התשובה הקצרה:

עבור רוב מערכות המים-לשתיה שבהן חיטוי אולטרה סגול משמש כמחסום מיקרוביאלי סופי, התקן את כור ה-UV הראשי לאחר שלב הסרת מיכל האגירה ו-החלקיקים הסופי, קרוב ככל האפשר לנקודת החלוקה.

מדוע UV בדרך כלל עדיף לאחר מיכל האחסון

ל-UV אין הגנה שיורית

חומרי חיטוי כימיים יכולים להמשיך לדכא מיקרואורגניזמים לאחר הטיפול הראשוני אם נשמרת שארית נאותה. UV לא עובד ככה. הסוכנות להגנת הסביבה של ארה"ב מצהירה ש-UV לא משאיר שאריות וכי מינון UV הנמסר תלוי בעוצמת ה-UV, קצב הזרימה והעברת האולטרה סגול (UVT).[1]פיקוח מי השתייה בבריטניה מזהה באופן דומה את היעדר השפעה שיורית כמגבלה עיקרית של UV, הדורשת היגיינה קפדנית באחסון והפצה.

אם UV מותקן רק לפני מיכל אחסון אטמוספרי, רצף הטיפול הוא:

טיפול UV → מיכל אחסון → משאבה והפצה → נקודת שימוש

כל זיהום או צמיחה מחודשת המתרחשים במיכל או בצנרת במורד הזרם עוקפים את מחסום ה-UV. העברת שלב ה-UV הסופי במורד הזרם משנה את הרצף ל:

מיכל אחסון → משאבה → סינון סופי → טיפול UV → נקודת שימוש

הסידור השני מחטא מים לאחר שעברו דרך הרכיב העלול להעלות את גיל המים, לאסוף משקעים, להחליף אוויר ולחשוף את המים לפתחי גישה ולמשטחים הרטובים.

איור 1. טרום-טנק-רק UV משאיר אירועי אחסון במורד הזרם מחוץ למחסום הטיפול הסופי.

אחסון יכול לשנות את איכות המים המיקרוביולוגית

האחסון אינו ניטרלי מבחינה מיקרוביולוגית. התוצאה מושפעת מטמפרטורה, זמן שהייה, חומרים מזינים זמינים, משקעים, מחזור מיכל, מצב פני השטח והיגיינה.

במחקר עמית-על מיכלי אחסון ביתיים בעמאן, ירדן, Evison וסונה דיווחו שספירת החיידקים ההטרוטרופיים עלתה מכ-1.7 לוג CFU/mLאֶל5.2 לוג CFU/mL לאחר ארבעה ימיםו5.7 לוג CFU/mL לאחר שבעה ימיםשל אחסון.[3]מבוטא כספירות משוערות, כלומר עלייה מכ-50 CFU/mL לכ-160,000 CFU/mL ולאחר מכן 500,000 CFU/mL. המחקר זיהה את הטמפרטורה כגורם בעל ההשפעה הגדולה ביותר על צמיחה מחודשת.

איור 2. נתונים שנבדקו עמיתים- מראים צמיחה מחודשת של חיידקים הטרוטרופיים במהלך האחסון.

מקור: Evison & Sunna (2001). ספירות הטרוטרופיות אינן פתוגן ישיר-מדדי סיכון.

הספירות ההטרוטרופיות הללו אינן אומרות שכל אורגניזם שהתגלה היה פתוגן, ואין להתייחס אליהן כאל חישוב ישיר של הסיכון למחלה. עם זאת, הם מראים כי מים פעילים ביולוגית יכולים להשתנות באופן מהותי במהלך האחסון. יחידת UV המותקנת רק במעלה הזרם אינה יכולה לשלוט בצמיחה המתרחשת לאחר מכן.

מחקר שדה מבוקר באקוודור הגיע למסקנה קשורה. חוקרים עקבו אחר מים ממקורם לאחסון ביתי והשוו אותם עם מיכלים תואמים שנשמרו בתנאים מבוקרים. זיהום הולך וגובר נצפה ב46.4% מהמיכלים לאנטרוקוקיםו32.8% עבור E. coli. במשקי הבית שחוו זיהום מחדש, העליות הממוצעות היו0.5-1.3 לוג עבור enterococciו0.6-1.2 לוג עבור E. coli.

מה הראיות מוכיחות-ולא-מוכיחות

המחקרים לעיל אינם מוכיחים שכל מיכל גורם לגידול חיידקים. עיצוב המיכל, תחלופת המים, הטמפרטורה, הניקוי, שאריות חומר החיטוי ואיכות-המקור של המים משתנים מאוד. מיכל אטום, מעוצב בצורה היגיינית עם תחלופה תכופה עשוי לשמור על איכות מים מעולה.

במקום זאת, הראיות תומכות בעיקרון בקרת סיכונים-:

כאשר UV הוא חומר החיטוי הסופי היחיד, הנחתו לאחר האחסון מסירה חלק גדול בלתי מבוקר משרשרת הטיפול.

