Dùng Tia Cực Tím Để Xử Lý Nước Uống Tại Gia Đình. Cách xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước bằng tia cực tím nhỏ

Phần 1: Xử lý nước bằng tia cực tím để có nước an toàn...1Part 1: Ultraviolet Water Treatment for Producing Safe Water...1 Chương 1 Giới thiệu...3 Chapter 1: Introduction...3 Chương 2: T

Tổ chức MEDRIX™

Tháng 1, 2007 Xuất bản V.E.2.1

Using Ultraviolet to Disinfect Household

Drinking Water

How to construct and operate a small ultraviolet

water treatment system

Robert Catherman Director of Safe Water Development

MEDRIX™ January 2007

Tổ Chức MEDRIX™ Tháng 1, 2007

The purpose of this handbook is to provide a standardized source of information forconstructing and operating a Point-of-Use (POU) ultraviolet water treatment system This handbook includes:

 Part One: general understanding of the principles of ultraviolet water treatment

 Part Two: instructions for the construction and assembly of an ultraviolet water

treatment system

 Part Three: instructions for operation and maintenance of the UV system

 Part Four: methods of testing water quality

 Part Five: methods of measuring and evaluating the performance of the

equipment, its operators and its maintainers

 Appendices: information and forms referenced in the main sections of the

handbook

MEDRIX declares the contents of this handbook to be open-source, available withoutcharge Copies of this handbook are available for downloading from the MEDRIXwebsite

Users assume full responsibility for the outcomes of constructing and operating watertreatment equipment using these instructions

MEDRIX’s intent is to translate this handbook into as many languages as proves useful.Formatting guidelines are available on the MEDRIX website www.medrix.org

A handbook edition number identifies the most up-to-date information The letter beforethe edition number signifies the language of the document The first number identifiesthe version; odd numbers indicate a version being drafted but not yet finalized; evennumbers indicate a published and released version The number following the periodindicates the level of minor revision including corrections and updates For example, theedition number “E.2.3” indicates this is the second English version released forpublication with three levels of minor revisions The edition number “V.2.2” indicates this

is the Vietnamese translation of the English version E.2.2

This handbook is designed to permit you, the user, to update pictures and information toreflect the realities in your part of the world Feel free to substitute your own digitalpictures to make the information more relevant to readers in your region In somepictures in this handbook you may see pieces of equipment in the background that arenot the same as the handbook describes MEDRIX is constantly testing and adaptingnew ideas into the system and those ideas sometimes get into the pictures before theyare ready to be formally documented If the idea has value, works better than thecurrent method and meets availability and cost criteria, you may see the new idea in thenext edition of the handbook

Submit suggestions and recommended changes for this handbook to:

Director of Safe Water Development

MEDRIX

PO Box 2588

Woodinville, WA 98072 USA

office@medrix.org

Include the edition number of this handbook in any communications

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 License

To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5/ or send a letter to Creative Commons, 543 Howard Street, 5th Floor, San Francisco, California, 94105, USA

You are free:

 to Share to copy, distribute, display, and perform the work

 to Remix to make derivative works

Under the following conditions:

 Attribution You must attribute the work to MEDRIX as the original creator and

refer users to the MEDRIX website at www.medrix.org

 Share Alike If you alter, transform, or build upon this work, you may distribute

the resulting work only under a license identical to this one

 For any reuse or distribution, you must make clear to others the license terms of this work

Any of these conditions can be waived if you get permission from the copyright holder

