अतिनील निर्जंतुकीकरण ही विषाणू, बॅक्टेरिया आणि प्रोटोझोआ यांसारख्या सूक्ष्मजीवांना मारण्यासाठी किंवा निष्क्रिय करण्यासाठी अल्ट्राव्हायोलेट (यूव्ही) प्रकाश वापरून पाणी शुद्ध करण्याची एक पद्धत आहे. ही प्रक्रिया सामान्यतः जलशुद्धीकरण केंद्र, जलतरण तलाव आणि इतर सेटिंग्जमध्ये वापरली जाते जिथे पाण्याची गुणवत्ता चिंताजनक असते.

पाण्याचे शुद्धीकरण करण्यासाठी अतिनील निर्जंतुकीकरणाची प्रभावीता हा सतत चर्चेचा आणि संशोधनाचा विषय आहे. पाण्यातील हानिकारक सूक्ष्मजीवांचे प्रमाण कमी करण्यासाठी अतिनील निर्जंतुकीकरण अत्यंत प्रभावी ठरू शकते, असे अनेक अभ्यासांनी दर्शविले आहे, परंतु या शुद्धीकरण पद्धतीला काही मर्यादा देखील आहेत.

हा लेख अतिनील निर्जंतुकीकरणामागील विज्ञानाचा शोध घेईल आणि पाणी शुद्ध करण्याच्या त्याच्या प्रभावीतेसाठी आणि विरुद्ध पुरावे तपासेल. कृपया वाचा!

यूव्ही निर्जंतुकीकरण कसे कार्य करते

अतिनील पाण्याचे निर्जंतुकीकरण अतिनील (UV) प्रकाशाचा वापर करते जिवाणू, विषाणू आणि प्रोटोझोआ सारख्या सूक्ष्मजीवांना मारण्यासाठी किंवा निष्क्रिय करण्यासाठी. हे अतिनील प्रकाशाच्या विशिष्ट तरंगलांबीच्या, विशेषत: 260-280 नॅनोमीटर (nm) मध्ये पाणी उघड करून केले जाते. या तरंगलांबीवर, अतिनील प्रकाश सूक्ष्मजीवांच्या अनुवांशिक सामग्रीमध्ये (डीएनए किंवा आरएनए) व्यत्यय आणतो, ज्यामुळे त्यांचे पुनरुत्पादन आणि जगणे अशक्य होते.

निर्जंतुकीकरण प्रणालीमध्ये वापरला जाणारा अतिनील प्रकाश स्रोत एकतर कमी-दाब किंवा मध्यम-दाब पारा वाष्प दिवे असू शकतो, जे 260-280 nm तरंगलांबी श्रेणीमध्ये UV-C प्रकाश उत्सर्जित करतात. अतिनील दिवा असलेल्या चेंबरमधून पाणी जाते आणि सूक्ष्मजीव अतिनील प्रकाशाच्या संपर्कात येतात. निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेची परिणामकारकता ठरवण्यासाठी पाणी अतिनील प्रकाशाच्या संपर्कात येण्याचा कालावधी, तसेच प्रकाशाची तीव्रता हे महत्त्वाचे घटक आहेत.

हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की अतिनील निर्जंतुकीकरणामुळे पाण्यातील कोणतीही भौतिक किंवा रासायनिक अशुद्धता दूर होत नाही. हे केवळ सूक्ष्मजीव काढून टाकते. म्हणून, अतिनील पाण्याचे निर्जंतुकीकरण सहसा इतर शुद्धीकरण पद्धतींसह वापरले जाते, जसे की गाळण्याची प्रक्रिया किंवा रासायनिक प्रक्रिया.

अतिनील निर्जंतुकीकरण ही एक भौतिक प्रक्रिया आहे जी पाण्यात सूक्ष्मजीव मारण्यासाठी किंवा निष्क्रिय करण्यासाठी अतिनील प्रकाश वापरते. हे हानिकारक सूक्ष्मजीव प्रभावीपणे काढून टाकते परंतु पाण्यातून इतर प्रकारच्या अशुद्धता काढून टाकत नाही.

