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

Sử Dụng 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 tín nhỏ

Robert Catherman
Giám Đốc Phát Triển Nước An Toàn
Tổ chức MEDRIX™
Tháng 1, 2007
Xuất bản V.E.2.1


Edition 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

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


Xuất bản V.E.2.1

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
Robert Catherman
Giám Đốc Phát Triển Nước An Tồn
Tổ Chức MEDRIX™
Tháng 1, 2007

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


Preface
The purpose of this handbook is to provide a standardized source of information for
constructing 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 without
charge. Copies of this handbook are available for downloading from the MEDRIX
website.
Users assume full responsibility for the outcomes of constructing and operating water
treatment 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 before
the edition number signifies the language of the document. The first number identifies
the version; odd numbers indicate a version being drafted but not yet finalized; even
numbers indicate a published and released version. The number following the period
indicates the level of minor revision including corrections and updates. For example, the
edition number “E.2.3” indicates this is the second English version released for
publication 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 to
reflect the realities in your part of the world. Feel free to substitute your own digital
pictures to make the information more relevant to readers in your region. In some
pictures in this handbook you may see pieces of equipment in the background that are
not the same as the handbook describes. MEDRIX is constantly testing and adapting
new ideas into the system and those ideas sometimes get into the pictures before they
are ready to be formally documented. If the idea has value, works better than the
current method and meets availability and cost criteria, you may see the new idea in the
next edition of the handbook.
© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


Your feedback about this handbook is welcome. Improving the quality of open source
documents is the responsibility of all who use the information.
Submit suggestions and recommended changes for this handbook to:
Director of Safe Water Development
MEDRIX
PO Box 2588
Woodinville, WA 98072 USA

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 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
This publication is based on the collective experience of MEDRIX in monitoring and
evaluating the equipment and procedures described herein. While every effort has been
made to ensure the accuracy of this work, any judgments as to the suitability of
information for the reader’s purposes are the reader’s responsibility. MEDRIX does not
extend any warranties, and assumes no responsibility, for the suitability of this
information or the consequences of its use.

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


The
Contents
Phần 1: Xử lý nước bằng tia cực tím để có nước an tồn.................................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 12: Training the UV System Operators.................................................................76


Chapter 13: Daily Operation.............................................................................................. 78
Chương 13: Vận hành hàng ngày......................................................................................79
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
Mẫu 1: Đánh giá ban đầu................................................................................................ 115
Form 2: Follow-up Assessment........................................................................................ 116
Form 3: Water Quality Test Results Log...........................................................................117
Mẫu 3: Bảng kết quả kiểm tra chất lượng nước...............................................................118
Form 4: Water Quality Test Reporting..............................................................................119
Mẫu 5: Theo dõi quá trình sử dụng hệ thống xử lý nước bằng tia cực tím.......................120

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


Form 5: UV Treatment System History Log......................................................................120
Mẫu 6: Bảng kê các dụng cụ và bộ phận.........................................................................122
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

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


1

Phần 1:
Xử lý nước bằng tia cực tím
để có nước an tồn
Part 1:
Ultraviolet Water
Treatment for Producing
Safe Water

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


2

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


3

Chương 1
Giới thiệu

Chapter 1:
Introduction

Nước an toàn là cần thiết cho mọi Safe Water for People in Need
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 tồn là
một trong những nền móng cho quốc gia, cộng
đồng và cuộc sống của mỗi cá nhân.

According to the World Health Organization
(WHO), 1.1 billion people around the world lack
access to an improved source of water. Access
to safe, clean drinking water is critical for proper
health
care, hygiene, sanitation, food

production, education and economic activity.
Safe drinking water is one of the foundational
building blocks of nations, communities and
individual lives.

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 khơng có nước uống
an tồn đến năm 2015 xuống cịn một nửa.

In 2002 all member nations of the United
Nations unanimously committed to work toward
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

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 mơ
lớn như thế địi hỏi rất nhiều thời gian và nguồn
lực.

