สารแขวนลอยทั้งหมด (TSS) และความขุ่น: ปัจจัยสำคัญสองประการแต่มักถูกมองข้ามซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อโรคในน้ำยูวี

เมื่อเลือกและระบุระบบฆ่าเชื้อโรคในน้ำด้วยรังสียูวี ผู้ซื้อจำนวนมากมุ่งเน้นที่พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความเข้มของรังสียูวี เวลาเปิดรับแสง และปริมาณรังสียูวี ปัจจัยเหล่านี้เป็นองค์ประกอบภายในที่กำหนดประสิทธิภาพทางทฤษฎีของหน่วยฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี
อย่างไรก็ตาม ในการใช้งานบำบัดน้ำทั่วโลก-อย่างแท้จริงสารแขวนลอยทั้งหมด (TSS) และความขุ่นเป็นปัจจัยภายนอกที่สำคัญสองประการที่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อโรค แต่ก็มักถูกมองข้ามไป.

1. เหตุใด TSS และความขุ่นจึงทำให้ปริมาณรังสียูวีลดลงอย่างมีประสิทธิผล

1.1 TSS คืออะไร และแตกต่างจาก TDS อย่างไร

TSS (สารแขวนลอยทั้งหมด)หมายถึงปริมาณรวมของอนุภาคที่ไม่ละลายน้ำซึ่งแขวนลอยอยู่ในน้ำ รวมถึงทราย อนุภาคสนิม เศษอินทรีย์ และจุลินทรีย์รวมตัว
ต่างจาก TDS (Total Dissolved Solids) TSS ไม่ส่งผลต่อรสชาติอย่างมีนัยสำคัญ แต่มีผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพการบำบัดน้ำ.

ในระบบฆ่าเชื้อโรคในน้ำด้วยรังสียูวี อนุภาคแขวนลอยสามารถปิดกั้นและกระจายรังสีอัลตราไวโอเลต ส่งผลให้ปริมาณรังสี UVC จริงที่ได้รับจากจุลินทรีย์ลดลง ดังนั้น TSS จึงเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญแต่ถูกประเมินต่ำเกินไปบ่อยครั้งที่ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อโรค

1.2 ความขุ่นคืออะไร?

ความขุ่นเป็นการวัดความใสของน้ำและสะท้อนถึงระดับที่อนุภาคแขวนลอยกระจายและดูดซับแสง ความขุ่นที่สูงขึ้นบ่งชี้ถึงความเข้มข้นที่มากขึ้นของของแข็งแขวนลอย เช่น ตะกอน คอลลอยด์ สารอินทรีย์ หรือจุลินทรีย์ ส่งผลให้น้ำ "ขุ่น" อย่างเห็นได้ชัด

ในระบบบำบัดน้ำและการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี ความขุ่นไม่ได้เป็นเพียงปัญหาด้านการมองเห็นเท่านั้น มันช่วยลดความลึกของการซึมผ่านของรังสียูวีได้โดยตรงจึงช่วยลดปริมาณการฆ่าเชื้อโรคที่มีประสิทธิผลลง ด้วยเหตุนี้ ความขุ่นจึงเป็นตัวแปรสำคัญในการประเมินทั้งคุณภาพน้ำและความเชื่อถือได้ของการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี

ความแตกต่างระหว่างความขุ่นและ TSS

1.3 กลไกหลักโดย TSS และความขุ่นจะลดประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี

• การป้องกันทางกายภาพ (เอฟเฟกต์เงา)
อนุภาคแขวนลอยสามารถป้องกันจุลินทรีย์ได้ โดยวางแบคทีเรียและไวรัสไว้ในบริเวณ "เงา" ซึ่งรังสี UV ไม่สามารถเข้าถึงได้โดยตรง จุลินทรีย์ที่ซ่อนอยู่ด้านหลังหรือภายในอนุภาคอาจมีชีวิตอยู่ได้แม้ว่าหลอด UV จะทำงานตามปกติ ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อโรคลดลง

• การกระเจิงและการดูดซับรังสียูวี
ของแข็งแขวนลอย คอลลอยด์ และอนุภาคละเอียดจะกระจายและดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลต ส่งผลให้พลังงาน UVC ที่เข้าถึงจุลินทรีย์จริงๆ ลดลง
เมื่อความขุ่นเพิ่มขึ้นและขนาดอนุภาคลดลง การกระเจิงจะรุนแรงมากขึ้น ระยะการซึมผ่านของรังสียูวีสั้นลง และประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อโรคโดยรวมลดลง

2. เหตุใดอุตสาหกรรมจึง-มุ่งเน้นไปที่ TSS

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมบำบัดน้ำได้กลับมามุ่งเน้นไปที่ทีเอสเอสโดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำอุตสาหกรรม น้ำรีไซเคิลของเทศบาล การแปรรูปอาหารและเครื่องดื่ม และการใช้งานด้านเภสัชกรรม มาตรฐานและแนวปฏิบัติกำลังกำหนดข้อกำหนดที่เข้มงวดมากขึ้นเกี่ยวกับความขุ่น (NTU)และTSS (มก./ลิตร).