पाण्यावर अतिनील निर्जंतुकीकरणाची प्रभावीता

पाण्यावरील अतिनील निर्जंतुकीकरणाची परिणामकारकता हा चालू संशोधन आणि वादाचा विषय आहे. अनेक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की अतिनील निर्जंतुकीकरणामुळे पाण्यातील हानिकारक सूक्ष्मजीव प्रभावीपणे कमी होऊ शकतात. उदाहरणार्थ, जर्नल ऑफ वॉटर अँड हेल्थमध्ये प्रकाशित आणि मुद्रित केलेल्या अभ्यासात असे आढळून आले की अतिनील निर्जंतुकीकरणामुळे एकूण कोलिफॉर्म आणि ई. पाण्यात कोलाय ९९.९९%. जर्नल ऑफ अप्लाइड मायक्रोबायोलॉजीमध्ये जारी केलेल्या आणखी एका अभ्यासात असे आढळून आले आहे की अतिनील पाण्याचे निर्जंतुकीकरण 99.99% क्रिप्टोस्पोरिडियम oocysts, एक सामान्य जलजन्य रोगकारक निष्क्रिय करते.

तथापि, अतिनील नसबंदीची परिणामकारकता अनेक घटकांवर अवलंबून बदलू शकते. एक महत्त्वाचा घटक म्हणजे अतिनील प्रकाशाची तीव्रता. जितकी तीव्रता जास्त तितकी निर्जंतुकीकरण प्रक्रिया अधिक प्रभावी होईल. तथापि, उच्च तीव्रतेमुळे सिस्टमची किंमत देखील वाढते.

आणखी एक महत्त्वाचा घटक म्हणजे पाण्यातील सूक्ष्मजीवांचा प्रकार. काही सूक्ष्मजीव, जसे की क्रिप्टोस्पोरिडियम oocysts, इतरांपेक्षा अतिनील निर्जंतुकीकरणास अधिक प्रतिरोधक असतात.

याव्यतिरिक्त, पाण्यातील इतर पदार्थ जसे की निलंबित घन पदार्थ किंवा विरघळलेली खनिजे यांच्या अस्तित्वामुळे अतिनील निर्जंतुकीकरणाची परिणामकारकता प्रभावित होऊ शकते. हे पदार्थ अतिनील प्रकाश शोषून किंवा विखुरू शकतात, ज्यामुळे त्याची प्रभावीता कमी होते.

हे नमूद करणे देखील महत्त्वाचे आहे की अतिनील निर्जंतुकीकरण ही एक पद्धत नाही जी सर्व दूषित घटकांपासून पाणी शुद्ध करण्यासाठी वापरली जाऊ शकते. अतिनील निर्जंतुकीकरण सूक्ष्मजीव प्रभावीपणे मारते परंतु जड धातू, रसायने किंवा विरघळलेली खनिजे यासारख्या पाण्यातील इतर अशुद्धता काढून टाकत नाही.

म्हणून, अतिनील निर्जंतुकीकरणाचा वापर इतर शुद्धीकरण पद्धतींसह केला जातो, जसे की गाळण्याची प्रक्रिया किंवा रासायनिक प्रक्रिया.

अनेक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की अतिनील निर्जंतुकीकरण पाण्यातील हानिकारक सूक्ष्मजीवांचे स्तर कमी करण्यासाठी अत्यंत प्रभावी ठरू शकते, परंतु परिणामकारकता अनेक घटकांवर अवलंबून बदलू शकते, जसे की:

·  अतिनील तीव्रता

·  सूक्ष्मजीवांचे प्रकार

·  पाण्यात इतर पदार्थांची उपस्थिती

·  एक्सपोजरची वेळ

अतिनील निर्जंतुकीकरण मर्यादा

अतिनील निर्जंतुकीकरण ही पाणी शुद्ध करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी पद्धत आहे, परंतु तिच्या काही मर्यादा आहेत ज्यांचा विचार केला पाहिजे. अतिनील नसबंदीच्या काही मुख्य मर्यादांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश होतो:

अतिनील तीव्रता

अतिनील निर्जंतुकीकरणाची प्रभावीता थेट यूव्ही प्रकाशाच्या तीव्रतेशी संबंधित आहे. जितकी तीव्रता जास्त तितकी निर्जंतुकीकरण प्रक्रिया अधिक प्रभावी होईल. तथापि, उच्च-तीव्रता UV प्रणाली खरेदी करणे आणि ऑपरेट करणे महाग असू शकते.

