UV والأوزون لمياه الشرب: دليل شامل

لا تزيل أي مرحلة كل شيء. تعالج الفلترة الرملية الجزيئات، ويعالج الكربون الكلور والمواد العضوية الذائبة، ويعالج التيسير العسرة، ويعالج التناضح العكسي الأملاح الذائبة. يعطّل UV والأوزون الكائنات الدقيقة لكنهما يتركان بقايا مختلفة. إن معرفة المرحلة المسؤولة عن كل ملوث تمنع الخطأ الشائع بإضافة فلتر كربون ثانٍ حين تكون المشكلة الحقيقية هي النترات، أو إضافة UV حين تكون المشكلة الحقيقية هي العكارة التي تحجب المصباح.

العكارة هي أهم مؤشر أولي قبل التطهير. فوق 1 NTU، تحجب الجزيئات الكائنات الدقيقة عن ضوء UV وتستهلك الأوزون قبل أن يصل إليها. لذلك تشترط معظم أنظمة UV لمياه الشرب فلتر خرطوشة 5 µm وعكارة أقل من 1 NTU، ويستهدف كثير من المصممين أقل من 0.5 NTU. مفاعل UV بمصباح نظيف وإمداد مياه متسخ يعطي جرعة على الورق، لا في الماء.

تستخدم ممارسات مياه الشرب عادةً 30–40 mJ/cm² عند 254 nm، تُحدَّد عند نهاية عمر المصباح وبعد احتساب هامش للاتساخ. تحتاج البكتيريا جرعة أقل، وتحتاج الفيروسات عمومًا جرعة أكبر، بينما تُعطَّل أكياس الطفيليات الأولية مثل Cryptosporidium بجرعات UV منخفضة نسبيًا لكنها لا تزال تتطلب مفاعلًا معتمدًا. قد تشترط الإمدادات الخاضعة للتنظيم رصيدًا محددًا باللوغاريتم وبروتوكول اعتماد محددًا.

يكون UV هو الحاجز المناسب عندما يكون الماء صافيًا ويكون الخطر ميكروبيولوجيًا عند نقطة الاستخدام. لا يضيف شيئًا إلى الماء ولا يترك بقايا، ما يناسبه لتعبئة المياه والمشروبات وخدمات الطعام ودورات مياه الشرب في المباني. وهو حاجز غير مناسب عندما يكون الماء عكرًا، أو عندما يحتاج الخزان والدورة إلى حماية، أو عندما يجب أكسدة اللون والحديد والمنغنيز؛ وفي هذه الحالات يكون الأوزون أو مزيج منهما أنسب.

يستخدم ماء الشرب عادةً 1–3 mg/L من الأوزون، مع زمن تلامس 5–15 دقيقة. ويُستخدم 2–4 mg/L لشطف القوارير. تُحدَّد الجرعة حسب طلب الماء على الأوزون، لا برقم واحد: فالمواد العضوية والحديد والمنغنيز والنيتريت تستهلك الأوزون قبل أن يؤثر في الكائنات الدقيقة. قِس الطلب باختبار مخبري، ثم أكّد البقايا الذائبة عند مخرج برج التلامس.

CT هو حاصل ضرب تركيز الأوزون الذائب في زمن التلامس، ويُكتب عادةً mg·min/L. تركيز 1 mg/L لمدة عشر دقائق يعطي CT يساوي 10. وقيمة CT المعتبرة هي الناتجة عن البقايا بعد الطلب، لا عن الجرعة عند نقطة الحقن. على سبيل المثال، برج يحتفظ بـ 5 m³ عند 10 m³/h يعطي زمن تلامس اسميًا 30 دقيقة؛ وبقايا 0.4 mg/L بعد الطلب تعطي CT يساوي 12 mg·min/L.

يتحلل الأوزون بسرعة: عادةً خلال 20–30 دقيقة في الماء الصافي عند 20 °C، وبشكل أسرع عند ارتفاع الطلب العضوي أو المعدني. لهذا يُولَّد في الموقع ويُجرَّع باستمرار. لحماية التخزين، أعد تدوير الخزان عبر جهاز تلامس الأوزون وراقب ORP أو الأوزون الذائب، مع الحفاظ على بقايا نحو 0.2–0.5 mg/L. وعند وجود البروميد، تحقق من تكوّن البرومات.