This goal is not attainable solely by building
more community water supply networks. The
time and resources required to implement these
large-scale projects are too great.

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
chức Y Tế Thế Giới thành lập mạng lưới quốc
tế để thúc đẩy việc dự trữ và xử lý nước an
toàn tại các hộ gia đình. Nhiệm vụ của mạng
lưới này là:
“ Giảm đáng kể các bệnh dịch do nước không
an toàn gây ra, đặc biệt đối với trẻ em và người
nghèo bằng cách đẩy mạnh việc dự trữ và xử
lý nước an tồn tại các hộ gia đình “

In the recent years, household-level water
treatment has emerged as a viable option for
supplying large populations with an improved
water supply in a short period of time. In 2003
the World Health Organization formed the
International Network to Promote Safe
Household Water Treatment and Storage. The
Network’s mission is:
“To achieve a significant reduction in
waterborne disease, especially among
children and the poor, by promoting safe
household water treatment and storage."

Several reliable methods are available for
Có một vài biện pháp để xử lý nước nhiễm household-level treatment of water containing
© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


4
khuẩn ở cấp độ gia đình. Một trong các biện
pháp hữu hiệu và phổ biến để có được nước
uống an tồn là đun sơi nước. Tuy nhiên việc
đun sơi cũng còn một vài mặt hạn chế.

microbiological contaminants. Boiling is one
effective and very common method currently
used to produce safe water; but boiling also has
some serious drawbacks,

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. Cơng 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.

MEDRIX has developed a simple, affordable
treatment system using ultraviolet technology to
inactivate most microbiological contaminants in
drinking water. MEDRIX’s work draws on the
earlier work of many others and especially the
work of Robert Rau of The 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

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

This handbook describes how to construct and
operate an ultraviolet water treatment system of
appropriate size to meet the needs of a family,
a small school or a rural health clinic. Your
feedback about this handbook is welcome.


Edition E.2.1


5

Chương 2:
Tìm hiểu hệ thống
xử lý nước bằng tia cực tím
Chapter 2:
Understanding
UV Water Treatment
Chương này bao gồm:
 Giải thích về sự bức xạ tia cực tím

 Mơ tả sự hoạt động của hệ thống
xử lý nước bằng tia cực tím

This chapter includes:
 An explanation of ultraviolet radiation
 A description about how ultraviolet
water treatment works

Tia cực tím là gì ?

What is UV?

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 UVC.

Ultraviolet (UV) light is electromagnetic
radiation. A low-pressure mercury vapor
lamp resembling a fluorescent lamp
produces the UV radiation in the
wavelength range of 254 nanometers (nm)
commonly referred to as UV-C. The UV
lamp is constructed using quartz glass that
allows the UV-C radiation to pass through;
regular glass and plastic totally block UV-C
radiation.

Bức xạ UV-C được coi là cơng cụ khử
khuẩn hữu hiệu vì nó có tính sát trùng
mạnh đối với các vi khuẩn gây bệnh.
Tia cực tím được phát ra tự nhiên từ phát
xạ của mặt trời nhưng nó bị hấp thụ bởi
bầu khí quyển của trái đất, do đó nó khơng
thể lọt xuống mặt đất được. Sự hấp thụ
hiệu quả của khí quyển là rất quan trọng
vì Tia cực tím UV-C rất có hại cho da và
mắt. Người sử dụng khi vận hành đèn
cực tím diệt khuẩn phải chủ động bảo vệ
để tránh tiếp xúc của bức xạ UV vào phần
© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

UV-C radiation is known to be an effective
disinfectant due to its strong germicidal
(inactivating)
effect
on
many
microbiological contaminants. UV-C is
produced naturally by the sun but is filtered
out by the earth’s atmosphere so that none
reaches the earth’s surface. This filtering
effect by the atmosphere is critical since
UV-C is very damaging to the skin and
eyes. Users should exercise care to avoid
exposure to skin and eyes when working
with a UV-C germicidal lamp.

Edition E.2.1


6
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.

