Câu trả lời ngắn gọn:

Đối với hầu hết các hệ thống-nước uống được trong đó quá trình khử trùng bằng tia cực tím đóng vai trò là rào cản vi khuẩn cuối cùng, hãy lắp đặt lò phản ứng UV chính sau bể chứa và giai đoạn loại bỏ hạt-cuối cùng, càng gần điểm phân phối càng tốt.

Tại sao tia cực tím thường tốt hơn sau bể chứa

UV không có bảo vệ còn sót lại

Chất khử trùng hóa học có thể tiếp tục ức chế vi sinh vật sau lần xử lý ban đầu nếu duy trì đủ lượng dư. UV không hoạt động theo cách đó. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ tuyên bố rằng tia cực tím không để lại dư lượng và liều tia cực tím được cung cấp phụ thuộc vào cường độ tia cực tím, tốc độ dòng chảy và độ truyền tia cực tím (UVT).[1]Tương tự, Cơ quan Thanh tra Nước Uống của Vương quốc Anh cũng xác định việc không có tác dụng tồn dư là hạn chế chính của tia cực tím, đòi hỏi phải vệ sinh cẩn thận trong quá trình bảo quản và phân phối.

Nếu tia cực tím chỉ được lắp đặt trước bể chứa khí quyển thì trình tự xử lý là:

Xử lý tia cực tím → bể chứa → bơm và phân phối → điểm sử dụng

Bất kỳ sự ô nhiễm hoặc tái sinh nào xảy ra trong bể hoặc hệ thống ống nước hạ lưu đều vượt qua rào cản tia cực tím. Di chuyển giai đoạn UV cuối cùng xuống phía dưới sẽ thay đổi trình tự thành:

bể chứa → bơm → lọc cuối cùng → xử lý tia cực tím → điểm sử dụng

Cách bố trí thứ hai khử trùng nước sau khi nó đi qua bộ phận có nhiều khả năng làm tăng tuổi thọ của nước, thu gom trầm tích, trao đổi không khí và để nước tiếp cận các lỗ hở và bề mặt bị ướt.

Hình 1. Chỉ có-bể chứa-UV mới để lại các sự kiện lưu trữ ở hạ lưu bên ngoài hàng rào xử lý cuối cùng.

Lưu trữ có thể thay đổi chất lượng nước vi sinh

Bảo quản không trung tính về mặt vi sinh. Kết quả bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời gian lưu trú, chất dinh dưỡng sẵn có, trầm tích, tốc độ luân chuyển bể, tình trạng bề mặt và vệ sinh.

Trong một nghiên cứu-được đồng nghiệp đánh giá về các bể chứa hộ gia đình ở Amman, Jordan, Evison và Sunna đã báo cáo rằng số lượng vi khuẩn dị dưỡng tăng từ khoảng1,7 log CFU/mLĐẾN5,2 log CFU/mL sau 4 ngàyVà5,7 log CFU/mL sau 7 ngàycủa việc lưu trữ.[3]Được biểu thị bằng số lượng gần đúng, đó là mức tăng từ khoảng 50 CFU/mL lên khoảng 160.000 CFU/mL và sau đó là 500.000 CFU/mL. Nghiên cứu xác định nhiệt độ là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất đến sự tái sinh.

Hình 2. Dữ liệu được đánh giá ngang hàng-cho thấy sự tái phát triển đáng kể của vi khuẩn dị dưỡng trong quá trình bảo quản.

Nguồn: Evison & Sunna (2001). Số lượng dị dưỡng không phải là thước đo rủi ro-gây bệnh trực tiếp.

Số lượng dị dưỡng này không có nghĩa là mọi sinh vật được phát hiện đều là mầm bệnh và chúng không nên được coi là phép tính trực tiếp về nguy cơ mắc bệnh. Tuy nhiên, họ cho thấy rằng nước có hoạt tính sinh học có thể thay đổi đáng kể trong quá trình bảo quản. Một thiết bị UV chỉ được lắp đặt ở thượng nguồn không thể kiểm soát được sự tăng trưởng xảy ra sau đó.

Một nghiên cứu thực địa có kiểm soát ở Ecuador đã đưa ra kết luận liên quan. Các nhà nghiên cứu đã theo nước từ nguồn vào kho lưu trữ của hộ gia đình và so sánh nó với các thùng chứa phù hợp được bảo quản trong điều kiện được kiểm soát. Sự gia tăng ô nhiễm được quan sát thấy ở46,4% hộp đựng vi khuẩn cầu khuẩnVà32,8% đối với E. coli. Ở những hộ gia đình bị tái nhiễm, mức tăng trung bình là0,5–1,3 log cho enterococciVà0,6–1,2 log đối với E. coli.

Bằng chứng nào-và không-chứng minh điều gì

Các nghiên cứu trên không chứng minh được rằng mọi bể đều gây ra sự phát triển của vi sinh vật. Thiết kế bể chứa, tốc độ luân chuyển, nhiệt độ, quá trình làm sạch, chất khử trùng còn sót lại và chất lượng nguồn-nước rất khác nhau. Một bể được thiết kế hợp vệ sinh, kín và được luân chuyển thường xuyên có thể duy trì chất lượng nước tuyệt vời.

Thay vào đó, bằng chứng ủng hộ nguyên tắc-kiểm soát rủi ro:

Khi tia cực tím là chất khử trùng cuối cùng duy nhất, việc đặt nó sau khi bảo quản sẽ loại bỏ phần chính không được kiểm soát khỏi chuỗi xử lý.

