Đèn cực tím uv được sử dụng để khử trùng trong hệ thống xử lý nước. Nó bất hoạt các vi sinh vật bằng cách hấp thụ ánh sáng gây ra một phản ứng quang hóa làm thay đổi thành phần phân tử cần thiết cho chức năng tế bào. Tia UV xuyên qua thành tế bào của vi sinh vật, phản ứng với axit nucleic và các thành phần tế bào quan trọng khác khiến cho các tế bào của vi sinh vật tiếp xúc bị hủy hoại.
Ưu điểm của đèn cực tím uv so với hình thức khử trùng bằng hóa chất là không để lại lượng hóa chất dư thừa trong nước.
- Tia cực tím bức xạ
Sóng năng lượng bức xạ tia cực tím là phạm vi của sóng điện từ dài 100 đến 400 nm ( giữa X-quang và quang phổ ánh sáng nhìn thấy). Tia bức xạ cực tím được phân loại thành 4 loại:
+ Tia cực tím chân không : Bước sóng từ 100 – 200 nm
+ Tia UV-C: Bước sóng từ 200 – 280 nm
+ Tia UV-B: Bước sóng từ 280 – 315 nm
+ Tia UV-A: Bước sóng từ 315 – 400 nm.
Tia cực tím trong phạm vi bước sóng từ 245 – 285 nm có tác dụng diệt khuẩn.
- Đèn cực tím UV
Đèn UV dùng để khử trùng gồm một ống thạch anh chứa đầy khí trơ chẳng hạn như argon và một lượng nhỏ thủy ngân, chấn lưu điều khiển điện cho đèn cực tím.
Đèn cực tím hoạt động tương tự như đèn huỳnh quang. Bức xạ tia cực tím phát ra từ điện tử chảy qua ion hóa hơi thủy ngân để sản xuất năng lượng tia cực tím. Sự khác biệt giữa 2 loại là bóng đèn huỳnh quang được phủ một lớp phốt pho giúp chuyển đổi các tia cực tím bức xạ với ánh sáng nhìn thấy được. Đèn Uv không tráng, do đó nó truyền các bức xạ tia cực tím tạo ra bởi vòng cung.
Chấn lưu là biến áp điều chỉnh điện cho đèn cực tím. Chấn lưu nên hoạt động ở nhiệt độ dưới 600C.
- Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả khử trùng bằng tia cực tím
+ Chất hữu cơ và vô cơ hòa tan: Sự tích tụ các chất rắn trên bề mặt các ống thạch anh có thể làm giảm cường độ tia cực tím do đó làm giảm hiệu quả khử trùng
Nước chứa hàm lượng sắt cao, độ cứng, hydrogen sulfit và các chất hữu cơ dần dần làm giảm cường độ tia cực tím. Các chất hữu cơ hòa tan hiện diện và nồng độ vô cơ vượt qua các giới hạn sau sẽ làm giảm hiệu quả khử trùng:
Sắt lớn hơn 0,1mg/l, Độ cứng lớn hơn 140 mg/l và hydrogen sulfit lớn hơn 0,2mg/l
+ Vi sinh vật vón cục và độ đục
Các hạt cặn trong nước có thể ảnh hưởng đến hiệu quả khử trùng bằng tia cực tím do có thể chứa các vi khuẩn và mầm bệnh, bảo vệ chúng khỏi bức xạ tia cực tím và phân tán ánh sáng tia cực tím. Độ đục trong nước cao làm giảm hiệu quả khử trùng
+ Hóa chất và sự hình thành màng sinh học trên bề mặt của đèn cực tím Uv
- Sử dụng đèn cực tím
Những vấn đề thường gặp khi sử dụng đèn cực tím là:
+ Đèn Uv lão hóa: Hiệu suất của đèn UV giảm dần theo thời gian. Tuổi thọ trung bình của đèn UV áp suất thấp là khoảng 8800 giờ
+ Ống thạch anh bẩn: Sự tắc nghẽn của ống thạch anh làm giảm lượng bức xạ tia cực tím đến mặt nước. Theo thời gian bề mặt của ống thạch anh tiếp xúc với nước, nên các chất còn lại trong nước bám dần lên bề mặt ống dần dần làm giảm hiệu quả hoạt động của đèn
Đèn cực tím UV thường được sử dụng trong:
+ Dây chuyền lọc nước tinh khiết uống ngay
+ Hệ thống xử lý nước phục vụ sản xuất thực phẩm, dược phẩm, phòng thí nghiệm, sản xuất vi mạch, điện tử chất bán dẫn