अतिनील निर्जंतुकीकरणाच्या प्रभावीतेवर अतिनील तीव्रता हा एक महत्त्वाचा घटक आहे. अतिनील प्रकाशाची तीव्रता मायक्रोवॅट प्रति चौरस सेंटीमीटरमध्ये मोजली जाते (μW/cm²) आणि सूक्ष्मजीव निष्क्रिय करण्याच्या अतिनील प्रकाशाच्या क्षमतेशी थेट संबंधित आहे.

उच्च-तीव्रतेचे UV led मॉड्युल सामान्यत: ज्या ऍप्लिकेशन्ससाठी उच्च पातळीचे सूक्ष्मजीव किंवा पाण्यामध्ये उच्च टर्बिडिटी असते अशा अनुप्रयोगांसाठी आवश्यक असते. या प्रणाली खरेदी करणे आणि ऑपरेट करणे महाग असू शकते, आवश्यक अतिनील तीव्रता निर्माण करण्यासाठी मोठा UV दिवा आणि अधिक शक्तिशाली गिट्टी आवश्यक आहे.

दुसरीकडे, कमी-तीव्रतेच्या UV प्रणालीचा वापर अशा ऍप्लिकेशन्ससाठी केला जाऊ शकतो जेथे पाण्यात सूक्ष्मजीवांचे प्रमाण कमी असते किंवा ते तुलनेने स्पष्ट असते. या प्रणाली कमी खर्चिक आहेत आणि कमी आवश्यक आहेत UV लाईड विभागComment आणि कमी शक्तिशाली गिट्टी.

तथापि, हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की केवळ UV led मॉड्यूल हे UV नसबंदीच्या परिणामकारकतेवर परिणाम करणारे एकमेव घटक नाही. इतर घटक, जसे की पाण्यात उपस्थित असलेल्या सूक्ष्मजीवांचा प्रकार, पाण्याचे तापमान आणि इतर पदार्थांची उपस्थिती देखील निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेच्या परिणामकारकतेवर परिणाम करू शकते.

सूक्ष्मजीव प्रतिकार

काही सूक्ष्मजीव, जसे की क्रिप्टोस्पोरिडियम oocysts, इतरांपेक्षा अतिनील निर्जंतुकीकरणास अधिक प्रतिरोधक असतात. याचा अर्थ असा होतो की अतिनील पाण्याचे निर्जंतुकीकरण पाण्यामधून विशिष्ट प्रकारचे सूक्ष्मजीव प्रभावीपणे काढून टाकू शकत नाही.

अतिनील निर्जंतुकीकरणाच्या मर्यादांपैकी एक सूक्ष्मजीव प्रतिकार आहे. काही सूक्ष्मजीव, जसे की क्रिप्टोस्पोरिडियम oocysts, इतरांपेक्षा अतिनील निर्जंतुकीकरणास अधिक प्रतिरोधक असतात. याचा अर्थ असा होतो की अतिनील निर्जंतुकीकरणामुळे पाण्यातील विशिष्ट प्रकारचे सूक्ष्मजीव प्रभावीपणे काढून टाकू शकत नाहीत.

काही सूक्ष्मजीव अतिनील निर्जंतुकीकरणास अधिक प्रतिरोधक असण्याचे एक कारण म्हणजे त्यांचे संरक्षणात्मक बाह्य स्तर. उदाहरणार्थ, Cryptosporidium oocysts मध्ये एक जाड भिंत असते जी सूक्ष्मजीवांच्या अनुवांशिक सामग्रीचे UV-leed मॉड्यूल्सपासून संरक्षण करते, ज्यामुळे त्यांना निष्क्रिय करणे अधिक कठीण होते.

दुसरे कारण असे आहे की काही सूक्ष्मजीव त्यांच्या अनुवांशिक सामग्रीचे अतिनील प्रकाशामुळे नुकसान झाल्यानंतर ते दुरुस्त करू शकतात, ज्यामुळे त्यांना निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेत टिकून राहता येते.

