Tia cực tím và ứng dụng trong xử lý nước công nghiệp

Tia cực tím là gì?

Tia cực tím hay còn gọi là tia tử ngoại, tia UV. Nó là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng dài hơn tia X. Tia cực tím mắt người không nhìn thấy được. Tia cực tím có năng lượng từ 3 eV đến 124 eV. Phổ tia cực tím có thể chia ra thành 2 dạng. Tia cực tím tử ngoại gần có bước sóng từ 380 đến 200 nm. Tia cưc tím tử ngoại xa hay tử ngoại chân không có bước sóng từ 200 đến 10 nm.

Khi quan tâm đến ảnh hưởng của tia cực tím lên sức khỏe con người và môi trường. Các nhà khoa học cho biết phổ của tia cực tím chia ra làm các phần: UVA (380-315 nm), hay gọi là sóng dài hay “ánh sáng đen”. UVB (315-280 nm) gọi là bước sóng trung bình; UVC (ngắn hơn 280 nm) gọi là sóng ngắn và có tác dụng diệt vi khuẩn.

Mặt Trời tỏa ra tia cực tím UVA, UVB và UVC, nhưng bởi vì sự hấp thụ của tầng ozone, 99% tia cực tím đến được mặt đất là thuộc dạng UVA. Bản thân tầng ozone được tạo ra nhờ phản ứng hóa học có sự tham gia của tia UVC.

Tia cực tím và ứng dụng trong xử lý nước công nghiệp

Tia cực tím có tác dụng rất mạnh trên Nucleo Protein của vi khuẩn. Nó có thể làm biến dạng hoặc giết chết vi khuẩn. Hiệu lực tiệt khuẩn của tia cực tím phụ thuộc nhiều yếu tố. Mật độ, thời gian chiếu tia, điều kiện môi trường và khả năng chống chịu của vi khuẩn. Ngoài ra do tác dụng của tia cực tím, không khí có thể sinh ra Ozon cũng có khả năng tiêu diệt vi khuẩn.

Xử lý nước công nghiệp bằng tia cực tím: vùng cực tím có tác dụng diệt khuẩn nhiều nhất là vùng có bước sóng 280 – 200 nm. Những đèn phát tia cực tím thường được đặt ngầm ở trong nước. Lớp nước chảy qua đèn có độ dày khoảng 10 – 15cm và phải được chiếu trong 10 – 30s. Tia cực tím chỉ xuyên được qua nước trong không màu. Khi màu và độ đục tăng thì tác dụng diệt khuẩn giảm.

Ưu điểm của phương pháp Xử lý nước công nghiệp bằng tia cực tím giúp diệt khuẩn mà không ảnh hưởng tới mùi vị của nước. Nhưng phương pháp này còn có nhược điểm là tác dụng diệt khuẩn không bền. Sau này nước có thể bị nhiễm khuẩn lại và chỉ áp dụng được khi nước trong. Khả năng diệt khuẩn phụ thuộc vào điện thế nguồn điện. Khi điện thế giảm 10% thì khả năng diệt khuẩn sẽ giảm 15 – 20%.

Công nghệ xử lý nước bằng tia cực tím

Các thành phần chính của một hệ thống khử trùng UV bao gồm: đèn UV, vỏ chứa đèn ( lò phản ứng) và chấn lưu. Nguồn
gốc của bức xạ tia cực tím là áp suất thấp hoặc trung bình. Bước sóng tối ưu để vô hiệu hóa một cách hiệu quả các vi sinh
vật trong khoảng 250 -270 nanomet (nm). Cường độ của bức xạ phát ra từ đền mất đi khi khoảng cách từ đèn tăng lên.
Nhiệt độ lý tưởng của đèn là 95 – 122 độ F

Hiện nay phổ biến sử dụng đèn UV áp suất thấp. Khoảng 85% sản lượng năng lượng ở bước sóng 253,7 nm, nằm trong
phạm vi bước sóng tối ưu 250 -270 nm cho hiệu quả diệt khuẩn. Đèn thủy ngân áp suất thấp là đèn hơi dài, mỏng, ống
trong suốt đường kính 1,5 -2cm đường kính, đèn thường dài 0,75 – 1,5 m.

Ngoài đèn thủy ngân áp suất thấp, đèn hơi thủy ngân áp lực trung bình được phát triển để sử dụng trong các hệ thống
khử trùng Uv với công suất cao hơn. Loại đèn này sản xuất gấp 25 -30 lần sản lượng so với đèn áp suất thấp và sử dụng
máy biến áp thường xuyên thay cho chấn lưu để cung cấp điện áp.

Ưu và nhược điểm của Công nghệ xử lý nước bằng tia cực tím

Ưu điểm
+ Khử trùng bằng tia cực tím UV có hiệu quả tiêu diệt hầu hết các virut, bào tử và u nang
+ Khử trùng bằng tia cực tím là một quá trình vật lý nên không cần quan tâm đến việc xử lý, vận chuyển, lưu trữ hóa chất
chất độc hai
+ Không để lại tác dụng còn sót lại có thể gây hại cho con người và đời sống thủy sinh
+ Thời gian tiếp xúc ngắn hơn so với các chất khử trùng khác
+ Đòi hỏi không gian ít hơn so với các phương pháp khác

Nhược điểm
+ Liều lượng thấp có thể không đem lại hiệu quả bất hoạt một số virut, bào tử và u nang
+ Cần duy trì quy trình bảo dưỡng phòng ngừa và kiểm soát sự tắc nghẽn của ống
+ Độ đục và tổng chất rắn lơ lửng trong nước thải có thể khử trùng UV không hiệu quả. Khử trùng bằng đèn UV áp suất
thấp là không hiệu quả cho nước thải có nồng độ TSS trên 30mg/l