اختر UV عندما يكون الماء صافيًا والخطر ميكروبيولوجيًا عند الصنبور ولا تُراد بقايا. واختر الأوزون عندما يحتاج الماء إلى أكسدة، أو عندما يحتاج خزان التخزين ودورة إعادة التدوير إلى حماية، أو عندما يجب معالجة اللون والطعم والحديد والمنغنيز. تستخدم بعض المحطات الاثنين معًا: الأوزون لدورة الخزان وUV عند نقطة الاستخدام، لأن الأوزون يحمي كتلة الماء بينما يحمي UV المتر الأخير.

لا يحتوي الماء النفاذ من التناضح العكسي على بقايا كلور، لذا يمكن لأي كائن دقيق يدخل الخزان أو الأنابيب أن يستقر ويكوّن غشاءً حيويًا. الخزان المفتوح تهويته على غرفة مغبرة، أو المصمم بخط ميت للتصريف، أو المحفوظ عند 30 °C، هو حاضنة أفضل من خط المياه الخام. يظهر معظم تلوث المعالجة اللاحقة بعد الغشاء لا قبله، ولهذا تكون نظافة التخزين أهم من التناضح العكسي نفسه.

استخدم قاعًا مخروطيًا أو مائلًا، وفتحة فائض محكمة بشبكة حشرات، وفلتر تهوية كاره للماء 0.2 µm، وكرة رش، وبلا خطوط ميتة أطول من ثلاثة أضعاف قطر الأنبوب. أبقِ التخزين في حدود يوم واحد أو أقل. أعد التدوير عبر UV، أو احتفظ بـ 0.2–0.5 mg/L من الأوزون وراقب ORP. نظّف الخزانات وطهّرها كل 3–12 شهرًا، وبعد أي دخول للصيانة.

خذ العينة عند المصدر، لا بعد منظومة تيسير قائمة، وحدد ما إذا كان المصدر مياه بلدية أو بئرًا أو نهرًا أو بحيرة أو مياه صهاريج. يجب أن يغطي تقرير المختبر TDS والموصلية وpH والقلوية والعسرة والكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والكلوريد والكبريتات والنترات والحديد والمنغنيز والزرنيخ والسيليكا وCOD والعكارة وعدد البكتيريا. وتُحتاج عينات موسمية حيث يتغير المصدر.

بيانات الموقع لا تقل أهمية عن الكيمياء: ذروة الساعة، والحجم اليومي، وساعات التشغيل، والطاقة، والصرف، وحجم الغرفة، ودرجة الحرارة المحيطة، وحجم التخزين، ومادة الأنابيب، وقواعد التصريف. عرض السعر المبني على الحجم اليومي وحده سيقلل عادةً من حجم المعالجة المسبقة والحاجز النهائي، لأن كليهما يُحدَّدان بمعدل التدفق الأقصى وأسوأ جودة مياه، لا بالمتوسط السنوي.

المتطلبات الملزمة هي متطلبات سوق الوجهة. تختلف معايير مياه الشرب في قوائم مؤشراتها وحدودها وتواتر مراقبتها، والنظام المصمم لبلد واحد ليس مطابقًا تلقائيًا في بلد آخر. تُعدّ إرشادات منظمة الصحة العالمية لجودة مياه الشرب مرجعًا فنيًا مفيدًا عند وضع معيار وطني، لكنها لا تحل محل اللوائح المحلية.

تُثبَت المطابقة باختبار الماء الجاهز، لا بملصق المعدات. نحن لا ندّعي حصول هذه الأنظمة على شهادة مياه شرب أو تصريح صحي. يعمل المصنع وفق ISO 9001 ويحمل شهادة CE للمعدات المصدَّرة، لكنها شهادات جودة وسلامة منتج، وليست موافقات على مياه الشرب. يجب الحصول على أي موافقة مواد أو تقرير اختبار محلي لسوق الوجهة.

قبل الشحن، اتفق على اختبارات القبول: السعة عند درجة الحرارة التصميمية، وموصلية الماء النفاذ، وجرعة UV أو بقايا الأوزون، وعينة بكتريولوجية حيث تشترط القواعد المحلية ذلك. بعد التركيب، أعد الاختبارات على مياه الموقع واحفظ النتائج مع سجل التشغيل.