Sau{0}}UV bể không bắt buộc phải vệ sinh bể. Bể bị ô nhiễm nặng có thể làm quá tải tiền xử lý, lọc bẩn, tạo ra các vấn đề về mùi vị, giải phóng các mảnh màng sinh học và liên tục thách thức hệ thống tia cực tím. Bể vẫn yêu cầu thiết kế vệ sinh, lỗ thông hơi và cửa sập an toàn, kế hoạch luân chuyển, kiểm tra, làm sạch và xác minh vi sinh thích hợp.

Trước xe tăng, sau xe tăng hay cả hai?

Hình 3. Bố cục UV mặc định và nhiều{1}}rào cản được đề xuất xung quanh bể chứa.

Cách 1: Chỉ tia UV trước bể

Sự sắp xếp này có thể làm giảm số lượng sinh vật sống được đưa vào kho. Nó có thể hữu ích khi bể phải được bảo vệ khỏi lượng vi sinh vật xâm nhập hoặc khi chất khử trùng hóa học tiếp theo duy trì lượng dư lượng đã được xác minh.

Tuy nhiên, chỉ riêng tia UV-trước khi tăng không bảo vệ được:

• ô nhiễm qua lỗ thông hơi, cửa sập hoặc tràn bể;
• màng sinh học hoặc trầm tích đã có trong bể;
• sự tái sinh của vi sinh vật trong thời gian cư trú dài ngày;
• ô nhiễm do bơm đầu ra hoặc đường ống hạ lưu gây ra;
• mất chất lượng vi sinh sau khi bảo trì.

Đối với một hệ thống uống được không có chất khử trùng còn sót lại ở cuối dòng, đây thường không phải là vị trí mạnh nhất cho rào cản tia cực tím duy nhất.

Cách 2: UV sau bể

Đối với hầu hết các hệ thống nước-có thể uống được nhỏ, nước mưa, nước-giếng và nước xử lý-, tia cực tím sau-bể chứa là mặc định ưu tiên. Nước được bơm từ nơi lưu trữ, được điều hòa để đáp ứng các yêu cầu về chất lượng nước-của lò phản ứng UV, được khử trùng rồi giao cho người dùng.

Một trình tự điển hình là:

bể chứa → bơm tăng áp hoặc bơm áp lực → lọc trầm tích → xử lý cần thiết khác → lò phản ứng UV → đường dây phân phối vệ sinh ngắn

Cơ quan Hợp tác Mở rộng Đại học Arizona đề xuất một hệ thống xử lý nước mưa bao gồm lọc hạt, than hoạt tính và khử trùng bằng tia cực tím đặt sau bể áp lực hoặc-bơm theo yêu cầu.

Lò phản ứng UV phải có kích thước phù hợp vớilưu lượng đầu ra tức thời tối đa, không phải là nhu cầu trung bình hàng ngày hoặc tốc độ đổ đầy bể. Khi máy bơm tăng áp khởi động, lò phản ứng UV có thể có lưu lượng ngắn hạn-cao hơn nhiều so với mức trung bình hàng ngày. Vì liều tia cực tím phụ thuộc một phần vào thời gian lưu trú nên việc vượt quá lưu lượng tối đa được xác nhận có thể làm giảm liều.

Cách 3: UV cả trước và sau bể

UV giai đoạn kép có thể phù hợp khi:

• bể chứa nước thẩm thấu RO hoặc nước xử lý có độ tinh khiết cao-;
• thông số kỹ thuật vi sinh nghiêm ngặt;
• bể có thời gian lưu trú lâu hoặc nhiệt độ cao;
• nước đến tạo ra tải trọng sinh học cao;
• quy trình thực phẩm, đồ uống, dược phẩm hoặc phòng thí nghiệm cần có thêm rào cản
• hoạt động liên tục và dự phòng quan trọng hơn chi phí vốn tối thiểu.

Giai đoạn UV đầu tiên làm giảm tải khả thi khi đưa vào kho. Giai đoạn thứ hai xử lý nước ra khỏi bể. Vòng UV tuần hoàn cũng có thể giúp kiểm soát tình trạng vi sinh vật của nước được lưu trữ, nhưng hiệu quả của nó phụ thuộc vào sự tuần hoàn đã được xác minh, sự trộn lẫn trong bể, tốc độ luân chuyển và thiết kế vệ sinh. Không nên giả định rằng vòng tuần hoàn sẽ phơi bày mọi bộ phận của bể hỗn hợp kém như nhau.

Khuyến nghị cuối cùng

Đối với hầu hết các hệ thống nước uống được-, cách bố trí ưu tiên là lắp đặt thiết bị khử trùng nước bằng tia cực tím cuối cùng sau cả bể chứa và giai đoạn lọc cuối cùng. Điều này đặt hàng rào vi sinh vật đến gần điểm sử dụng hơn và cho phép hệ thống xử lý sự nhiễm bẩn hoặc tái phát triển có thể xảy ra trong quá trình bảo quản.

UV-trước bể vẫn hữu ích như một biện pháp kiểm soát bổ sung, trong khi-UV giai đoạn kép có thể phù hợp với-các ứng dụng có độ tinh khiết cao hoặc nhạy cảm với vi sinh vật. Tuy nhiên, chỉ vị trí lắp đặt không đảm bảo khử trùng hiệu quả. Lưu lượng đỉnh, UVT, độ đục, liều UV mục tiêu, vệ sinh bể chứa và các điều kiện đường ống hạ lưu cũng phải được xem xét trong quá trình thiết kế hệ thống.

Quy tắc thực tế rất đơn giản: nếu nước có thể trải qua sự thay đổi vi sinh sau khi đi qua lò phản ứng UV, hãy lắp đặt hàng rào khử trùng đã được xác nhận cuối cùng gần điểm sử dụng hơn.