گروه دکتر استخر
UV و ازن: یک ترکیب رویایی
کاربرد عملی و بازگشت سرمایه سیستم‌های ترکیبی ازن ـ UV مورد استفاده در تسهیلات آبی
مرکز کنترل و پیشگیری از بیماری آمریکا (CDC) ، مجدداً تمایل خود را به استفاده از هر دو روش UV و ازن افزایش داده است و در نتیجه توصیه آنها، کُد چهارمی به قانون بهداشت و سلامت آبی (MAHC) افزوده شده است تا از این فناوری ها به عنوان ضدعفونی کننده ثانویه (بعد از کلر) برای مبارزه با شیوع بیماری‌ها در تسهیلات آبی استفاده شود.
مزایای ویژه ترکیب ازن ـ UV به تشکیل رادیکال های هیدروکسیل مربوط بوده و “قدرت سه گانه” سبب افزایش راندمان اکسیداسیون و گندزدایی می‌شود. برخی از مزایای سیستم ترکیبی UV و ازن در یک استراتژی گندزدایی دوگانه برای تصفیه آب، بدین شرح است:
اثربخشی سینرژیک (همافزا) گندزدایی در مقابل طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها (به ویژه مقاوم در برابر کلر)
کاهش چشمگیر مصرف کلر
کاهش مصرف مواد شیمیایی
نابودی کلرآمین‌ها که سبب حذف بوی نامطبوع و طبیعت خورنده این ترکیبات می‌شود.
دوستدار محیط زیست (هیچگونه ترکیب شیمیایی وارد آب نمیشود)
صرفه جویی در مصرف آب و انرژی لازم جهت گرمایش آن
اکسیداسیون مواد آلی
تولید آب با کیفیت استثنایی
با توجه به این موارد، UV ـ ازن، یک ترکیب رویایی است که بکارگیری آن در فرآیند تصفیه آب، هم کاربردی و هم مقرون به صرفه است.
ادغام فناوریهای UV و ازن
قطعاً میتوان برای دستیابی به یک استراتژی گندزدایی دوگانه، یک سیستم مجزای تولید ازن را قبل یا بعد از یک سیستم UV نصب نمود که طبعاً نیازمند دو سیستم با نصب مجزا و هزینه گرانتر است. خوشبختانه برخی از لامپ‌های UV کم فشار می‌توانند دو طول موج را نشر کنند:
نور فرابنفش nm 185 برای ایجاد ازن
نور فرابنفش nm 254 برای غیرفعال‌سازی میکروارگانیسم‌ها
قیمت این لامپ‌های دو طول موجی در حدود لامپ‌های UV تک طول موج است و می‌توانند به صورت سیستم یکپارچه جهت تولید همزمان UV و اوزن برای فرآیندهای تصفیه آب استفاده شوند.
ایجاد یک سیستم ترکیبی ازن ـ UV نیازمند فهم اساسی از چگونگی پیکربندی سیستم UV کم فشار سنتی است. در چنین سیستم‌هایی، لامپ‌های UV در یک مجرا به گونهای قرار می‌گیرند که آب در حال عبور، در معرض اشعه‌های UV قرار بگیرد. برای این منظور، هر لامپ با یک غلاف شیشه کوارتز احاطه می‌شود. این غلاف دو عمل کلیدی را انجام می‌دهد: یک سد فیزیکی بین لامپ و آب ایجاد می‌کند؛ همچنین اجازه می‌دهد پرتوهای UV لامپ به سادگی به درون فاز آبی منتقل شوند. چنانچه لامپ‌های UV استفادهشده، تک طول موج (معروف به لامپ گندزدا ـ لامپ‌هایی که فقط نور فرابنفش با طول موج nm 254 نشر می‌کنند) باشند، سیستم مذکور، یک سیستم UV سنتی است.