Disclaimer

Phần 1: Xử lý nước bằng tia cực tím để có nước an toàn 1

Part 1: Ultraviolet Water Treatment for Producing Safe Water 1

Chương 1 Giới thiệu 3

Chapter 1: Introduction 3

Chương 2: Tìm hiểu hệ thống xử lý nước bằng tia cực tím 5

Chapter 2: Understanding UV Water Treatment 5

Chương 3: Kiểm Tra Chất Lượng Nước 11

Chapter 3: Testing Some Qualities of Water 11

Chapter 4: Deciding if UV Treatment is Appropriate for a Water Source 17

Part 2: Construction and Assembly of the UV Treatment System 23

Chương 5: Sắp xếp vật liệu và dụng cụ 25

Chapter 5: Locating Materials and Tools 25

Chương 6: Thiết kế thùng dòng vào và sự lựa chọn hệ thống lọc cát 27

Chapter 6: Constructing the Inflow Container and Optional Sand Filter 27

Chapter 7: Constructing the UV System Stand 39

Chương 8: Xây dựng hệ thống xử lý nước bằng tia cực tím 49

Chapter 8: Constructing the UV Treatment Unit 49

Chương 9: Xây dựng hệ thống chứa nước an toàn 62

Chapter 9: Constructing the Safe Water Storage Unit 62

Chapter 10: Putting the System Together 66

Part 3: Operation and Maintenance of the UV Treatment System 71

Chapter 11: Starting the UV System after Setup 73

Chapter 14: Regular System Maintenance 80

Phần 4: Trường qui về kiểm tra chất lượng nước 82

Part 4: Protocols for Testing Water Quality 82

Chương 15: Kiểm tra sự nhiễm khuẩn của nước 84

Chapter 15: Testing Water for Microbiological Contaminants 84

Chương 16: Kiểm tra độ đục của nước 95

Chapter 16: Testing Water for Turbidity 95

Chương 17: Kiểm tra hàm lượng chất sắt trong nước 100

Chapter 17: Testing Water for Iron Content 100

Chương 18: Kiểm tra sự truyền tia cực tím (UVT) 102

Chapter 18: Testing Water for UV Transmissivity (UVT) 102

Part 5: Monitoring and Evaluation 105

Chapter 19: Reporting Water Quality Test Results 107

Chương 20: Báo cáo sự cố khi sử dụng hệ thống 109

Chapter 20: Reporting Problems 109

Appendix A: Forms 112

Form 1: Initial Assessment 114

Form 6: Parts and Tools Inventory Form 122

Appendix B: Parts Inventory 124

Appendix C: Tool Inventory 140

Appendix D: The Science of Ultraviolet Energy and Water Treatment 154

Phụ lục E: Chú giải thuật ngữ 162

Appendix E: Glossary of Terms 162

Appendix F: Users Handbook 164

Phụ lục G : Yêu cầu về lượng năng lượng UV 166

Appendix G: UV Dosage Requirements 166

Chương 1 Giới thiệu

Nước an toàn là cần thiết cho mọi

người

Theo tổ chức y tế thế giới (WHO) trên thế giới

có 1,1 tỉ người thiếu phương tiện để cải thiện

nguồn nước Nước uống sạch và an toàn là yếu

tố quyết định đến việc chăm sóc sức khoẻ, các

vấn đề vệ sinh, chế biến thực phẩm và các hoạt

động kinh tế, giáo dục Nước uống an toàn là

một trong những nền móng cho quốc gia, cộng

đồng và cuộc sống của mỗi cá nhân

Năm 2002 tất cả các quốc gia thành viên của

Liên Hiệp Quốc đều nhất trí cam kết đạt được

các mục tiêu phát triển thiên niên kỷ Mục tiêu

số 7 của chương trình phát triển thiên niên kỷ

là giảm tỉ lệ số người không có nước uống

an toàn đến năm 2015 xuống còn một nửa

Mục tiêu này khó có thể đạt được bằng cách

xây dựng thêm nhiều mạng lưới cấp nước ở

cộng đồng Việc thực hiện các dự án có qui mô

lớn như thế đòi hỏi rất nhiều thời gian và nguồn

lực

Những năm gần đây, việc xử lý nước ở cấp độ

các hộ gia đình nổi lên như là một giải pháp

tạm thời được đông đảo người dân lựa chọn

để cải thiện việc cung cấp nước Năm 2003 Tổ

Chapter 1: Introduction

Safe Water for People in Need

According to the World Health Organization(WHO), 1.1 billion people around the world lackaccess to an improved source of water Access

to safe, clean drinking water is critical for properhealth care, hygiene, sanitation, foodproduction, education and economic activity.Safe drinking water is one of the foundationalbuilding blocks of nations, communities andindividual lives

In 2002 all member nations of the UnitedNations unanimously committed to worktoward achieving the Millennium Development

Goals (MDG) Goal number 7 of the MDG is to reduce by half the proportion of people without access to safe drinking water by

2015

This goal is not attainable solely by buildingmore community water supply networks Thetime and resources required to implement theselarge-scale projects are too great

In the recent years, household-level watertreatment has emerged as a viable option forsupplying large populations with an improvedwater supply in a short period of time In 2003the World Health Organization formed the

khuẩn ở cấp độ gia đình Một trong các biện

pháp hữu hiệu và phổ biến để có được nước

uống an toàn là đun sôi nước Tuy nhiên việc

đun sôi cũng còn một vài mặt hạn chế

MEDRIX phát triển hệ thống xử lý nước đơn

giản và rẻ tiền dùng công nghệ tia cực tím để

khử vi khuẩn trong nước uống Công trình của

MEDRIX dựa trên những phác thảo ban đầu

của rất nhiều người đặc biệt là phát minh của

Robert Rau, tổ chức Winfried Farmer Aid Fund

Tài liệu hướng dẫn này hướng dẫn cách xây

dựng và vận hành hệ thống xử lý nước bằng tia

cực tím có kích thước phù hợp với nhu cầu của

hộ gia đình, trường học nhỏ và các trạm y tế

Chúng tôi hoan nghênh ý kiến đóng góp của

các bạn Mọi ý kiến đóng góp của các bạn xin

gửi về địa chỉ ofice@medrix.org

microbiological contaminants Boiling is oneeffective and very common method currentlyused to produce safe water; but boiling also hassome serious drawbacks,

MEDRIX has developed a simple, affordabletreatment system using ultraviolet technology toinactivate most microbiological contaminants indrinking water MEDRIX’s work draws on theearlier work of many others and especially thework of Robert Rau of The Winfried Farmer AidFund

This handbook describes how to construct andoperate an ultraviolet water treatment system ofappropriate size to meet the needs of a family,

a small school or a rural health clinic Yourfeedback about this handbook is welcome.office@medrix.org

Chương 2: Tìm hiểu hệ thống

xử lý nước bằng tia cực tím

Chapter 2: Understanding

This chapter includes:

 An explanation of ultraviolet radiation

 A description about how ultravioletwater treatment works

Tia cực tím là gì ?

Tia cực tím (UV) là sự bức xạ điện từ Đèn

phát tia cực tím là đèn thuỷ ngân áp suất

thấp phát ra bức xạ có bước sóng 254 nm

gọi là UV-C Đèn cực tím được thiết kế

bằng thuỷ tinh thạch anh cho phép bức xạ

UV-C chạy qua Kính thường hoặc nhựa

sẽ cản trở sự truyền qua của bức xạ

UV-C radiation is known to be an effectivedisinfectant due to its strong germicidal

da và mắt

Tóm tắt lịch sử tia cực tím

Tia cực tím lần đầu tiên được sử dụng ở

Pháp để khử khuẩn trong nước uống vào

những năm đầu thế kỷ 19 Các hệ thống

đầu tiên sớm bị bỏ rơi vì chi phí quá cao,

thiết bị chưa đủ độ tin cậy và biện pháp

khử khuẩn phổ biến là Chlorine

Vào thời gian hiện đại hơn, Tia cực tím

được sử dụng bằng cách kết hợp với các

biện pháp xừ lý khác như Chlorine trong

các nhà máy xử lý ở thành thị Việc sử

dụng tia cực tím để xử lý nước đựơc phát

triển do các vấn đề về sức khoẻ có liên

quan đến việc sử dụng Chlorine và sự

không hiệu quả của chlorine trong việc

diệt ký sinh đơn bào Cryptosporidium

Ngày nay, việc sử dụng năng lượng tia

cực tím để xử lý nước nhiễm khuẩn là một

công nghệ phù hợp được công nhận

Tia cực tím hoạt động như thế

nào?

Tia cực tím có 3 bước sóng hoạt động :

UV-A, UV-B và UV-C Chỉ có bước sóng

UV-C có đặc tính khử khuẩn

Bức xạ UV-C có ảnh hưởng duy nhất

đến sự nhiễm khuẩn Năng lượng tia cực

tím phát ra bởi đèn sát khuẩn UV-C có

công suất để thay đổi axít nucleic (DNA)

của virut, vi khuẩn , kí sinh làm cho chúng

không thể tái sinh hay còn gọi là khử

khuẩn Xử lý nước bằng tia cực tím không

làm thay đổi tính chất hoá học của nước,

không cho một chất nào vào nước ngoài

năng lượng Cần lưu ý rằng các vi sinh vật

không bị loại khỏi nước

In more modern times UV is used in somemunicipal treatment plants in conjunctionwith other treatment methods such aschlorine The use of ultraviolet treatment isincreasing due to developing healthconcerns about the use of chlorine as well

as the ineffectiveness of chlorine in killingthe protozoan parasite Cryptosporidium.Today, the use of UV energy to treat waterfor microbiological contamination is anappropriate use of proven technology

How does UV work?

UV radiation has three wavelength ranges:UV-A, UV-B, and UV-C Only shortwaveUV-C possesses germicidal properties fordisinfection

UV-C radiation has a unique effect onmicrobiological contaminants Theultraviolet energy emitted by a UV-Cgermicidal lamp has the capacity to alterthe nucleic acid (DNA) of viruses, bacteria,molds or parasites so they cannotreproduce and are considered inactivated

UV treatment does not alter the waterchemically; nothing is added to the waterexcept energy It should be noted that theinactivated micro-organisms are notremoved from the water

How does a UV water treatment system work?

Thiết kế của hệ thống xử lý nước bằng tia

cực tím ở hình 1 cho thấy nước đầu vào

chảy ở mức độ được kiểm soát dưới đèn

cực tím Đèn cực tím được treo bên trên

mặt nước Tỷ lệ dòng chảy được tính toán

đảm bảo để nước nhận được đủ lượng

năng lượng UV để khử khuẩn ở mức độ

tiêu chuẩn cho phép

In the UV water treatment system designillustrated in Figure 1, gravity-fed waterflows at a controlled rate under a UV lamp.The UV lamp is suspended in air abovethe water surface The rate of flow iscalculated to ensure the water receives anadequate dosage of UV energy toinactivate microbiological contaminants atthe rate specified by accepted standards

Figure 1: Air-suspended UV-C lamp inside reactor chamber

Hình 1: Đèn UV-C treo bên trong buồng phản ứng

Germicidal UV Lamp, 8 watts Đèn khử khuẩn UV, 8 Wat

Approx 1 liter of water Flow rate 1 to 3 liters / min Xấp xỉ 1 lít nước

Tỉ lệ dòng chảy từ 1 đến 3 lít/phút

Lượng năng lượng Uv và cách tính sẽ

được trình bày ở chương 4

Ưu điểm của việc xử lý nước

bằng tia cực tím

 Không cần đun sôi, tiết kiệm thời

gian, giảm sức người và bảo vệ môi

trường

 Có thể xử lý được khối lượng nước

lớn trong một thời gian ngắn

 Không dùng hoá chất xử lý nước

Mặt hạn chế của việc xử lý

nước bằng tia cực tím

Mặt hạn chế nhất của việc xử lý nước

bằng tia cực tím là nước đã xử lý không

có khả năng khử vi khuẩn mới có thể xâm

nhập

Các hoá chất như Chlorine có khả năng

diệt khuẩn xuất hiện trong nước xử lý tiếp

theo Vì vậy việc bảo quản nước đã xử lý

bằng tia cực tím khỏi vi khuẩn tái xâm

nhập là rất quan trọng

Xử lý nước bằng tia cực tím không loại bỏ

được cặn bẩn, các phần tử, kim loại như

chì hoặc sắt, các khoáng chất cứng như

calcium, do đó đòi hỏi phải có biện pháp

xử lý khác để loại bỏ các phân tử, kim loại

và khoáng chất này

Tính hiệu quả của việc xử lý nước bằng tia

cực tím bị tác động bởi vài yếu tố chất

lượng nước

 Độ đục thấp (cặn bẩn gây ra bởi

các phân tử trong nước) là rất cần

thiết để việc xử lý nước bằng tia

cực tím thành công Các phân tử lơ

delivered for a given period of time(seconds) over a given area (squarecentimeters)

A complete discussion of UV dosage and how it is calculated is found in Chapter 4 ofthis handbook

Advantages of UV treatment of water

 The need to boil water is eliminatedwhich saves time, reduces humanenergy requirements andconserves the environment

 Fairly large quantities of water can

be treated in a short time

 No chemicals are added to thewater

Limitations of UV treatment of water

The most serious limitation of using UV totreat water is treated water has no residualability to inactivate new microbiologicalcontaminants that might be introduced.Chemicals such as chlorine have someability to kill contaminates introduced intothe water following treatment It isimportant to protect water treated by UVfrom the possibility of recontamination

UV treatment does not remove dirt andparticles, metals such as lead or iron, orhard minerals such as calcium Othertreatment is required to remove particles,metals and minerals

The effectiveness of the UV treatment isaffected by several water quality factors:

 A low level of turbidity (cloudinesscaused by suspended particles) isnecessary for water to besuccessfully treated using ultraviolet

lửng trong nước sẽ gây ra sự hấp

thụ tia cực tím hoặc tạo thành bóng

che tia cực tím Nếu độ đục quá

cao, nước có thể không nhận được

lượng tia cực tím tối thiểu để khử

khuẩn và nước xử lý như thế sẽ

không an toàn để uống Chương 3

sẽ giới thiệu vấn đề này và trình

bày cách đo độ đục, Chương 6 sẽ

mô tả cách sử dụng lọc cát để làm

giảm độ đục

 Hàm lượng chất sắt cao trong nước

hấp thụ năng lượng UV làm cho

nước không nhận được Lượng UV

tổi thiểu để khử khuẩn Chương 3

thảo luận về vấn đề này và cách đo

hàm lượng sắt trong trước, chương

6 sẽ mô tả cách sử dụng bộ phận

lọc cát để giảm hàm lượng sắt

 Các chất trong nước đặc biệt là

carbon hữu cơ và nitrat cũng có thể

hấp thụ năng lượng UV Chương 3

sẽ thảo luận về vấn đề này và

chương 18 sẽ gới thiệu cách đo sự

hấp thụ năng lượng UV bởi các

chất hữu cơ

Các thông tin hữu ích về đèn cực

tím

Không phải loại đèn UV nào cũng sản sinh

năng lượng UV-C Hãy tìm nhãn hiệu đèn

the water will cause absorption ofthe UV radiation or shadowing ofthe UV energy If turbidity is toohigh, some water may not receivethe minimum UV dosage toinactivate microbiologicalcontaminants and the “treated”water may not be safe to drink.Chapter 3 discusses this problemand how to measure turbidity andChapter 6 describes how to use asand filter to reduce turbidity

 A high concentration of iron in thewater absorbs UV energy causingsome water not to receive theminimum UV dosage to inactivatemicrobiological contaminants.Chapter 3 discusses this problemand how to measure iron contentand Chapter 6 describes how to use

a sand filter to reduce iron content

 Dissolved substances in the water

—especially organic carbon andnitrates—can absorb UV energy.Chapter 3 discusses this problemand Chapter 18 discusses how tomeasure UV absorption by organicmaterials

Useful information about UV lamps

Not all UV lamps produce UV-C energy.Look for a label indicating the lamp as a

“germicidal” lamp Just because a lamp is

hết các nhà sản xuất đều khuyến cáo nên

thay bóng đèn mỗi năm một lần Nên đo

công suất đèn thường xuyên và thay bóng

đèn khi công suất của đèn còn dưới 80%

so với công suất ban đầu Các nhà sản

xuất cũng cho biết chỉ nên sử dụng đèn

trong vòng 10000 giờ vận hành Những

nghiên cứu mới đây cho biết tuổi thọ hiện

tại của đèn chỉ đạt từ 4000 đến 5000 giờ

Bạn cũng có thể biết thêm thông tin về

năng lượng UV trên internet

year Lamp output should be measuredregularly and the lamp should be replacedwhen the output falls below 80% of itsoutput when first new Lampmanufacturers advertise that lamps willlast for 10,000 operating hours Somerecent studies suggest that actual lamp life

is more on the order of 4,000 to 5,000hours

The internet is an excellent source to findmore information about ultraviolet energy

Chương 3: Kiểm Tra Chất Lượng Nước

Chapter 3: Testing Some Qualities of Water

Chương này bao gồm:

 Chất lượng nước ảnh hưởng đến

sự lựa chọn phương pháp xử lý

như thế nào

 Kiểm tra sự nhiễm khuẩn, độ đục,

hàm lượng sắt và sự truyền năng

lượng UV

This chapter includes:

 How water quality affects treatment options

 Testing for microbiological contamination,turbidity, iron, UV transmissivity

Những ấn tượng đầu tiên

Những ấn tượng đầu tiên thường tạo cho

ta ý tưởng về những gì phải theo dõi Hãy

bắt đầu từ ấn tượng đầu tiên về nguồn

nước mà bạn phải xử lý

Đổ vào ống trong khoảng 200 ml nước

Đưa ống nước ra ngoài sáng Bạn thấy

nước trong hay nước có mầu? Tiếp theo

First impressions

First impressions often set the tone forwhat is to follow Let’s get a “firstimpression” of the water source you have

to work with

Put about 200 milliliters of source water in

a clear container Hold the container up to

a light source Is the water clear or does it

Nước chưa qua xử lý phải được kiểm tra

qua 4 tiêu chí trước khi lựa chọn phương

pháp xử lý nước bằng tia cực tím như một

phương pháp xử lý phù hợp Bốn tiêu chí

này là:

 Sự hiện diện của vi khuẩn Nếu

không có vi khuẩn trong nước thì

việc xử lý nước bằng tia cực tím sẽ

không có tác dụng

 Độ đục Nếu độ đục quá cao thì nên

xử lý trước

 Hàn lượng sắt Nếu hàm lượng sắt

quá cao nên xử lý trước

 Lượng tia UV Nếu lượng truyền tia

cực tím quá thấp, phải kiểm tra

Nhiều bệnh nghiêm trọng như tiêu chảy,

sốt thương hàn, lỵ có thể tìm thấy nguồn

gốc là do vi khuẩn gây bệnh có trong nước

nhiễm khuẩn gây ra Các sinh vật gây

bệnh này được tìm thấy trong các phân

thải và rất khó phát hiện trong nước

Kiểm tra trực tiếp các mầm bệnh do vi

khuẩn là không thực tiễn vì các lý do sau

Một trong những nguyên nhân quan trọng

là sự cần thiết phải có các thủ tục xét

nghiệm liên quan Bởi thế thay vì xét

nghiệm mầm bệnh vi khuẩn, nên chấp

nhận việc xét nghiệm các sinh vật chỉ thị

Các vi khuẩn chỉ thị này thường không

phải mầm bệnh xuất hiện khi mầm bệnh

xuất hiện và vắng mặt khi mầm bệnh vắng

options

Untreated water should be tested for fourproperties before ultraviolet treatment isselected as an appropriate treatmentmethod These four properties are:

 Presence of microbiological

contaminants If microbiological

contaminants are not present, thenultraviolet water treatment will have

no affect on the water

 Amount of turbidity Pretreatment

is necessary if the turbidity is toohigh

 Amount of iron If the iron level is

too high, then pretreatment isnecessary

Testing directly for bacterial pathogens isimpractical for many reasons Oneimportant reason is the need for lengthyand involved test procedures So, instead

of testing for bacterial pathogens, it is agenerally accepted practice to test for

indicator organisms These indicator

bacteria, usually not pathogenic, arepresent when pathogens are present andabsent when pathogens are absent

phân thải.

Việc thiếu các thiết bị phân tích trong

phòng thí nghiệm hay ở nơi thử nghiệm là

một cản trở đối với việc cung cấp nước

uống an toàn Để khắc phục vấn đề này,

một số phương pháp xét nghiệm phát hiện

sự nhiễm khuẩn gây bệnh trong nước

uống đã được đề đạt và phát triển Một số

phương pháp xét nghiệm rất đơn giản, giá

thành thấp, không đòi hỏi phòng thí

nghiệm vi sinh hay thiết bị xét nghiệm vi

khuẩn tại hiện trường Xét nghiệm H2S là

phương pháp xét nghiệm điển hình trong

các phương pháp xét nghiệm kiểu này

Phương pháp này cho phép phát hiện H2S

sản sinh vi khuẩn có liên quan đến sự

nhiễm khuẩn gây bệnh

Hướng dẫn chi tiết về việc sử dụng

phương pháp xét nghiệm H2S đối với

nước nhiễm khuẩn, xem chương 15

Kiểm tra độ đục

Độ đục là những đám vẩn cặn trong nước

tạo nên bởi các phần tử nhỏ riêng biệt mà

ta không thể nhìn thấy được nếu không có

kính lúp Nó giống như những đám khói

trên không trung Khi các phần tử lơ lửng

đủ lớn và đủ nặng nó sẽ lắng xuống đáy

thùng Nếu mẫu nước để tĩnh, các phần tử

nhỏ hơn sẽ lắng xuống chậm hoặc hầu

như không Những phần tử rắn nhỏ này

tạo nên chất lỏng lắng cặn Đo được độ

Indicator organisms are usually also offecal origin

Lack of access to laboratories or fieldanalysis kits is an obstacle to providingmicrobiologically safe drinking water In aneffort to overcome this problem, a number

of alternative indicators and tests to detectfecal contamination of drinking water havebeen proposed and developed Some ofthese fecal indicator tests are simple, lowcost and do not require a microbiologylaboratory or bacteriological field test kit.Prominent among these tests is thehydrogen sulfide or H2S test, which isintended to detect hydrogen sulfide-producing bacteria, considered to beassociated with fecal contamination

For detailed instructions about using the

H2S testing procedure for microbiologicalcontamination of water, see Chapter 15

Testing for Turbidity

Turbidity is a cloudiness or haziness of

water caused by individual particles toosmall to be seen without magnification,much like smoke in air While somesuspended matter will be large enoughand heavy enough to settle to the bottom

of a container if a water sample is leftstanding, small particles will settle slowly

or not at all These small solid particlescause the liquid to appear turbid

toàn để uống.

Có một số cách đánh giá độ đục trong

nước Cách thông dụng nhất là đo sự

giảm sút cường độ ánh sáng khi cho nó

chạy qua cột nước mẫu Thiết bị đo độ

đục điện tử kiểm tra rất chính xác, nhưng

rất đắt tiền Ống đo độ đục là một phương

pjáp đo thủ công thay thế, có thể rất dễ

làm và cho phép đo độ đục tương đối

chính xác đáp ứng được nhu cầu của

chúng ta Ống đo độ đục miêu tả ở

chương 16 là đo độ dài của cột nước đến

một điểm nhất định khi nó che phủ hoàn

toàn đĩa đen trắng dưới đáy cột nước

Hướng dẫn cụ thể về kiểm tra độ đục, xem

chương 16

Thiết bị đo độ đục sử dụng phổ biến hiện

nay là Nephelometric Turbidity Unit (NTU)

Nước chưa xử lý phải có độ đục nhỏ hơn

hoặc bằng 5 NTU trước khi sử dụng hệ

thống lọc nước bằng tia cực tím

Nếu độ đục lớn hơn 5 NTU, cách làm

giảm độ đục là cho nước lọc qua hệ thống

lọc cát

Kiểm tra hàm lượng sắt

Nước ngầm thường có chất sắt vì nó chảy

qua các tầng đất Nước có chất sắt có thể

tạo ra mùi kim loại khó chịu Rau nấu bằng

nước có chất sắt sẽ chuyển thành mầu

sẫm Nếu hàm lượng chất sắt lớn hơn

mức qui định của tổ chức y Tế Thế giới là

0,3mg/l, nước có thể có hiện tượng có

màu khi giặt đồ hoặc làm han vòi nước

UV radiation dosage necessary toinactivate microbiological contaminantsand the “treated” water may not be safe todrink

There are several practical ways ofquantifying turbidity in water, the mostdirect being some measure of attenuation(reduction in strength) of light as it passesthrough a sample column of water.Electronic turbidity meters are available forprecise testing however they areexpensive A turbidity tube is an alternativemethod of manual measurement, caneasily be constructed and provides anapproximate measurement of turbidity thatmeets our needs The turbidity tubedescribed in Chapter 16 measures thelength of a column of water at the pointwhen turbidity completely obscures a blackand white disk positioned at the bottom ofthe column

For detailed instructions about testing forturbidity, see Chapter 16

A commonly-used unit of measurement forturbidity is the Nephelometric Turbidity Unit(NTU) Untreated water must have aturbidity measurement of 5 NTUs or lessbefore it enters the UV treatment unit

If the turbidity is greater than 5 NTUs, oneway to reduce the turbidity is by passingthe water through a slow sand filter

Testing for Iron

It is common for ground water to pick upiron as it flows through soil formations Thepresence of iron in water may produce anunpleasant metallic taste Vegetablescooked in iron-contaminated water turndark If the amount of iron in the water isabove the World Health Organization(WHO) guideline of 0.3 mg/l, the water can

hay bồn rửa Tuy nhiên, hàm lượng chất

sắt cao không thể coi là ảnh hưởng đến

sức khoẻ Mặc dù vậy, Nếu nước có mùi

khó chịu, mọi người có thể chuyển sang

sử dụng nguồn nước khác ngay cả khi

nguồn nước đó có hại cho sức khoẻ

Hàm lượng chất sắt cao trong nước sẽ

hấp thụ năng lượng UV làm cho nước

không nhận được lượng tia cực tím tối

thiểu để khử khuẩn

Chương 17 sẽ hướng dẫn chi tiết việc

kiểm tra hàm lượng chất sắt

Nếu hàm lượng chất sắt trong nước vượt

quá 0,3 mg/l, có thể cho nước lọc qua bộ

lọc cát để giảm hàm lượng chất sắt

Kiểm tra sự truyền UV

Sự truyền được hiểu là khả năng của

nước khi có năng lượng UV truyền qua mà

không có bất kỳ sự hấp thụ nào

Tính hiệu quả của việc khử khuẩn bằng tia

cực tím phụ thuộc vào lượng tia cực tím

truyền qua nước Lượng tia cực tím được

xác định bởi cường độ năng lượng UV,

thời gian vận hành hệ thống và sự truyền

năng lượng UV trong nước (UVT) Cường

độ nguồn năng lượng UV phụ thuộc vào

cause staining of laundry or discoloration

of the faucets and basins However, evenhigh concentrations of iron are notconsidered a health problem.Nevertheless, if water tastes bad, peoplemay turn to other water sources, even ifthose sources pose a health hazard

A high concentration of iron in the waterincreases absorption of UV energy causingsome water not to receive the minimum

UV dosage to inactivate microbiologicalcontaminants

For detailed instructions about testing foriron, see Chapter 17

If the iron in the water is above 0.3 mg/lthen, one way to reduce the amount of iron

in the water is by passing the waterthrough a slow sand filter

Testing for UV Transmissivity

Transmissivity is defined as “the capacity

of the water to pass UV energy throughwithout absorption.”

The effectiveness of a UV disinfectionsystem depends on the UV dose delivered

to the water The UV dose is determinedfrom the combined effects of the UVenergy intensity, the exposure time of thesystem and the UV Transmissivity (UVT)

of the water The intensity of the UVenergy source depends on the type of UV

UVT có thể chịu ảnh hưởng của các chất

hữu cơ trong nước Hầu hết các nguồn

chất hữu cơ này là các cây mục rữa Đôi

khi chất hữu cơ thông thường sẽ làm đổi

mầu nước, tuy nhiên, không phải trường

hợp nào cũng như thế UVT không thể

xác định được bằng việc nhìn mà phải đo

được nó UVT của một nguồn nước có thể

thay đổi do thời tiết hay theo mùa

UVT có thể bị giảm xuống do độ đục và

chất sắt trong nước hay các chất hoá học

ít thông dụng khác

Xem chương 18 để biết thêm chi tíêt về

cách đo chỉ số UVT

Tóm tắt

Việc đo được các đặc tính nhất định của

nguồn nước sẽ giúp ta xác định liệu tia

cực tím có được sử dụng như một

phương pháp xử lý thích hợp và hiệu quả

đối với nước nhiễm khuẩn hay không

Các bạn có thể đọc chương kế tiếp để biết

thêm chi tiết về từng bước đánh giá chất

lượng nước và đưa ra qquyết định quan

trọng về việc xử lý nước bằng tia cực tím

như thế nào

UVT can be affected by various types oforganic matter in the water A commonsource of organic material is decayingplants Sometimes organic material will

“color” the water; however this is notalways the case UVT can not bedetermined by sight, it must be measured.The UVT of a water source may changewith the weather or with the season

UVT is also reduced by turbidity and iron inthe water as well as some other lesscommon chemicals

For detailed instructions about measuringUVT, see Chapter 18

of water quality characteristics and how tomake important decisions about effective

UV treatment

Chapter 4: Deciding if UV Treatment is Appropriate for a Water Source

This chapter includes:

 Explaining UV dosage

 Calculating UV dosage

 Evaluating effectiveness of UV treatment

 Determining correct flow rate for adequate UV treatment

Purpose

There are several effective methods of treating water contaminated by pathogens.While each method of treating contaminated water has different strengths andweaknesses, this chapter will help you decide if UV is an appropriate treatment methodfor a specific water source

Important Information About This Chapter

It is not necessary to have a complete understanding of the science of ultraviolet energy

to use the UV Water Treatment System This chapter contains some basic informationdescribing ultraviolet energy If you are interested in detailed information about thescience of UV, Appendix D contains a description of the theoretical basis underlying this

UV Water Treatment System Reading Appendix D is optional

It is necessary to follow the directions of this chapter to measure some importantcharacteristics of your source water to decide if UV treatment will be effective for yourwater situation If UV treatment is appropriate, then this chapter will help you determinethe correct water flow rate for your water source

The effectiveness of a UV disinfection system depends on the UV dose delivered to thewater Appendix G summarizes the amount of UV dosage needed to inactivate variousmicroorganisms Because it is difficult to identify every microorganism present in awater source, it is difficult to specify an exact UV dosage requirement A widelyaccepted international UV dosage guideline for UV treatment of water is 30,000 µW-sec/cm2 MEDRIX will use this value as our operating guideline unless the countrywhere this treatment system is used has a higher guideline.

UV dosage can be calculated using data from a radiometer designed to measure UVenergy in the 254 nm range Tool #2 in Appendix C is an example of the requiredradiometer The radiometer measures UV irradiance which is used to calculate UVdosage

A modified reactor chamber is required to measure UV for the dosage calculations.Details describing the construction and use of this modified reactor chamber arecontained in Chapter 18, Testing Water Samples for UV Transmissivity

How to Measure UV for Calculating UV Dosage

1 Turn on the UV lamp and allow it to warm up for two minutes

2 Without any water in the reactor, use a radiometer to measure the UV irradiancethrough the quartz monitoring window in the bottom of the reactor The quartzwindow and reactor surfaces must be dry Search for the maximum repeatablereading while slowly adjusting the position of the radiometer This measurementshould be in the range of 800-1,000 μW / cmW / cm2 Record this measurement on Form1

3 Then, fill the reactor with source water and again measure the UV irradiancethrough the quartz monitoring window in the bottom of the reactor Thismeasurement should be in the range of 300-900 μW / cmW / cm2 Record thismeasurement on Form 1

4 Use the value from Step 3 to compute the maximum allowable flow rate later

Is Pretreatment Needed?

Obtaining a minimum dosage of UV is critical to inactivating pathogens in the sourcewater High absorbance of UV in the source water can cause UV treatment to beineffective However, even in cases of high UV absorbance in source water, pre-treatment of the source water to remove chemical or physical contaminants mayimprove the source water’s UV transmissivity to a level where treatment by UV can beeffective

Use Figure 1 on the following page to decide if UV will be an effective method ofinactivating microbial contamination in your water source without some method ofpretreatment

Figure 1: Deciding if UV Treatment is Appropriate for a Water Source

Answer the questions in the chart below using the turbidity, iron and UV irradiance datafrom Form 1 measured at the site of the water source during your initial assessment

Is Turbidity Greater than

Pre-treat Source

Water

STOP

Yes

When Pretreatment of Source Water is Needed

If you answer "YES" one or more times in Figure 1, pretreatment of the source water isnecessary before UV treatment can be successful Read Chapter 6 about sand filtersbefore deciding if UV will be an effective method of treating this source water

When UV is Considered an Appropriate Water Treatment Method

If you answer "NO" to all the questions in Figure 1, continue your evaluation by usingFigure 2 to determine the maximum flow rate through the UV treatment system for thesource water being evaluated

Determining the Maximum Flow Rate

The flow rate through the reactor is one of the principal factors in determining the UVdosage received by the microbes in the source water Using the guideline dosage of

30,000 µW-sec/cm2, the upper line of Figure 2 shows the maximum allowable flow ratesbased on the UV measured through the source water in the reactor

Safety Factor If you want to use twice the guideline UV dosage as a safety factor, the

lower line in Figure 2 shows the maximum allowable flow rates

It is highly recommended that you begin operation of the UV treatment system using theflow rate from the Safety Factor calculation After evaluating the quality of treated waterproduced by the system over time, you may then decide to increase to the higher flowrate to the guideline dosage guideline (upper line)

Figure 2: Determining the Maximum Flow Rate

Max Flow Rate Calculator

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

GuidelineDosage

Part 2:

Construction and Assembly of the

UV Treatment

System

Chương 5: Sắp xếp vật liệu và dụng cụ

Chapter 5: Locating Materials and Tools

Chương này bao gồm:

 Sắp xếp vật liệu và dụng cụ

 Ghi lại các thông tin để sử dụng trong

tương lai

This chapter includes:

 Locating materials and tools

 Recording information for future use

Trước khi xây dựng hệ thống, bạn nên sắp

xếp các vật liệu và dụng cụ cần thiết để

lắp đặt hệ thông xử lý nước bằng tia cực

tím Sau đây là một vài thông tin giúp bạn

thực hiện quá trình này

1 Liệt kê các vật liệu và dụng cụ Mở

đầu mỗi chương là danh sách các vật

liệu và dụng cụ cần thiết để hoàn

thành mỗi phần của hệ thống UV

2 Vị trí các cửa hàng và các chợ Hãy

tìm các chủ cửa hàng ở địa phương

hoặc những người bán trong chợ có

thể cung cấp các vật liệu mà bạn cần

Để việc tìm kiếm của bạn được dễ

dàng hơn, nên mang theo mẫu hoặc

ảnh chụp vật liệu hoặc dụng cụ tới các

cửa hàng hoặc chợ ở địa phương

3 Giải thích việc sử dụng cho người

bán.Sẽ mất thời gian giải thích việc

bạn sẽ sử dụng những vật liệu hoặc

dụng cụ này ra sao Trong nhiều

trường hợp khi người bán hiểu tầm

quan trọng của công việc bạn làm, họ

có thể bán vật liệu cho bạn với giá rẻ

hơn

Before construction can begin, you mustlocate the necessary materials and toolsneeded to assemble the UV watertreatment system Here is someinformation to help you in this process

1 List of Materials and Tools At the

beginning of each chapter is a list ofmaterials and tools needed to completeeach part of the UV system

2 Local Shops and Markets Look for

local shop owners or market vendorswho can provide the materials youneed To make your search easier,bring an actual sample or a picture ofthe materials or tools needed with you

to the local shop or market

3 Explain Use to Seller Take time to

explain to the seller how you will usethe materials or tools In some cases,when the seller understands theimportance of the work you are doing,you will be able to purchase thematerials at a lower price

4 Vật liệu thay thế Sẽ có nhiều loại vật

liệu không chính xác như các hình

trong sách hướng dẫn này Bạn nên

tìm các vật liệu thay thế có cùng tính

năng Bạn cũng có thể chụp hình các

loại vật liệu bạn mua từ các nhà cung

cấp tại địa phương và thay thế các tấm

hình trong sách hướng dẫn này

5 Ghi lại các thông tin về địa điểm.

Khi bạn tìm được nguồn cung cấp vật

liệu tốt, hãy nghi lại địa điểm bạn mua

và giá thành của nó Bạn có thể dùng

phụ lục A của Mẫu 6, về bảng kê các

dụng cụ và vật liệu để ghi lại các thông

tin này Nếu bây giờ bạn ghi lại thông

tin này, nó sẽ làm cho công việc xác

định địa điểm mua các vật liệu và dụng

cụ của bạn trong tương lai dễ dàng

hơn

Đó mới là mua sắm giỏi !

4 Substitute Parts Many items will not

be exactly the same as the pictures inthis handbook Your job is to find asubstitute part to perform the samefunction You may want to take digitalphotographs of the items you buy fromlocal vendors and change the pictures

in this handbook

5 Record Location Information When

you locate a good source for an item,record where you purchased the itemand its cost Form 6, Parts andMaterials Inventory Form, in Appendix

A can be used to keep this record.Recording this information now willmake your future work of locatingmaterials and tools easier

Good shopping!

