Những điều cần lưu ý khi lựa chọn thiết bị khử trùng UV

UV là công cụ khử trùng nước hiệu quả, nhưng, để lại lại kết quả tốt, việc lựa chọn thiết bị khử trùng UV là rất quan trọng.  Có ba thông số chính cần xem xét khi lựa chọn và định cỡ hệ thống khử trùng bằng tia UV:

  • Chất lượng nước
  • Tốc độ dòng nước
  • Các mầm bệnh cần được xử lý

Trên thực tế, các yếu tố này cần được tìm hiểu và định lượng rõ ràng, người mua cần hiểu rõ về đặc điểm nguồn nước của mình để đưa ra sự lựa chọn tốt nhất.

Để lựa chọn thiết bị uv khử trùng nước, người dùng cần xem xét đến nhiều yếu tố khác nhau

Truyền tia UV (UVT)

Bản chất và chất lượng của nước được khử trùng là rất quan trọng và trong tất cả các thông số chất lượng nước, độ truyền tia cực tím (UVT) là quan trọng nhất. UVT xác định mức độ dễ dàng của ánh sáng UV-C xuyên qua nước để đến sinh vật.

UVT được đo bằng cách lấy một mẫu nước trong cuvet thạch anh và chiếu tia UV ở bước sóng 254nm qua mẫu. Phần trăm tia UV xuyên qua mẫu này được gọi là ‘UVT’ của mẫu. Thông thường, cuvet được sử dụng có chiều dài đường dẫn là 10mm, trong trường hợp đó, số đọc UVT được gọi là giá trị ‘T10’. Các thông số khác như nhu cầu oxy sinh học (BOD), nhu cầu oxy hóa học (COD), độ đục và tổng chất rắn hòa tan (TSS) có thể là dấu hiệu của chất lượng nước và phạm vi UVT dự kiến, nhưng chỉ có thể dựa vào phép đo trực tiếp lên vì không có mối tương quan giữa các thông số này và UVT.

Nếu chất lượng nước thay đổi theo thời gian thì mẫu điểm đơn lẻ có thể không đáng tin cậy, vì vậy nên lấy mẫu trong một khoảng thời gian đại diện. Sau đó, hãy đảm bảo rằng hệ thống UV bạn chọn có khả năng cung cấp liều lượng cần thiết trong những điều kiện đó.

Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) và tổng chất rắn hòa tan (TDS) hoặc độ mặn cũng rất quan trọng. TSS đặc biệt quan trọng vì TSS quá mức có thể dẫn đến một hiện tượng được gọi là ‘che chắn’, theo đó các mầm bệnh được che chắn khỏi ánh sáng UV-C bởi các hạt lơ lửng trong nước. TDS / độ mặn rất quan trọng vì ở mức rất cao, phải chú ý đến vật liệu xây dựng của hệ thống UV để tránh ăn mòn.

Tốc độ dòng chảy và thời gian cư trú

Quá trình khử hoạt tính bằng tia cực tím là một quá trình rất nhanh chỉ cần vài giây có nghĩa là quá trình xử lý bằng tia cực tím có thể mang lại một phương pháp điều trị rất nhỏ gọn và nhanh chóng so với các công nghệ khử trùng thay thế.

Nhưng nếu liều lượng được xác định là thời gian cư trú của Cường độ thời gian thì đối với bất kỳ thể tích lò phản ứng nhất định nào, tốc độ dòng chảy của nước qua nó càng chậm, thời gian tiếp xúc với tia cực tím càng lâu và ngược lại. Vì vậy, tốc độ dòng chảy tối đa và tối thiểu của nước là các thông số chính. Đây là lý do tại sao nhiều hệ thống UV hiện nay có khả năng điều chỉnh công suất đầu ra của đèn liên quan đến sự thay đổi của tốc độ dòng nước. Bằng cách đó, năng lượng có thể được tiết kiệm khi lưu lượng nước thấp hơn lưu lượng đỉnh.

Khi xác định tốc độ dòng chảy tối đa và tối thiểu, điều quan trọng là phải thiết lập tốc độ dòng chảy tức thời, vì điều này xác định thời gian tiếp xúc với tia cực tím tối thiểu và tối thiểu tức thời. Tốc độ dòng chảy hàng ngày và hàng giờ thường gây hiểu nhầm về mặt này, vì chúng có thể che khuất các ‘đỉnh và đáy’ quan trọng trong tốc độ dòng chảy tức thời, dẫn đến các tính toán thất thường về mức phơi nhiễm UV thực sự. Trong điều kiện dòng chảy hỗn loạn, thời gian cư trú của các sinh vật sẽ khác nhau và do đó liều lượng mà mỗi sinh vật nhận được sẽ khác nhau. Bất kỳ lò phản ứng nào đã cho sẽ có phân bố liều Gaussian đặc trưng, ​​vì vậy hãy cẩn thận khi sử dụng các phép tính liều lượng trung bình trong các quy trình khử trùng quan trọng vì đây là những đơn giản hóa thô và có thể mang lại cảm giác an toàn sai.