برای تبدیل یک سیستم سنتی به سیستم ترکیبی ازن ـ UV ، به دو مرحله کلیدی نیاز است:
تعویض لامپ با مدل دو طول موجی
فراهمکردن ابزاری برای استخراج ازن ایجادشده درون غلاف کوارتز و تزریق آن به درون فاز آبی
در حالی که انواع مختلفی از روش‌ها برای استخراج ازن از محیط غلاف وجود دارد، ساده‌ترین و عمومی‌ترین آن، استفاده از لوله ونتوری است. ونتوری، قسمت‌های متحرک ندارد و می‌تواند از جریان آب درون لوله، برای ایجاد مکش یا بیرون کشیدن ازن استفاده نماید. وقتی آب از درون لوله‌کشی عبور می‌کند، ونتوری، هوا را از منبعی که به آن متصل است، استخراج می‌نماید. اگر ونتوری با کمک لوله به محیط غلاف حول لامپ متصل شده باشد، هوای جذب شده، حاوی ازن خواهد بود، زیرا لامپ UV با استفاده از طول موج ۱۸۵ نانومتر، ازن را از هوا تولید می‌کند. هنگامی که بیش از یک لامپ استفاده شود، یک منیفولد (چندراهه) ساده می‌تواند هوای جذب شده از تمام غلافها را ترکیب نماید.
وقتی آب حاوی ازن وارد محفظه می‌شود، با نور UV 254 نانومتر برخورد می‌کند. این نور از غلاف شیشه‌ای اطراف لامپ عبور نموده، به آب منتقل می‌شود و مولکولهای ازن را به رادیکال‌های هیدروکسیل تبدیل می‌نماید.
با وجود آن که کمیت و غلظت ازن تولیدشده کم است، می‌تواند سهم مهمی در گندزدایی و اکسندگی داشته باشد. تزریق ازن می‌تواند قبل یا بعد از لامپ UV انجام شود، اما به منظور تشکیل رادیکال هیدروکسیل، باید قبل از محفظه UV تزریق شود. وقتی به این روش عمل شود، هیچ باقیماندهای در محفظه بر جا نمی‌ماند، زیرا نیمه عمر رادیکال هیدروکسیل به اندازه کسری از ثانیه است؛ در نتیجه، هیچ اتاقکی برای تخلیه یا تخریب ازن، مورد نیاز نیست.
بازگشت سرمایه (ROI) برای تسهیلات آبی
سیستم ازن ـ UV به عنوان یک روش مکمل همراه با کلر برای تصفیه آب، با توجه به سهمی که در ضدعفونی و اکسیداسیون دارد، منجر به کاهش هزینه‌های سالیانه مواد شیمیایی و کلر می‌شود. این موضوع به عنوان نمونه در یکی از استخرهای شنای تاسیسات صنایع Hayward به ظرفیت ۲۸۰۰۰ گالن (۶۰ گالن در دقیقه) مورد بررسی قرار داده شد. سیستم مذکور شامل یک دستگاه کلرزن نمکی و یک دستگاه ترکیبی اوزن ـ UV تکلامپ (با محفظه از جنس فولاد ضدزنگ به قطر ۸ اینچ و طول ۳۰ اینچ) میباشد.
در مقایسه با یک دوره ۴۴ روزه که استخر بدون سیستم ازن ـ UV فعالیت نمود، بعد از یک دوره ۲۷ روزه همراه با سیستم ازن ـ UV ، ۵۳% کاهش در مصرف کلر مشاهده شد. باید توجه نمود که کاهش مصرف کلر در سایر استخرها، بسته به حجم آب، گردش آب، روش تصفیه، بارگیری، موقعیت جغرافیایی، تابش نور خورشید و سایر فاکتورهای محیطی، متفاوت میباشد.
با فرضیات مناسب، بازگشت سرمایه سیستم مکمل ازن ـ UV برای هر اندازه‌ای از استخر با هر نوع روش کلرزنی، قابل تخمین است. در این راستا، به دو مثال با استفاده از فرضیات بیان شده در جدول زیر (برای یک استخر تفریحی روباز که ۳۶۵ روز در سال با سیانوریک اسید ۳۰ تا ppm 50 کار می کند) نگاهی میاندازیم.