A brief history of UV
Ultraviolet radiation was first used for
drinking water disinfection in France in the

early 1900s. Early systems were
abandoned due to high operating costs,
unreliable equipment and the expanding
popularity of disinfection by chlorine.
In more modern times UV is used in some
municipal treatment plants in conjunction
with other treatment methods such as
chlorine. The use of ultraviolet treatment is
increasing due to developing health
concerns about the use of chlorine as well
as the ineffectiveness of chlorine in killing
the protozoan parasite Cryptosporidium.
Today, the use of UV energy to treat water
for microbiological contamination is an
appropriate use of proven technology.

How does UV work?
Tia cực tím hoạt động như thế
nào?
UV radiation has three wavelength ranges:
Tia cực tím có 3 bước sóng hoạt động :
UV-A, UV-B, and UV-C. Only shortwave
UV-A, UV-B và UV-C. Chỉ có bước sóng UV-C possesses germicidal properties for
UV-C có đặc tính khử khuẩn.
disinfection.
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 cơng
suất để thay đổi axít nucleic (DNA) của
virut, vi khuẩn , kí sinh làm cho chúng

khơng thể tái sinh hay cịn gọi là khử
khuẩn. Xử lý nước bằng tia cực tím khơng
làm thay đổi tính chất hố học của nước,
khơng cho một chất nào vào nước ngoài
năng lượng. Cần lưu ý rằng các vi sinh vật
không bị loại khỏi nước.

UV-C radiation has a unique effect on
microbiological
contaminants.
The
ultraviolet energy emitted by a UV-C
germicidal lamp has the capacity to alter
the nucleic acid (DNA) of viruses, bacteria,
molds or parasites so they cannot
reproduce and are considered inactivated.
UV treatment does not alter the water
chemically; nothing is added to the water
except energy. It should be noted that the
inactivated micro-organisms are not
removed from the water.

Hệ thống xứ lý nước bằng tia cực How does a UV water treatment
tím hoạt động như thế nào ?
system work?
© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1

7
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 sốt dưới đèn
cực tím. Đèn cực tím được treo bên trên
mặt nước. Tỷ lệ dịng chảy được tính tốn
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 design
illustrated in Figure 1, gravity-fed water
flows at a controlled rate under a UV lamp.
The UV lamp is suspended in air above
the water surface. The rate of flow is
calculated to ensure the water receives an
adequate dosage of UV energy to
inactivate microbiological contaminants at
the 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 dịng chảy từ 1 đến 3 lít/phút

Lượng UV là gì và làm thế nào để What is UV dosage and how it
đo được nó?
measured?
Qua nghiên cứu, các nhà sinh học đã
quyết định lượng UV cần thiết để khử các
loại vi khuẩn khác nhau. Khối lượng UV
cần thiết gọi là lượng UV. Lượng UV là
năng lượng hay microwatts truyền trong
một thời gian nhất định (giây) qua một khu
vực nhất định ( cm2).
© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Through
research,
biologists
have
determined the amount of UV required for
inactivating
different
kinds
of
microorganisms. The amount of UV
required is termed the dosage. The
dosage is a function of the intensity of UV
(expressed in power or microwatts)
Edition E.2.1


8
delivered for a given period of time

(seconds) over a given area (square
centimeters).
Lượng năng lượng Uv và cách tính sẽ A complete discussion of UV dosage and
được trình bày ở chương 4.
how it is calculated is found in Chapter 4 of
this handbook.

Ưu điểm của việc xử lý nước
Advantages of UV treatment of
bằng tia cực tím
 Khơng cần đun sơi, tiết kiệm thời water
gian, giảm sức người và bảo vệ mơi
trường.
 Có thể xử lý được khối lượng nước
lớn trong một thời gian ngắn
 Khơng dùng hố chất xử lý nước






The need to boil water is eliminated
which saves time, reduces human
energy
requirements
and
conserves the environment.
Fairly large quantities of water can
be treated in a short time.

No chemicals are added to the
water.