จากประสบการณ์จริงได้แสดงให้เห็นว่ามีปัญหาด้านประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวีหลายประการไม่ได้เกิดจากหลอดไฟขัดข้องหรือไฟไม่เพียงพอแต่ด้วยการควบคุมคุณภาพน้ำต้นน้ำที่ไม่เพียงพอ ระดับของแข็งแขวนลอยและความขุ่นที่เพิ่มขึ้นจะบล็อกและกระจายรังสียูวี ป้องกันไม่ให้จุลินทรีย์ได้รับสัมผัสที่เพียงพอ

ในบริบทนี้TDS เป็นพารามิเตอร์เชิงผู้บริโภค-ที่เกี่ยวข้องกับรสนิยมเป็นหลัก, ในทางตรงกันข้ามTSS เป็นพารามิเตอร์ด้านความปลอดภัยทางวิศวกรรม. ในระบบการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี ผลกระทบของ TSS ต่อประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อมีมากกว่าผลกระทบของ TDS อย่างมาก แต่ก็ยังถูกประเมินต่ำไปนานแล้ว

การควบคุม TSS อย่างเหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้มั่นใจถึงการทำงานของระบบที่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ และแสดงถึงการพิจารณาด้านความปลอดภัยที่สำคัญในวิศวกรรมการบำบัดน้ำสมัยใหม่

3. เมื่อเปลี่ยนอุปกรณ์ "การออกแบบระบบมีความสำคัญมากกว่าฮาร์ดแวร์"

สำหรับผู้ซื้อ ไม่ควรมองว่าเครื่องฆ่าเชื้อโรคในน้ำด้วยรังสียูวีเป็นอุปกรณ์เดี่ยวๆ แต่เป็นระบบที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับสภาวะคุณภาพน้ำ การเพิกเฉยต่อ TSS และความขุ่นมักนำไปสู่ต้นทุนที่ซ่อนอยู่ในระยะยาว- เช่น ปริมาณจุลินทรีย์ส่วนเกินและอายุการใช้งานหลอดไฟสั้นลง

โครงการบำบัดน้ำในอนาคตจะต้องมีมุมมองที่ครอบคลุมมากขึ้น:

ประเมินสภาพแวดล้อม ไม่ใช่แค่ข้อกำหนด:
นอกเหนือจากข้อกำหนดด้านปริมาณรังสี UV แล้ว ต้องมีการตรวจวัด TSS และความขุ่นที่แม่นยำ

จัดลำดับความสำคัญของความเสถียรมากกว่าประสิทธิภาพสูงสุด:
ระบบ UV คุณภาพสูง-ควรได้รับการออกแบบโดยมีความซ้ำซ้อนเพียงพอเพื่อรองรับความผันผวนของคุณภาพน้ำ

4. TSS และความขุ่นควรควบคุมระดับใดในการใช้งานทางวิศวกรรมภาคปฏิบัติ

ในระบบการฆ่าเชื้อด้วยรังสียูวี ไม่มีค่า TSS หรือค่าความขุ่นสัมบูรณ์ที่ใช้ได้กับทุกการใช้งาน ช่วงการควบคุมที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับสถานการณ์การใช้งาน ระดับความเสี่ยงของจุลินทรีย์ และความซ้ำซ้อนในการออกแบบระบบ

อย่างไรก็ตาม การปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมระยะยาว-ได้กำหนดช่วงอ้างอิงที่เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวาง ซึ่งสามารถใช้เป็นแนวทางที่สำคัญสำหรับการเลือกและการออกแบบระบบ

4.1 ช่วงการควบคุมที่แนะนำตามการใช้งาน (ค่าอ้างอิงทางวิศวกรรม)

ข้อมูลข้างต้นได้มาจากและอ้างอิงถึงข้อมูลล่าสุดของจีนมาตรฐานคุณภาพน้ำดื่ม (GB 5749-2022)และรหัสสำหรับการออกแบบการบำบัดน้ำหล่อเย็นหมุนเวียนทางอุตสาหกรรม (GB/T 50050).