آیتم سیستم با کلر مایع سیستم با کلسیم هیپوکلریت
حجم استخر (گالن) ۱۰۰٫۰۰۰ ۱۰۰٫۰۰۰
نوع کلر مورد استفاده سدیم هیپوکلریت (۱۲٫۵%) کلسیم هیپوکلریت (۶۵%)
میزان مصرف کلر (پوند در روز کلر گازی برای هر ۱۰۰۰۰ گالن آب) بین ۰٫۵ تا ۳ بین ۰٫۵ تا ۳
میزان تقریبی کلر مورد نیاز در سال بین ۱۵۱۰ تا ۹۰۶۲ گالن بین ۲۸۰۸ تا ۱۶۸۴۶ پوند
قیمت هر واحد کلر بین ۱ تا ۲ دلار برای هر گالن بین ۱٫۵ تا ۲٫۵ دلار برای هر پوند
میزان مصرف اسید (مفروض برای ۱ گالن اسید به ازای هر ۱۵ گالن کلر) بین ۱۰۱ تا ۶۰۴ گالن بین ۱۸۷ تا ۱۱۲۳ گالن
قیمت هر گالن اسید ۳ دلار ۳ دلار
هزینه سالیانه کلر و اسید بین ۱۸۱۲ تا ۱۹۹۳۷ دلار بین ۴۷۷۳ تا ۴۵۴۸۵ دلار
اگر فرض کنیم یک سیستم ازن ـ UV مناسب برای استخر ۱۰۰٫۰۰۰ گالنی، حول یک دوره سه ساله، برای کاربر نهایی هزینهای معادل ۱۰۹۵۵ دلار (مطابق جدول زیر) داشته باشد، میزان ضروری برای کاهش مصرف کلر تا رسیدن به یک بازگشت سرمایه سه ساله، قابل محاسبه است.
آیتم مقدار
حجم استخر (گالن) ۱۰۰٫۰۰۰
شدت جریان (گالن بر دقیقه) حداقل gpm 278 برای ۴ گردش در روز
هزینه تجهیزات برای کاربر نهایی (یک بار خرید) ۸۰۰۰ دلار
هزینه نصب (یک بار) ۳۰۰ دلار
هزینه تعویض لامپ (با عمر ۱۳۰۰۰ ساعت) در یک دوره ۳ ساله ۱۵۰۰ دلار
هزینه برق تجاری برای یک سیستم ۴۰۰ وات در طول ۳ سال (به ازای ۰٫۱۱ دلار برای هر کیلووات ساعت) ۱۱۵۵ دلار
هزینه کلی برای ۳ سال ۱۰۹۹۵ دلار
مهمترین موارد در این فرضیات، قیمت کلر و میزان مصرف کلر استخر (به صورت گاز کلر مورد نیاز بر حسب پوند برای ۱۰۰۰۰ گالن آب استخر در روز) میباشد. بر طبق مقررات بهداشتی، میزان ۳ پوند گاز کلر برای هر ۱۰۰۰۰ گالن در روز، مورد نیاز است. این میزان از کلر، بسیار زیاد است و به طور معمول در اکثر استخرها مورد نیاز نیست؛ مگر در موارد بارگیری بالا که ممکن است در برخی شرایط رخ دهد. بنابراین برای ROI موجود در جداول پیش رو، دامنه‌ای از مقادیر مصرفی کلر و همچنین دامنه‌ای از قیمت‌های کلر مایع و هیپوکلریت کلسیم برای به نمایش گذاشتن محدودهای از شرایط اجرایی مشابه استخرهای واقعی، استفاده شده است.
جداول زیر، درصد مورد نیاز کاهش مصرف کلر را برای رسیدن به یک ROI سه ساله در مورد سیستم ازن ـ UV برای یک استخر سرباز فرضی به ظرفیت ۱۰۰٫۰۰۰ گالن، فعال با کلر مایع (۱۲٫۵%) یا کلسیم هیپوکلریت (۶۵%) خلاصه نموده است.