Tốc độ dòng chảy và thời gian tiếp xúc là 2 yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả khử trùng UV

Các mầm bệnh cần xử lý

Các mầm bệnh khác nhau có khả năng chống lại tia cực tím khác nhau. Một số nhạy cảm hơn những loại khác và do đó cần tiếp xúc với lượng UV-C khác nhau để khử hoạt tính. Thậm chí có thể có một phản ứng quang phổ khác nhau, tức là liều lượng cần thiết có thể phụ thuộc vào bước sóng của UVC được áp dụng. Để xác định chính xác kích thước và lựa chọn hệ thống UV, nó phải được thiết lập (các) mầm bệnh nào cần được bất hoạt và đặc tính phản ứng tia UV là gì.

Tiêu chuẩn dòng nước đạt đó là mọi vi sinh vật có hại đều bị bất hoạt. Trong thực tế, điều này là không thể, vô trùng là không thể đạt nếu thực hiện trong điều kiện tự nhiên cho dù chúng được áp dụng phương pháp khử trùng nào, chúng ta chỉ có thể áp dụng phương pháp để giảm lượng vi khuẩn đến một giới hạn nhất định.  Lượng vi sinh vật có thể dự đoán này được gọi là giảm ‘log’ (như trong giảm logarit). Giảm 1 log sẽ thấy tác nhân gây bệnh được quan tâm giảm 90% so với cấp độ ảnh hưởng. Giảm 2 log sẽ giảm 99%, 3 log giảm 99,9%, v.v. Các nhà khoa học đã tính toán lượng tiếp xúc với tia cực tím cần thiết để vô hiệu hóa toàn bộ các mầm bệnh khác nhau bằng cách giảm log khác nhau.

Liều UV

Ứng dụng UV yêu cầu một liều UV cụ thể để đạt được mức độ xử lý cần thiết. Liều lượng tia cực tím là lượng năng lượng tia cực tím trên một đơn vị diện tích rơi trên một bề mặt. Nó được tính như sau:

Liều lượng = Cường độ x Thời gian (mJ / cm ² )

Lưu ý: Cường độ được xác định bởi công suất đèn và thời gian tiếp xúc với tia UV. Liều lượng UV thích hợp cho từng ứng dụng, có tính đến sự lão hóa của đèn và độ truyền chất lỏng, sinh vật mục tiêu và mức giảm cần thiết. Trong điều kiện dòng chảy hỗn loạn của lò phản ứng UV, không phải mọi hạt nước hoặc sinh vật đều có cùng thời gian cư trú, điều đó có nghĩa là đánh giá hiệu suất là một phép tính thống kê bằng cách sử dụng mô hình Động lực học chất lỏng máy tính (CFD) hoặc đo lường thực nghiệm trực tiếp bằng phương pháp phân tích sinh học.

Yêu cầu về liều lượng UV – milijoules trên cm bình phương (mJ / cm 2 )

MỤC TIÊU
PATHOGENS
TÁC ĐỘNG ĐĂNG NHẬP
0,51,01,52.02,53.03.54.0
CRYPTOSPORIDIUM1,62,53,95,88.5121522
GIARDIA1,52.13.05.27.7111522
VI-RÚT395879100121143163186

Lượng UV-C được cung cấp để vô hiệu hóa mầm bệnh được gọi là ‘tiếp xúc với tia cực tím’. Trên thực tế, thuật ngữ chính xác cho sự phơi nhiễm này là ‘liều lượng tia cực tím’ hoặc ‘độ lưu thông tia cực tím’. Mối quan hệ giữa sự lưu thông tia cực tím và giảm log, như được minh họa trong bảng trên, được mô tả như là ‘Đường cong phản ứng liều lượng’ của mầm bệnh. Vì liều lượng tia cực tím là thuật ngữ phổ biến nhất để chỉ tiếp xúc với tia cực tím, đây là những gì sẽ được sử dụng từ đây trở đi.

Điều quan trọng cần lưu ý từ bảng trên là liều UV cần thiết để bất hoạt một tác nhân gây bệnh nhất định để giảm log nhất định hiếm khi là tuyến tính. Một sai lầm phổ biến là sử dụng liều UV cần thiết để đạt được sự bất hoạt 1 log và chỉ cần nhân nó lên để tính toán mức giảm log cao hơn. Mặc dù một tác nhân gây bệnh rất phổ biến, E. coli, có đường cong đáp ứng liều gần như tuyến tính, nhưng hầu hết thì không.

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *