چگونگی تصفیه آب با اشعه UVC همراه با محاسبات ریاضی

تصفیه کردن آب با استفاده از لامپ uv تصفیه آب :

لامپ uv ضدعفونی در برند اسرام با پیشوند HNS و در برند فیلیپس با پیشوند TUV شناخته می‌شوند.این لامپهای فرابنفش هیچگونه ماده شیمیایی تولید نکرده و برای استفاده دائمی در محیط های خانگی یا عمومی جهت تصفیه آب کاربرد و استفاده دارند.یا به عنوان مثال در از لامپ uv تصفیه آب فیلیپس 75 وات برای تصفیه کردن آب در تجهیزات سیار موتورخانه ها و همچنین برای ضدعفونی آب استخر و پسابها و غیره استفاده می‌شود.اینگونه لامپها باید در جریان آب در جایی که ممکن باشد،نصب شود.اثربخشی لامپ uvc بستگی به ترکیبات آب یا مایع شامل نمک، مواد آلی یا سایر مواد داشته که ممکن است تا حد زیادی عمق نفوذ اشعه UV را کاهش دهد.
در طراحی مهندسی سیستم های تصفیه آب صنعتی این مورد را باید در نظر گرفت که برای آب مقطر، تابش اشعه فرابنفش در فاصله تقریبی 3 متر بمیزان 10٪ از میزان اولیه کاهش میابد.

مشخص کردن تعداد لامپ یو وی ضدعفونی مورد نیاز با پاسخ به سوالات ذیل

1) کدام میکروارگانیسم ها درگیر می شوند؟
2) درجه مورد نیاز برای غیرفعال کردن چقدر است؟
3) سرعت جریان آب چقدر است؟
4) ابعاد لوله چقدر است؟

روش محاسبه :
پاسخ به دو سوال اول و دوز نسبی از نمودار ، پارامتر H را در Ws / m2 مشخص میکند
حداقل تابش یا E از فرمول E = H x Φ / (3.14 x R2 x L) بدست می آید،جایی که Φ از نسبت m3 /s حاصل شده و مقدار R شعاع و مقدار L طول تابش
حداکثر فاصله d بین ماده ای که باید تابش شود و نزدیکترین لامپ در UVC تابش 
لامپها روی چیده شده اند دور دایره ای با شعاع r = R – d
فاصله دو لامپ مجاور روی محیط دایره 2d است.
N تعداد لامپهای دور دایره است n = 3.14 x (R – d) / d.

بیشتر بدانید: چرا اشعه uvc نمی تواند ازن تولید کند

نمونه محاسبات عددی برای انجام تصفیه آب با اشعه uv :

میکرو ارگانیسم : درجه غیر فعالسازی 99.9%

دُز تابش : H = 3 x 54 Ws/m2 = 162 Ws/m2

سرعت جریان : Φ = 270 m3 /h = 0.075 m3 /s

ابعاد منطقه تابش: R = 0.5 m; L = 0.9 m

حداقل تابش : E = H x Φ / (3.14 x R2 x L) E = 17 W/m

فاصله ای که توسط نمودار تابش مشخص می شود: d = 0.12 m (HNS 30 W)

تعداد لامپها : n = 3.14 x (0.5 – 0.12) / 0.12 وn = 10 (HNS 30 W)

به طور یکنواخت در امتداد محیط دایره ای با شعاع قرار گرفته است : r = R – d = 0.38 m

منبع

Water Purification by Deep Ultraviolet Light