Mặt hạn chế của việc xử lý Limitations of UV treatment of
nước bằng tia cực tím
water
Mặt hạn chế nhất của việc xử lý nước
bằng tia cực tím là nước đã xử lý khơng
có khả năng khử vi khuẩn mới có thể xâm
nhập.
Các hố 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.

The most serious limitation of using UV to
treat water is treated water has no residual
ability to inactivate new microbiological
contaminants that might be introduced.
Chemicals such as chlorine have some
ability to kill contaminates introduced into
the water following treatment. It is
important to protect water treated by UV
from the possibility of recontamination.

Xử lý nước bằng tia cực tím khơng loại bỏ
được cặn bẩn, các phần tử, kim loại như
chì hoặc sắt, các khống chất cứng như
calcium, do đó địi hỏi phải có biện pháp

xử lý khác để loại bỏ các phân tử, kim loại
và khoáng chất này.

UV treatment does not remove dirt and
particles, metals such as lead or iron, or
hard minerals such as calcium. Other
treatment is required to remove particles,
metals and minerals.

Tính hiệu quả của việc xử lý nước bằng tia The effectiveness of the UV treatment is
cực tím bị tác động bởi vài yếu tố chất affected by several water quality factors:
lượng nước.
 A low level of turbidity (cloudiness
 Độ đục thấp (cặn bẩn gây ra bởi
caused by suspended particles) is
các phân tử trong nước) là rất cần
necessary for water to be
thiết để việc xử lý nước bằng tia
successfully treated using ultraviolet

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


9





cực tím thành cơng. Các phân tử lơ
lửng trong nước sẽ gây ra sự hấp
thụ tia cực tím hoặc tạo thành bóng
che tia cực tím. Nếu độ đục q
cao, nước có thể khơng 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
mơ 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.





radiation. Suspended particles in
the water will cause absorption of
the UV radiation or shadowing of
the UV energy. If turbidity is too
high, some water may not receive
the minimum UV dosage to
inactivate
microbiological
contaminants and the “treated”
water may not be safe to drink.
Chapter 3 discusses this problem
and how to measure turbidity and
Chapter 6 describes how to use a
sand filter to reduce turbidity.
A high concentration of iron in the
water absorbs UV energy causing
some water not to receive the
minimum UV dosage to inactivate
microbiological
contaminants.
Chapter 3 discusses this problem
and how to measure iron content
and Chapter 6 describes how to use
a sand filter to reduce iron content.
Dissolved substances in the water
—especially organic carbon and
nitrates—can absorb UV energy.

Chapter 3 discusses this problem
and Chapter 18 discusses how to
measure UV absorption by organic
materials.

Useful
Các thông tin hữu ích về đèn cực lamps
tím
Khơng phải loại đèn UV nào cũng sản sinh
năng lượng UV-C. Hãy tìm nhãn hiệu đèn
thể hiện là “đèn sát trùng”. Tuy nhiên, đèn
có nhãn mác thể hiện là “đèn sát trùng”
khơng có nghĩa là nó sẽ sản sinh đủ lượng
UV để xử lý nước hiệu quả. Nếu bạn
không rành nhãn hiệu của đèn, thì hãy đo
cơng suất UV-C (254nm) trước khi sử
dụng cho việc xử lý nước bằng tia cực
tím.
Các đèn UV sẽ giảm cơng suất
© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

information

about

UV

Not all UV lamps produce UV-C energy.
Look for a label indicating the lamp as a
“germicidal” lamp. Just because a lamp is

labeled “germicidal” does not mean it will
produce an adequate amount of UV
radiation to be effective. If you are not
familiar with a brand of lamp, measure the
UV-C (254nm wavelength) output before
using the lamp for UV water treatment.

UV lamps output less UV-C energy as they
năng age. Most manufacturers recommend that
Edition E.2.1


10
lượng UV-C sau thời gian sử dụng. Hầu
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 cơng suất của đèn cịn 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.

lamps be replaced at least once every
year. Lamp output should be measured
regularly and the lamp should be replaced
when the output falls below 80% of its
output
when

first
new.
Lamp
manufacturers advertise that lamps will
last for 10,000 operating hours. Some
recent studies suggest that actual lamp life
is more on the order of 4,000 to 5,000
hours.