درصد مورد نیاز کاهش کلر (سیستم کلر مایع) برای رسیدن به ROI سه ساله
قیمت هر گالن کلر مایع میزان پوند کلر مورد نیاز برای هر ۱۰٫۰۰۰ گالن در روز
۰٫۵ ۱ ۱٫۵ ۲ ۲٫۵ ۳
۱ دلار – – ۶۷% ۵۱% ۴۰% ۳۴%
۱٫۲۵ دلار – ۸۴% ۵۶% ۴۲% ۳۳% ۲۸%
۱٫۵ دلار – ۷۱% ۴۸% ۳۶% ۲۹% ۲۴%
۱٫۷۵ دلار – ۶۲% ۴۱% ۳۱% ۲۵% ۲۱%
۲ دلار – ۵۵% ۳۷% ۲۸% ۲۲% ۱۸%
درصد مورد نیاز کاهش کلر (سیستم کلسیم هیپوکلریت) برای رسیدن به ROI سه ساله
قیمت هر پوند کلسیم هیپوکلریت میزان پوند کلر مورد نیاز برای هر ۱۰٫۰۰۰ گالن در روز
۰٫۵ ۱ ۱٫۵ ۲ ۲٫۵ ۳
۱ دلار ۷۷% ۳۸% ۲۶% ۱۹% ۱۵% ۱۳%
۱٫۲۵ دلار ۶۷% ۳۳% ۲۲% ۱۷% ۱۳% ۱۱%
۱٫۵ دلار ۵۹% ۳۰% ۲۰% ۱۵% ۱۲% ۱۰%
۱٫۷۵ دلار ۵۳% ۲۷% ۱۸% ۱۳% ۱۱% ۹%
۲ دلار ۴۸% ۲۴% ۱۶% ۱۲% ۱۰% ۸%
جالب توجه است که سرمایه‌گذاری بر روی سیستم ازن ـ UV با کاهش مصرف کلر در حدود ۵۰% برای کلر مایع و ۳۰% برای کلسیم هیپوکلریت در اکثر موارد، سبب بازگشت سرمایه در یک دوره سه ساله خواهد شد. پس از این زمان، مزایای مالی، شامل حال کاربر نهایی می‌گردد. سایر مزایای مهم سیستم ترکیبی ازن ـ UV عبارتاند از:
آب سالمتر به دلیل قدرت کُشندگی UV و ازن برای میکروارگانیسم‌های مقاوم به کلر
کاهش هزینه‌های بالقوه برای شوک به استخر با کلر یا پراُکسی مونوسولفات پتاسیم به دلیل سهم اکسیداسیون سیستم ازن ـ UV
کاهش هزینه های بالقوه سرمایه‌گذاری (Capital Costs)به دلیل کوچکترشدن تجهیزات خوراک‌دهی کلر
تولید بسیار کم کلرآمین‌ها به دلیل قدرت مخرب سیستم ازن ـ UV که سبب ایجاد کمتر بوی کلر، حساسیت کمتر برای شناگران و پتانسیل خوردگی کمتر می‌شود.
نتیجه گیری
از منظر ROI ، ترکیب UV و ازن برای یک واحد تسهیلات آبی، روشی نویدبخش و عملی است. بعلاوه، کاهش تولید کلرآمین‌ها و افزایش قدرت اکسیداسیون، حتی نکات قانع کننده‌تری برای پیاده‌سازی سیستم ازن ـ UV هستند.
DR POOL GROUP
گروه دکتر استخر
مشاوره ، بازدید ، کارشناسی
بازسازی ، نوسازی ، زیباسازی
عیب یابی ، سرویس دوره ای
تعمیر و نگهداری پروژه های :
پارک آبی ، مجتمع آبدرمانی ، استخر ، سونا ، جکوزی
در تهران ، البرز و شمال ایران
با ما تماس بگیرید
تلفکس : 02124521639 02143850311 02195118234
همراه : 09121978874 09130137157 09163661255
وبسایت WWW.DRPOOL.IR
ایمیل INFO@DRPOOL.IR DRPOOL.IR@GMAIL.COM
کانال تلگرام DRPOOLGROUP
اینستاگرام DRPOOL.IR
مدیر گروه دکتر استخر : مهندس سید محسن نقیبیان
آدرس دفتر مرکزی : تهران ، میدان جمهوری ، برج اداری سهیل ، طبقه چهارم ، واحد 410