UV לאחר-מכל אינו הופך את היגיינת הטנק לאופציונלית. מיכל מזוהם מאוד עלול להעמיס יתר על המידה טיפול מקדים, לסנן מסננים, ליצור בעיות טעם וריח, לשחרר שברי ביופילם ולאתגר באופן רציף את מערכת ה-UV. המיכל עדיין דורש תכנון סניטרי, פתחי אוורור ופתחים מאובטחים, תחלופה מתוכננת, בדיקה, ניקוי ואימות מיקרוביולוגי מתאים.

לפני הטנק, אחרי הטנק, או שניהם?

איור 3. פריסות UV ברירת מחדל מומלצות ורב-מחסומים סביב מיכל אחסון.

אפשרות 1: UV לפני הטנק בלבד

הסדר זה יכול להפחית את מספר האורגניזמים בני קיימא הנכנסים לאחסון. זה עשוי להיות שימושי כאשר המיכל חייב להיות מוגן מעומס חיידקים נכנס או כאשר חומר חיטוי כימי במורד הזרם שומר על שארית מאומתת.

עם זאת, -UV טרום טנק לבדו אינו מגן מפני:

• זיהום דרך פתח האוורור, הצוהר או הצפת המיכל;
• ביופילם או משקעים שכבר נמצאים במיכל;
• צמיחה מחודשת של חיידקים במהלך זמן שהייה ארוך;
• זיהום שהוכנס על ידי משאבת היציאה או צנרת במורד הזרם;
• אובדן איכות מיקרוביולוגית לאחר תחזוקה.

עבור מערכת שתייה ללא חומר חיטוי במורד הזרם, זה בדרך כלל לא המיקום החזק ביותר עבור מחסום ה-UV היחיד.

אפשרות 2: UV אחרי הטנק

עבור רוב המערכות הקטנות לשתיה-, מי גשמים, באר- מים ומערכות- תהליכיות, UV לאחר-מיכל הוא ברירת המחדל המועדפת. מים נשאבים מאחסון, מותנים כדי לעמוד בדרישות האיכות- של המים של כור ה-UV, מחוטאים ולאחר מכן מועברים למשתמש.

רצף טיפוסי הוא:

מיכל אחסון → מאיץ או משאבת לחץ → סינון משקעים → טיפול נדרש אחר → כור UV → קו הפצה היגייני קצר

ההרחבה הקואופרטיבית של אוניברסיטת אריזונה ממליצה על רכבת לטיפול במי גשמים המורכבת מסינון חלקיקים, פחמן פעיל וחיטוי UV המוצבת אחרי מיכל הלחץ או משאבת-לפי דרישה.

כור ה-UV צריך להיות בגודל עבורזרימת יציאה מיידית מקסימלית, לא הביקוש היומי הממוצע או קצב מילוי המיכל. כאשר משאבת דחף מתחילה, כור ה-UV עשוי לחוות זרימה קצרת טווח-בהרבה מהממוצע היומי. מכיוון שמנון UV תלוי בחלקו בזמן השהייה, חריגה מהזרימה המקסימלית המאושרת יכולה להפחית את המינון.

אפשרות 3: UV לפני ואחרי הטנק

UV דו-שלבי- עשוי להיות מוצדק כאשר:

• המיכל מאחסן RO מחלחלים או מי תהליך-בטוהר גבוה;
• מפרטים מיקרוביולוגיים מחמירים;
• לטנק יש זמני שהייה ארוכים או טמפרטורות גבוהות;
• מים נכנסים יוצרים עומס ביולוגי גבוה;
• תהליך מזון, משקה, תרופות או מעבדה זקוק למחסום נוסף
• פעולה רציפה ויתירות חשובים יותר מעלות הון מינימלית.

שלב ה-UV הראשון מפחית את העומס הקיימא הנכנס לאחסון. השלב השני מטפל במים היוצאים מהמיכל. לולאת UV מחודשת עשויה גם לסייע בשליטה על המצב המיקרוביאלי של מים מאוחסנים, אך יעילותה תלויה בסירקולציה מאומתת, ערבוב מיכל, מחזור ותכנון סניטרי. אין להניח שלולאת מחזור חוזרת חושפת כל חלק של מיכל מעורבב גרוע באופן שווה.

המלצה סופית

עבור רוב מערכות המים -ניתנות לשתייה, ההסדר המועדף הוא התקנת מעקר מי UV הסופי לאחר מיכל האחסון וגם לאחר שלב הסינון האחרון. זה ממקם את המחסום המיקרוביאלי קרוב יותר לנקודת השימוש ומאפשר למערכת לטפל בזיהום או צמיחה מחודשת שעלולים להתרחש במהלך האחסון.

UV לפני-מכל נשאר שימושי כבקרה נוספת, בעוד -UV דו-שלבי עשוי להתאים לטוהר- גבוה או ליישומים רגישים מיקרוביולוגית. עם זאת, מיקום ההתקנה לבדו אינו מבטיח חיטוי יעיל. יש לקחת בחשבון גם זרימת שיא, UVT, עכירות, מינון UV יעד, היגיינת מיכל ותנאי צנרת במורד הזרם במהלך תכנון המערכת.

הכלל המעשי הוא פשוט: אם מים יכולים לעבור שינוי מיקרוביולוגי לאחר מעבר דרך כור ה-UV, התקן מחסום חיטוי מאומת סופי קרוב יותר לנקודת השימוש.