بررسي امكان استفاده از لامپ فرابنفش (نوع فشار متوسط) براي پيش تصفيه آب آشاميدني

نويسنده: هادي رحيم زاده
استاد راهنما: فروغ واعظي
استاد مشاور: عليرضا مصداقي نيا، رامين نبي زاده
تاريخ دفاع: 1383/01/01
مدرك: كارشناسي ارشد علوم بهداشتي (MSPH) مهندسي بهداشت محيط
دانشگاه: دانشگاه علوم پزشكي تهران، بهداشت و انستيتو تحقيقات بهداشتي،
چكيده: پرتوتابي آب با لامپ فرابنفش يكي از توجه برانگيزترين تلاشهاي صورت گرفته در مسير تامين بهترين كيفيت از آب آشاميدني محسوب مي شود، زيرا اين روش مشابه با روش خود پالايي انتخاب شده بوسيله طبيعت براي منابع آب مي باشد. اما كاربرد لامپ هاي كم فشار در مواردي كه آب مورد تصفيه شفافيت كافي را نداشته باشد نتايج دلخواه را حاصل نمي نمايد. لذا از دهه گذشته تاكنون به منظور رفع اين مشكل و عدم نياز به بالا بردن مراحل پيش تصفيه و تعداد لامپها كه همزمان با تشديد مشكلات بهره برداري و نگهداري در تصفيه خانه ها نيز خواهد بود نوع دوم از لامپ ها موسوم به فشار متوسط عرضه شد. مي توان گفت تعداد قابل توجهي از معروفترين تصفيه خانه هاي آب دنيا در كشورهاي پيشرفته، استفاده از اين نوع لامپ ها را جايگزين ساير روشهاي گندزدايي نموده اند و يا در مرحله اين اقدام قرار دارند. اين تحقيق با هدف كلي به كارگيري اين لامپهاي جديد در مرحله اول گندزدايي آب كه يكي از حساس ترين مراحل در تضمين كيفيت شيميايي و ميكروبي آب محسوب مي شود. انجام گرفته است. دو نمونه آب در اين تحقيق مورد آزمايش قرار گرفت. نمونه هاي طبيعي از آب ورودي به تصفيه خانه 3 و 4 تهران كه يك منبع سطحي محسوب مي شود اتخاذ شد و نمونه هاي سنتتيك، مجددا از منبع آب شرب تهران اما با افزايش تعمدي مواد كدورت ساز، املاح نيترات و آلاينده هاي ميكروبي تهيه شده است. واحد گندزدايي با UV در مقياس آزمايشگاهي به شكل يك راكتور بسته (تك لامپي- باقطر مفيد 10 سانتي متر و حجم مفيد 3 ليتر) با جريان روبه بالا در دو زمان تماس 30 و 10 ثانيه (و با استفاده جداگانه از دو لامپ 300 و 400 وات با طول قوس 7 ميلي متر) مورد بهره برداري قرار گرفت. به اين ترتيب راكتور از نوع مستغرق به منظور بهره برداري حداكثر از UV پيش بيني گرديد. نمونه برداري در دو فصل بهار و تابستان 1383 از آب خام انجام گرفت (مجموعا 12 نمونه) كه به لحاظ كدورت پايين اين نمونه ها كارايي حذف همواره از 97 درصد بالاتر بوده است. (از حداقل 97.3% تا حداكثر 99.4% براي لامپ 400 وات در زمان تماس 30 ثانيه مي باشد). نتيجه گيري حاصل شده رابطه مشخصي را بين راندمان گندزدايي (كاهش HPC) با مقدار كدورت آب نشان نمي دهد. مجموع نمونه هاي سنتتيك مورد آزمايش در اين تحقيق مجموعا 60 مورد در دامنه هاي كدورت (1 تا 750) و دامنه نيترات (1 تا 30 ميليگرم در ليتر برحسب ازت) مي باشد. عامل افزايش كدورت مخلوط خاك رس و خاك بستر رودخانه جاجرود مي باشد. نتايج نشان داد كه حتي در شرايط استفاده از 10 ثانيه تماس با لامپ 300 وات و آب با كدورت 46NTU، نزديك به 70% حذف ميكروبي امكان پذير مي باشد. البته براي نيل به درصهاي حذف 90% حداكثر كدورتهاي مجاز براي لامپ 300 وات در زمان 30 ثانيه برابر 250NTU و در زمان 10 ثانيه 150 NTU مي باشد. لامپ 400 وات حتي در كدورت هاي بالا (770NTU) در هر دو زمان ماند 30 ثانيه و 10 ثانيه 90% راندمان كاهش ميكروبي را دارد. در اينجا همبستگي خوبي بين رابطه افزايش كدورت و راندمان حذف مشاهده مي شود كه نشان دهنده شروع ايجاد مزاحمت براي نفوذ نور از اين تيپ از لامپها مي باشد. نتايج بدست آمده از بررسي اثر UV روي يونهاي نيترات نشان دهنده اين مطلب است كه مادام كه غلظت نيترات ورودي به واحد پرتوتابي از حد استاندارد نيترات براي آب آشاميدني بالاتر نباشد تحت هيچ شرايطي غلظت نيتريت از حداكثر مجاز تجاوز نخواهد كرد. تبديل نيترات به نيتريت تنها مشكل گزارش شده از نزول كيفيت شيميايي آب از تصفيه خانه هاي مجري طرح پرتوتابي محسوب مي شود. در نهايت مي توان انتظار داشت اين است كه كيفيت آب قابل تحويل در استفاده از اين روش در مقايسه با ساير روشهاي گندزدايي مرحله اوليه آبهاي سطحي در مرتبتي بالاتر قرار دارد.
كلمات كليدي: آب آشاميدني، گندزدايي، پرتو فرانبفش، لامپ بافشار متوسط، نيترات، نيتريت