Bạn cũng có thể biết thêm thông tin về The internet is an excellent source to find
năng lượng UV trên internet.
more information about ultraviolet energy.

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


11

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

First impressions

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.

First impressions often set the tone for
what is to follow. Let’s get a “first
impression” of the water source you have
to work with.

Đổ vào ống trong khoảng 200 ml nước.
Đưa ống nước ra ngồi sáng. Bạn thấy
nước trong hay nước có mầu? Tiếp theo
hãy ngửi xem nước có mùi gì khơng ? Cần
hai hoặc ba người kiểm tra nước và so
sánh kết quả quan sát với nhau. Nếu
nước có mầu hoặc có mùi, bạn có thể đưa

ra kết luận đầu tiên về chất lượng nguồn
nước. Ghi lại kết quả quan sát của bạn
vào mẫu 1 về đánh giá ban đầu.

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
have a definite “color”? Next, smell the
source water. Does the water have any
odor? Two or three people should examine
the water and compare their observations.
If the water has color or odor, then you
have your first clues about the quality of
the
source
water.
Record
your
observations
on
Form
1,
Initial
Assessment.

Chất lượng nước và các cách xử Water
© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

quality

and

treatment
Edition E.2.1


12
lý

options

Untreated water should be tested for four
Nước chưa qua xử lý phải được kiểm tra
properties before ultraviolet treatment is
qua 4 tiêu chí trước khi lựa chọn phương
selected as an appropriate treatment
pháp xử lý nước bằng tia cực tím như một
method. These four properties are:
phương pháp xử lý phù hợp. Bốn tiêu chí
này là:
 Presence
of
microbiological
 Sự hiện diện của vi khuẩn. Nếu
contaminants. If microbiological
khơng có vi khuẩn trong nước thì
contaminants are not present, then
việc xử lý nước bằng tia cực tím sẽ
ultraviolet water treatment will have
khơng có tác dụng.

no affect on the water.
 Độ đục. Nếu độ đục quá cao thì nên
 Amount of turbidity. Pretreatment
xử lý trước.
is necessary if the turbidity is too
 Hàn lượng sắt. Nếu hàm lượng sắt
high.
quá cao nên xử lý trước.
 Amount of iron. If the iron level is
 Lượng tia UV. Nếu lượng truyền tia
too high, then pretreatment is
cực tím quá thấp, phải kiểm tra
necessary.
trước khi xử lý.
 Amount of UV transmissivity.
Pretreatment is necessary if the UV
Sau đây là nội dung cụ thể về bồn tiêu
transmissivity is too low.
chí này:
A discussion of each of these properties
follows.

Kiểm tra sự nhiễm khuẩn trong
nước.
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

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Testing for Microbiological
Contamination
Many serious diseases, such as diarrhea,
typhoid fever and dysentery, can be traced
directly to pathogenic microorganisms in
contaminated water. These diseaseproducing organisms are found in fecal
wastes and are difficult to detect in water
supplies.
Testing directly for bacterial pathogens is
impractical for many reasons. One
important reason is the need for lengthy
and involved test procedures. So, instead
of testing for bacterial pathogens, it is a
generally accepted practice to test for
indicator organisms. These indicator
bacteria, usually not pathogenic, are
present when pathogens are present and

absent when pathogens are absent.
Edition E.2.1


13
mặt. Các sinh vật chỉ thị tiền thân cũng là
phân thải.
Việc thiếu các thiết bị phân tích trong
phịng 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, khơng địi hỏi phịng thí
nghiệm vi sinh hay thiết bị xét nghiệm vi
khuẩn tại hiện trường. Xét nghiệm H 2S là
phương pháp xét nghiệm điển hình trong
các phương pháp xét nghiệm kiểu này.
Phương pháp này cho phép phát hiện H 2S
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 khơng thể nhìn thấy được nếu khơng có
kính lúp. Nó giống như những đám khói
trên khơng 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
đục là rất quan trọng đối với việc kiểm tra
chất lượng nước.
Độ đục thấp là yếu tố rất cần thiết đối với
việc xử lý nước thành công bằng tia cực
tím. Lý do yêu cầu độ đục thấp là do các
phần tử lơ lửng trong nước sẽ hấp thụ tia
cực tím hoặc che khuất năng lượng UV.
Nếu độ đục q cao, nước có thể sẽ
khơng nhận được lượng tia cực tím tối
thiểu cần thiết để loại bỏ mầm bệnh và