याव्यतिरिक्त, पाण्यात विरघळलेली खनिजे किंवा सेंद्रिय पदार्थ यासारख्या इतर पदार्थांच्या उपस्थितीमुळे अतिनील निर्जंतुकीकरणास सूक्ष्मजीवांचा प्रतिकार देखील वाढविला जाऊ शकतो. हे पदार्थ अतिनील प्रकाश शोषून किंवा विखुरू शकतात, त्याची प्रभावीता कमी करतात आणि सूक्ष्मजीवांसाठी संरक्षणात्मक प्रभाव प्रदान करतात.

वापरणे महत्वाचे आहे यु. वी. जास्त तीव्रतेसह, जास्त वेळ एक्सपोजर किंवा अतिनील आणि इतर शुद्धिकरण पद्धतींचे संयोजन. शिवाय, नियमितपणे पाण्याच्या गुणवत्तेचे निरीक्षण करणे, विशिष्ट सूक्ष्मजीवांच्या उपस्थितीसाठी पाण्याची चाचणी घेणे आणि त्यानुसार उपचार समायोजित करणे महत्वाचे आहे.

पाण्याची गुणवत्ता

अतिनील निर्जंतुकीकरणाची प्रभावीता प्रक्रिया केलेल्या पाण्याच्या गुणवत्तेवर परिणाम करू शकते. निलंबित घन पदार्थ, विरघळलेली खनिजे आणि पाण्यातील इतर पदार्थ अतिनील प्रकाश शोषून किंवा विखुरतात, ज्यामुळे त्याची परिणामकारकता कमी होते. त्यामुळे अशी अशुद्धता काढून टाकण्यासाठी अतिनील निर्जंतुकीकरणापूर्वी पाण्यावर पूर्व-प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे.

अतिनील निर्जंतुकीकरणाच्या परिणामकारकतेवर परिणाम करणारा मुख्य घटक म्हणजे पाण्याची गुणवत्ता. सूक्ष्मजीव निष्क्रिय करण्यासाठी प्रक्रिया केलेल्या पाण्याच्या गुणवत्तेचा UV led मॉड्यूल्सवर लक्षणीय परिणाम होऊ शकतो.

पाण्याच्या गुणवत्तेवर अतिनील पाण्याच्या निर्जंतुकीकरणावर परिणाम होऊ शकतो अशा मुख्य मार्गांपैकी एक म्हणजे पाण्यात निलंबित घन पदार्थ किंवा विरघळलेल्या खनिजांच्या उपस्थितीद्वारे. हे पदार्थ अतिनील प्रकाश शोषून किंवा विखुरू शकतात, ज्यामुळे त्याची प्रभावीता कमी होते. निलंबित घन पदार्थ अतिनील प्रकाशापासून सूक्ष्मजीवांचे शारीरिक संरक्षण देखील करू शकतात, ज्यामुळे निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेची प्रभावीता कमी होते.

शेवटी, पाण्यातील सेंद्रिय पदार्थ, जसे की एकपेशीय वनस्पती, ह्युमिक आणि फुलविक ऍसिडस् आणि विरघळलेले सेंद्रिय, देखील अतिनील प्रकाश शोषू शकतात, ज्यामुळे निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेची प्रभावीता कमी होते.

रक्षक

अतिनील निर्जंतुकीकरण प्रणाली चांगल्या प्रकारे कार्य करतात याची खात्री करण्यासाठी नियमित देखभाल आवश्यक आहे. यामध्ये अतिनील दिवे स्वच्छ करणे, त्यांचे आयुष्य संपल्यावर ते बदलणे आणि पाण्याचा प्रवाह आणि तापमान यांचे निरीक्षण करणे समाविष्ट आहे.

देखरेख हा अतिनील निर्जंतुकीकरणाचा एक महत्त्वाचा पैलू आहे. अतिनील निर्जंतुकीकरण प्रणाली चांगल्या प्रकारे कार्य करतात याची खात्री करण्यासाठी नियमित देखभाल आवश्यक आहे. देखरेखीकडे दुर्लक्ष केल्याने निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेची प्रभावीता कमी होऊ शकते आणि कालांतराने सिस्टमला नुकसान देखील होऊ शकते.

