acqua scorre attraverso la camera di reazione, la luce UV emessa dalla lampada UV irradierà uniformemente l'intero corpo idrico, assicurando che tutti i microrganismi nell'acqua possano essere disinfettati efficacemente.
Quali sono i limiti della disinfezione UV?
Sebbene la disinfezione UV sia ampiamente utilizzata insistemi di filtraggio dell'acqua commercialee presenta numerosi vantaggi, ma presenta anche alcuni limiti.
1. Elevati requisiti di qualità dell'acqua:L'effetto della disinfezione ultravioletta è strettamente correlato alla trasparenza dell'acqua. Se l'acqua contiene più materia sospesa o elevata torbidità, la capacità di penetrazione dei raggi ultravioletti sarà influenzata e l'effetto di disinfezione potrebbe non essere quello previsto.
2. Impossibile rimuovere gli inquinanti chimici:La disinfezione ultravioletta è efficace solo per i microrganismi e non può rimuovere inquinanti chimici, metalli pesanti o inquinanti organici nell'acqua. Pertanto, quando questi inquinanti devono essere rimossi, la disinfezione ultravioletta deve essere utilizzata in combinazione con altre tecnologie di trattamento dell'acqua.
3. È richiesta un'alimentazione continua:Le lampade a raggi ultravioletti necessitano di alimentazione continua per funzionare normalmente. In caso di interruzione di corrente o guasto della lampada, la funzione di disinfezione del sistema fallirà. Pertanto, quando si progettano e si utilizzano sistemi di disinfezione a raggi ultravioletti, è necessario prendere in considerazione l'alimentazione di backup o altre misure di emergenza.