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Indicator organisms are usually also of
fecal origin.
Lack of access to laboratories or field
analysis kits is an obstacle to providing
microbiologically safe drinking water. In an
effort to overcome this problem, a number
of alternative indicators and tests to detect
fecal contamination of drinking water have
been proposed and developed. Some of

these fecal indicator tests are simple, low
cost and do not require a microbiology
laboratory or bacteriological field test kit.
Prominent among these tests is the
hydrogen sulfide or H2S test, which is
intended to detect hydrogen sulfideproducing bacteria, considered to be
associated with fecal contamination.
For detailed instructions about using the
H2S testing procedure for microbiological
contamination of water, see Chapter 15.

Testing for Turbidity
Turbidity is a cloudiness or haziness of
water caused by individual particles too
small to be seen without magnification,
much like smoke in air. While some
suspended matter will be large enough
and heavy enough to settle to the bottom
of a container if a water sample is left
standing, small particles will settle slowly
or not at all. These small solid particles
cause the liquid to appear turbid.
Measurement of turbidity is an important
test of water quality.
A low amount of turbidity is necessary for
water to be successfully treated using
ultraviolet radiation. The reason for the low
turbidity
requirement
is

because
suspended particles in the water will
absorb UV radiation or cause shadows in
the UV energy. If turbidity is too high, some
water may not receive the minimum UV

Edition E.2.1


14
nước được xử lý như thế sẽ không an radiation dosage necessary to inactivate
toàn để uống.
microbiological contaminants and the
“treated” water may not be safe to drink.

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 cơng 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.

There are several practical ways of

quantifying turbidity in water, the most
direct being some measure of attenuation
(reduction in strength) of light as it passes
through a sample column of water.
Electronic turbidity meters are available for
precise testing however they are
expensive. A turbidity tube is an alternative
method of manual measurement, can
easily be constructed and provides an
approximate measurement of turbidity that
meets our needs. The turbidity tube
described in Chapter 16 measures the
length of a column of water at the point
when turbidity completely obscures a black
and white disk positioned at the bottom of
the column.
For detailed instructions about testing for
turbidity, see Chapter 16.

Hướng dẫn cụ thể về kiểm tra độ đục, xem
chương 16.
A commonly-used unit of measurement for
turbidity is the Nephelometric Turbidity Unit
Thiết bị đo độ đục sử dụng phổ biến hiện (NTU). Untreated water must have a
nay là Nephelometric Turbidity Unit (NTU). turbidity measurement of 5 NTUs or less
Nước chưa xử lý phải có độ đục nhỏ hơn before it enters the UV treatment unit.
hoặc bằng 5 NTU trước khi sử dụng hệ
thống lọc nước bằng tia cực tím.
If the turbidity is greater than 5 NTUs, one
way to reduce the turbidity is by passing

Nếu độ đục lớn hơn 5 NTU, cách làm the water through a slow sand filter.
giảm độ đục là cho nước lọc qua hệ thống
lọc cát.
Testing for Iron

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

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

It is common for ground water to pick up
iron as it flows through soil formations. The
presence of iron in water may produce an
unpleasant metallic taste. Vegetables
cooked in iron-contaminated water turn
dark. If the amount of iron in the water is
above the World Health Organization
(WHO) guideline of 0.3 mg/l, the water can
cause staining of laundry or discoloration

Edition E.2.1


15

màu khi giặt đồ hoặc làm han vòi nước
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.

of the faucets and basins. However, even
high concentrations of iron are not
considered
a
health
problem.
Nevertheless, if water tastes bad, people
may turn to other water sources, even if
those sources pose a health hazard.