अतिनील निर्जंतुकीकरण प्रणालीवर काही प्रमुख देखभाल कार्ये करणे आवश्यक आहे:

अतिनील दिवे साफ करणे

कोणतीही घाण किंवा इतर दूषित पदार्थ काढून टाकण्यासाठी अतिनील दिवे नियमितपणे स्वच्छ करणे आवश्यक आहे. हे स्वच्छ, कोरड्या कापडाने दिवे पुसून केले जाऊ शकते.

अतिनील दिवे बदलणे

UV led मॉड्यूलचे आयुष्य मर्यादित असते आणि ते वेळोवेळी बदलले जाणे आवश्यक आहे. दिव्यांचे आयुष्य दिव्याच्या प्रकारावर आणि वापराच्या तीव्रतेवर अवलंबून असेल.

पाणी प्रवाह आणि तापमान निरीक्षण

सिस्टीम शिफारस केलेल्या पॅरामीटर्समध्ये कार्यरत आहे याची खात्री करण्यासाठी पाण्याचा प्रवाह आणि तापमान नियमितपणे निरीक्षण करणे आवश्यक आहे. हे फ्लो मीटर आणि तापमान सेन्सर वापरून केले जाऊ शकते.

पाण्याची चाचणी

प्रणाली प्रभावीपणे सूक्ष्मजीव निष्क्रिय करते याची खात्री करण्यासाठी पाण्याची नियमितपणे चाचणी केली पाहिजे. हे पाणी गुणवत्ता चाचणी किट वापरून किंवा विश्लेषणासाठी प्रयोगशाळेत नमुने पाठवून केले जाऊ शकते.

प्रणालीची तपासणी

कोणतीही हानी किंवा झीज झाल्यास सिस्टमची नियमितपणे तपासणी केली पाहिजे. यामध्ये लीक, क्रॅक किंवा सिस्टमच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करणाऱ्या इतर समस्या तपासणे समाविष्ट असू शकते.

देखभाल वेळापत्रकासाठी निर्मात्याच्या शिफारशींचे पालन करणे महत्वाचे आहे. देखरेखीकडे दुर्लक्ष केल्याने निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेची प्रभावीता कमी होऊ शकते आणि कालांतराने सिस्टमला नुकसान देखील होऊ शकते.

डोस

अतिनील निर्जंतुकीकरणास सूक्ष्मजीव निष्क्रिय करण्यासाठी अतिनील प्रकाशाच्या विशिष्ट डोसची आवश्यकता असते; डोस पुरेसा नसल्यास किंवा सूक्ष्मजीव प्रतिरोधक असल्यास, प्रणाली प्रभावी होऊ शकत नाही.

रक्षक

UV निर्जंतुकीकरण प्रणाली खरेदी करणे आणि स्थापित करणे महाग असू शकते, विशेषत: उच्च-तीव्रतेच्या प्रणाली आवश्यक असल्यास. हे काही संस्था किंवा समुदायांसाठी अतिनील निर्जंतुकीकरण कमी प्रवेशयोग्य बनवू शकते.

स्थान

अतिनील निर्जंतुकीकरण प्रणालींना विजेची आवश्यकता असते आणि ती दूरस्थ किंवा ऑफ-ग्रीड ठिकाणी स्थापित करणे व्यावहारिक किंवा व्यवहार्य असू शकत नाही. हे काही समुदाय किंवा संस्थांसाठी अतिनील नसबंदीची प्रवेशक्षमता मर्यादित करू शकते.

अतिनील-शोषक अशुद्धता

एकपेशीय वनस्पती, ह्युमिक आणि फुलविक ऍसिड, विरघळलेले सेंद्रिय आणि काही खनिजे यासारख्या काही अशुद्धता अतिनील प्रकाश शोषून घेतात, ज्यामुळे निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेची प्रभावीता कमी होते.

