Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và độ đục: Hai yếu tố quan trọng nhưng thường bị bỏ qua ảnh hưởng đến hiệu suất khử trùng nước bằng tia cực tím

Khi lựa chọn và chỉ định hệ thống khử trùng nước bằng tia cực tím, nhiều người mua tập trung nhiều vào các thông số như cường độ tia cực tím, thời gian tiếp xúc và liều lượng tia cực tím. Những yếu tố này thực sự là những yếu tố nội tại quyết định hiệu suất lý thuyết của thiết bị khử trùng bằng tia cực tím.
Tuy nhiên, trong-ứng dụng xử lý nước thực tế,Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và độ đục là hai yếu tố bên ngoài quan trọng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả khử trùng, tuy nhiên chúng thường bị bỏ qua.

1. Tại sao TSS và độ đục lại gây ra sự suy giảm liều tia UV hiệu quả?

1.1 TSS là gì và nó khác với TDS như thế nào?

TSS (Tổng chất rắn lơ lửng)đề cập đến tổng lượng vật chất hạt không hòa tan lơ lửng trong nước, bao gồm cát, các hạt rỉ sét, mảnh vụn hữu cơ và vi sinh vật tổng hợp.
Không giống như TDS (Tổng chất rắn hòa tan), TSS không ảnh hưởng đáng kể đến mùi vị, nhưng nó có tác dụngtác động trực tiếp đến hiệu suất xử lý nước.

Trong hệ thống khử trùng nước bằng tia cực tím, các hạt lơ lửng có thể chặn và phân tán bức xạ cực tím, làm giảm liều UVC thực tế mà vi sinh vật nhận được. Kết quả là TSS là mộttham số quan trọng nhưng thường bị đánh giá thấpảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả khử trùng.

1.2 Độ đục là gì?

độ đụclà thước đo độ trong của nước và phản ánh mức độ các hạt lơ lửng phân tán và hấp thụ ánh sáng. Độ đục cao hơn cho thấy nồng độ chất rắn lơ lửng như phù sa, chất keo, chất hữu cơ hoặc vi sinh vật cao hơn, dẫn đến nước "bị đục" rõ ràng.

Trong các hệ thống xử lý nước và khử trùng bằng tia cực tím, độ đục không chỉ đơn thuần là vấn đề trực quan. Nótrực tiếp làm giảm độ sâu thâm nhập của tia cực tím, do đó làm giảm liều khử trùng hiệu quả. Vì lý do này, độ đục là thông số quan trọng để đánh giá cả chất lượng nước và độ tin cậy của khử trùng bằng tia cực tím.

Sự khác biệt giữa độ đục và TSS

1.3 Cơ chế chính giúp TSS và độ đục làm giảm hiệu quả khử trùng bằng tia cực tím

• Che chắn vật lý (Hiệu ứng đổ bóng)
Các hạt lơ lửng có thể che chắn vi sinh vật, đặt vi khuẩn và vi rút vào những vùng “bóng tối” nơi bức xạ tia cực tím không thể tiếp cận trực tiếp với chúng. Các vi sinh vật ẩn nấp đằng sau hoặc bên trong các hạt có thể tồn tại ngay cả khi đèn UV hoạt động bình thường, dẫn đến hiệu quả khử trùng giảm.

• Tán xạ và hấp thụ tia cực tím
Các chất rắn lơ lửng, chất keo và các hạt mịn phân tán và hấp thụ bức xạ cực tím, làm giảm năng lượng UVC thực sự tác động tới vi sinh vật.
Khi độ đục tăng và kích thước hạt giảm, sự phân tán trở nên nghiêm trọng hơn, khoảng cách thâm nhập của tia cực tím rút ngắn và hiệu quả khử trùng tổng thể giảm.

2. Tại sao ngành lại-tập trung vào TSS?

Trong những năm gần đây, ngành xử lý nước đã đổi mới tập trung vàoTSS, đặc biệt là trong nước công nghiệp, nước tái chế đô thị, chế biến thực phẩm và đồ uống và các ứng dụng dược phẩm. Các tiêu chuẩn và hướng dẫn đang đặt ra những yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt vềđộ đục (NTU)VàTSS (mg/L).

Kinh nghiệm thực tế đã chỉ ra rằng nhiều vấn đề về hiệu suất khử trùng bằng tia cực tímkhông phải do hỏng đèn hoặc không đủ điệnnhưng do việc kiểm soát không đầy đủ chất lượng nước ở thượng nguồn. Mức độ cao của chất rắn lơ lửng và độ đục ngăn chặn và phân tán bức xạ tia cực tím, ngăn không cho vi sinh vật tiếp xúc đủ.

Trong bối cảnh này,TDS chủ yếu là thông số-định hướng người tiêu dùng liên quan đến hương vị, trong khiTSS là thông số an toàn kỹ thuật. Trong các hệ thống khử trùng bằng tia cực tím, tác động của TSS đến hiệu quả khử trùng lớn hơn nhiều so với TDS, tuy nhiên từ lâu nó đã bị đánh giá thấp.

Do đó, việc kiểm soát TSS đúng cách là điều cần thiết để đảm bảo hệ thống vận hành hiệu quả, đáng tin cậy và thể hiện sự cân nhắc an toàn quan trọng trong kỹ thuật xử lý nước hiện đại.

3. Khi thay thế thiết bị, "Thiết kế hệ thống quan trọng hơn phần cứng"

Đối với người mua, thiết bị khử trùng nước bằng tia cực tím không nên được xem như một thiết bị độc lập mà là một hệ thống tương tác chặt chẽ với các điều kiện chất lượng nước. Việc bỏ qua TSS và độ đục thường dẫn đến những chi phí dài hạn ẩn-, chẳng hạn như sự dư thừa vi khuẩn và tuổi thọ của đèn bị rút ngắn.

Các dự án xử lý nước trong tương lai phải áp dụng quan điểm toàn diện hơn:

Đánh giá môi trường, không chỉ các thông số kỹ thuật:
Ngoài các yêu cầu về liều tia cực tím, phải cung cấp các phép đo chính xác về TSS và độ đục.

Ưu tiên sự ổn định hơn hiệu suất cao nhất:
Hệ thống tia cực tím-chất lượng cao phải được thiết kế có đủ khả năng dự phòng để xử lý những biến động về chất lượng nước.

4. Nên kiểm soát mức độ TSS và độ đục nào trong các ứng dụng kỹ thuật thực tế?

Trong các hệ thống khử trùng nước bằng tia cực tím, không có giá trị TSS hoặc độ đục tuyệt đối áp dụng chung cho tất cả các ứng dụng. Phạm vi kiểm soát phù hợp tùy thuộc vào tình huống ứng dụng, mức độ rủi ro vi sinh vật và mức độ dự phòng trong thiết kế hệ thống.

Tuy nhiên, hoạt động kỹ thuật dài hạn-đã thiết lập phạm vi tham chiếu được chấp nhận rộng rãi. Phạm vi tham chiếu này có thể đóng vai trò là hướng dẫn quan trọng cho việc lựa chọn và thiết kế hệ thống.

4.1 Phạm vi kiểm soát được đề xuất theo ứng dụng (Giá trị tham chiếu kỹ thuật)

Dữ liệu trên được lấy từ và tham chiếu đến dữ liệu mới nhất của Trung QuốcTiêu chuẩn chất lượng nước uống (GB 5749-2022)vàMã thiết kế xử lý nước làm mát tuần hoàn công nghiệp (GB/T 50050).