A high concentration of iron in the water
Hàm lượng chất sắt cao trong nước sẽ increases absorption of UV energy causing
hấp thụ năng lượng UV làm cho nước some water not to receive the minimum
không nhận được lượng tia cực tím tối UV dosage to inactivate microbiological
contaminants.
thiểu để khử khuẩn.
For detailed instructions about testing for
Chương 17 sẽ hướng dẫn chi tiết việc iron, see Chapter 17.
kiểm tra hàm lượng chất sắt.
If the iron in the water is above 0.3 mg/l
then, one way to reduce the amount of iron
Nếu hàm lượng chất sắt trong nước vượt in the water is by passing the water

quá 0,3 mg/l, có thể cho nước lọc qua bộ through a slow sand filter.
lọc cát để giảm hàm lượng chất sắt.

Testing for UV Transmissivity

Transmissivity is defined as “the capacity
of the water to pass UV energy through
Sự truyền được hiểu là khả năng của without absorption.”
nước khi có năng lượng UV truyền qua mà
The effectiveness of a UV disinfection
khơng có bất kỳ sự hấp thụ nào.
system depends on the UV dose delivered
Tính hiệu quả của việc khử khuẩn bằng tia to the water. The UV dose is determined
cực tím phụ thuộc vào lượng tia cực tím from the combined effects of the UV
truyền qua nước. Lượng tia cực tím được energy intensity, the exposure time of the
xác định bởi cường độ năng lượng UV, system and the UV Transmissivity (UVT) of
thời gian vận hành hệ thống và sự truyền the water. The intensity of the UV energy
năng lượng UV trong nước (UVT). Cường source depends on the type of UV lamp
độ nguồn năng lượng UV phụ thuộc vào and the power supplied to the lamp. The
loại đèn UV và nguồn điện cung cấp cho amount of time the water is exposed to the
đèn. Khoảng thời gian nước phơi dưới UV energy depends on the flow rate of the
năng lượng UV phụ thuộc vào tỉ lệ dòng system.

Kiểm tra sự truyền UV

chảy của hệ thống.

In a UV disinfection system, if the UVT of
the water is too low, then the UV energy is
Trong hệ thống khử khuẩn UV, nếu UVT not able to penetrate the water efficiently,

quá thấp, thì năng lượng UV không thể reducing the effective UV dose delivered
thẩm thấu qua nước một cách có hiệu by the system.
quả, làm giảm tính hiệu quả của năng

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1


16
lượng 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 hố học
ít thơng 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.

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

UVT can be affected by various types of
organic matter in the water. A common
source of organic material is decaying
plants. Sometimes organic material will
“color” the water; however this is not
always the case. UVT can not be
determined by sight, it must be measured.
The UVT of a water source may change
with the weather or with the season.
UVT is also reduced by turbidity and iron in
the water as well as some other less
common chemicals.
For detailed instructions about measuring
UVT, see Chapter 18.

Summary
Measurements of certain important
characteristics of a water source determine
if UV can be used as an effective and
appropriate

treatment
for
microbial
contamination. In the next chapter, you can
read about the step-by-step evaluation of
water quality characteristics and how to
make important decisions about effective
UV treatment.

Edition E.2.1


17

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 and weaknesses,
this chapter will help you decide if UV is an appropriate treatment method for 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 information
describing ultraviolet energy. If you are interested in detailed information about the
science 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 important
characteristics of your source water to decide if UV treatment will be effective for your
water situation. If UV treatment is appropriate, then this chapter will help you determine
the correct water flow rate for your water source.

Initial Assessment
Collect information using Form 1, Initial Assessment (Appendix A), during your first visit
to a water source being considered for UV water treatment. The information you collect
will help determine if UV is an appropriate treatment method for the water source under
consideration.

Dosage

© MEDRIX 2005. All Rights Reserved.

Edition E.2.1