सतत प्रवाह

अतिनील निर्जंतुकीकरण प्रणाली सामान्यत: प्रभावी होण्यासाठी पाण्याच्या सतत प्रवाहावर अवलंबून असतात. याचा अर्थ पाण्याच्या प्रवाहात व्यत्यय आल्यास, यंत्रणा पाणी निर्जंतुक करू शकणार नाही.

उप-उत्पादने

UV led उत्पादक क्लोरीन डायऑक्साइड आणि हायड्रॉक्सिल रॅडिकल्स सारखी उत्पादने तयार करू शकतात जे योग्यरित्या हाताळले नाहीत तर पर्यावरणास हानी पोहोचवू शकतात.

UV-A आणि UV-B

अतिनील निर्जंतुकीकरण प्रणाली सामान्यत: अतिनील-सी प्रकाश वापरतात, जी सूक्ष्मजीव मारण्यासाठी सर्वात प्रभावी आहे. अतिनील-ए आणि यूव्ही-बी प्रकाश, जे सूक्ष्मजीव मारण्यात कमी प्रभावी आहेत, काही यूव्ही एलईडी मॉड्यूल्सद्वारे देखील उत्सर्जित केले जाऊ शकतात. यामुळे नसबंदी प्रक्रियेची एकूण प्रभावीता कमी होऊ शकते.

शिवाय, पाणी शुद्ध करण्यासाठी अतिनील निर्जंतुकीकरण ही एक प्रभावी पद्धत आहे, परंतु त्याला काही मर्यादा आहेत. यामध्ये उच्च-तीव्रतेच्या अतिनील प्रणालीची आवश्यकता, सूक्ष्मजीवांच्या प्रतिकाराची क्षमता, पाण्याच्या गुणवत्तेवर होणारा परिणाम, नियमित देखभालीची गरज, आवश्यक डोस आणि प्रणालीची किंमत यांचा समावेश होतो. पाणी शुध्दीकरण पद्धत म्हणून अतिनील निर्जंतुकीकरण वापरायचे की नाही हे ठरवताना या मर्यादांचा विचार केला पाहिजे.

निष्कर्ष आणि भविष्यातील विचार

अतिनील निर्जंतुकीकरण ही पाणी शुद्ध करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी पद्धत आहे आणि ती पाण्यातील हानिकारक सूक्ष्मजीवांची पातळी कमी करण्यासाठी प्रभावी आहे. तथापि, त्याच्या काही मर्यादा देखील आहेत ज्या विचारात घेतल्या पाहिजेत. या मर्यादांमध्ये उच्च-तीव्रतेच्या UV नेतृत्वाखालील उत्पादकांची गरज, सूक्ष्मजीवांच्या प्रतिकाराची क्षमता, पाण्याच्या गुणवत्तेवर होणारा परिणाम, नियमित देखभालीची गरज, आवश्यक डोस आणि प्रणालीची किंमत यांचा समावेश होतो.

गाळण्याची प्रक्रिया किंवा रासायनिक उपचार यासारख्या इतर शुद्धीकरण पद्धतींसह अतिनील निर्जंतुकीकरण वापरणे महत्वाचे आहे. हे पाण्यातून इतर प्रकारच्या अशुद्धता काढून टाकण्यास आणि निर्जंतुकीकरण प्रक्रियेची एकूण प्रभावीता वाढविण्यात मदत करू शकते.

शिवाय, UV पाणी निर्जंतुकीकरण तंत्रज्ञानामध्ये संशोधन आणि विकास चालू आहे, आणि नवीन परिणाम, जसे की UV-C LED प्रणाली आणि प्रगत पाणी पूर्व-उपचार पद्धती, कार्यक्षमतेत सुधारणा करतील आणि भविष्यात सिस्टमची किंमत कमी करतील अशी अपेक्षा आहे.

शेवटी, पाणी शुद्ध करण्यासाठी अतिनील पाण्याचे निर्जंतुकीकरण ही एक प्रभावी पद्धत आहे, परंतु त्याला काही मर्यादा आहेत. क्षेत्रातील भविष्यातील संशोधन आणि विकास कार्यक्षमतेत सुधारणा करेल आणि सिस्टमची किंमत कमी करेल, ज्यामुळे ते समुदाय आणि संस्थांसाठी अधिक सुलभ होतील.