Chương 6: Thiết kế thùng dòng vào và

sự lựa chọn hệ thống lọc cát

Chapter 6: Constructing the Inflow Container

and Optional Sand Filter

Chương này bao gồm:

This chapter includes:

 Materials and tools needed to construct

an inflow container

 How to assemble the inflow container

 How to prepare sand and pea gravel ofcorrect size

 How to construct the sand filter

Mục đích

Chương 4 giải thích bạn cần phải quyết

định như thế nào nếu nguồn nước của

bạn đòi hỏi phải sơ xử lý trước khi bạn sử

dụng hệ thống xử lý nước bằng tia cực

tím Xem lại kết quả xét nghiệm trình bày

ở chương 4 trước khi tiến hành đọc

chương này về cách xây dựng thùng dòng

vào – một bộ phận của hệ thống xử lý

nước bằng tia cực tím

Nếu phải yêu cầu việc sơ xử lý

Nếu phải cần đến việc sơ xử lý, thì nên

to read this chapter on constructing theinflow container as a part of the UV watertreatment system

If Pre-Treatment is Required

If pre-treatment is required, filtering thesource water using a sand filter is arecommended option

Sand Filters Sand filters are commonly

used worldwide to reduce the level ofcontaminants in water A sand filter has

nhiễm khuẩn trong nước Bộ lọc cát có

hai chức năng giúp hệ thống UV hoạt

động có hiệu quả Chức năng thứ nhất

của bộ lọc cát là loại bỏ các phần tử trong

nước hấp thụ năng lượng UV làm hạn chế

khả năng diệt khuẩn của năng lượng UV

Chức năng thứ hai của bộ lọc cát là làm

giảm hàm lượng chất sắt trong nước Sắt

thường làm giảm tính năng diệt khuẩn vì

nó hấp thụ năng lượng UV Hệ thống lọc

cát được khuyến cáo nên dùng vì nó còn

có ưu điểm khác là lọc được các bào nang

và trứng có hại tiềm ẩn trong nước

Nếu không có hệ thống lọc cát, các bào

nang và trứng này có thể sống sót dưới tia

cực tím Hệ thống lọc cát cũng sẽ loại bỏ

được vài chất nhiễm khuẩn

Sự hạn chế Hệ thống lọc cát có vài hạn

chế Mặc dù hệ thông lọc cát có thể giải

quyết được vấn đề độ đục lên tới 50 NTU

mà không bị tắc, chất lượng nước đầu vào

lý tưởng phải thấp hơn rất nhiều ( thấp

hơn 25 NTU ) để giảm bớt việc súc rửa

bộ lọc cát thường xuyên Nước có độ đục

lớn hơn ( ví dụ độ đục đọc được là trên

50) sẽ làm cho bộ lọc cát nhanh bị tắc

Hãy để nước có độ đục cao lắng trong vài

giờ để các phần tử lắng xuống trước khi

đổ nước vào hệ thống lọc cát

Nếu Không yêu cầu việc sơ xử lý

Nếu kết quả ở chương 4 cho thấy không

two functions in making UV treatmenteffective The first function of a sand filter

is to remove the particles in the waterabsorbing UV energy and limiting the UVenergy’s ability to inactivatemicrobiological contaminants The secondfunction of the filter is to reduce ironcontent in the water Iron also reducesmicrobiological contaminant inactivation byabsorbing the UV energy Sand filters arehighly recommended because they have

an added advantage of trapping potentiallyharmful cysts and eggs in water Withoutthe sand filter, these cysts and eggs mightsurvive exposure to UV radiation Thesand filter will also remove somemicrobiological contaminants

Limitations Sand filters have limits.

Although sand filters can handleoccasional turbidity up to 50 NTU withoutexcessive clogging, the ideal input quality

is much lower (less than 25 NTU) tominimize the need to frequently clean thesand filter Water with greater turbidity (i.e.,

an NTU reading more than 50) will rapidlyclog the filter Let highly turbid water standfor several hours to allow particles to settlebefore pouring the source water into thesand filter

If Pre-Treatment is Not Required

If the results of Chapter 4 indicate

6 Thùng có nắp, dung tích 20 lít Container w lid, 20 liters 1

7 Ống nhựa PVC khỉu 90 độ có đai ốc, đường kính trong 2,1 cm.PVC 90 degree elbow with nut, 2.1 cm inside diameter (ID) of outlet opening 1

7 Ống PVC đường kính ngoài 2,1 cm ( 7/8 inch) chiều dài 4 cm2.1 cm (7/8 inch) outside diameter (OD) PVC pipe, length - 4 cm 2

9 Giới hạn dòng chảy (bằng đồng xu hoặc nhựa phẳng)Flow restrictor (coin or flat plastic) 1

16 Hướng dẫn vận hành (không thấm nước)Label with operating instructions (waterproofed) 1

* Cát, kích thước phù hợp, 10 kgSand, properly sized, 10 kg 15

* Sỏi hình hạt đậu , kích thước phù hợp, 10 kgPea gravel, properly sized, 10 kg 4

* Gỗ làm khung sàngWood for sieving frames

* Chỉ yêu cầu nếu cần thiết phải sơ xử lý bằng lọc cát

Required only if pre-treatment is necessary using sand filtering.

1 Khoan điện – 3/8 inch hoặc lớn hơnElectric drill – 3/8 inch or larger

6 Thước dâyTape measure with metric markings

9 Mũi khoan 19mm ( ¾ inch)19 mm (3/4 inch) spade drill bit

9 Mũi khoan 3,5 mm (9/64 inch)3.5 mm (9/64 inch) drill bit

8 Cưa kim loạiHacksaw

3 Diêm hoặc dụng cụ làm nóng để làm mềm ốngMatches or heat source to soften tubing

10 DaoKnife

20 Đồng hồ đo thời gian bằng đơn vị giâyWatch or clock that can measure time in seconds

21 Can có dung tích 1 lítOne liter measuring container

11* Dụng cụ sàng cát số 18No 18 sieve screen for sand

12* Dụng cụ sàng cát số 45No 45 sieve screen for sand

13* Dụng cụ sàng sỏi sô No ???? sieve screen for pea gravel???

14* Khẩu trangRespirator mask

* Chỉ yêu cầu nếu cần thiết phải sơ xử lý bằng lọc cát