إجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS) والعكارة: عاملان حاسمان ولكن غالبًا ما يتم تجاهلهما يؤثران على أداء تطهير المياه بالأشعة فوق البنفسجية

عند اختيار وتحديد أنظمة تعقيم المياه بالأشعة فوق البنفسجية، يركز العديد من المشترين بشكل مكثف على معلمات مثل كثافة الأشعة فوق البنفسجية، ووقت التعرض، وجرعة الأشعة فوق البنفسجية. هذه العوامل هي بالفعل العناصر الجوهرية التي تحدد الأداء النظري لوحدة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية.
ومع ذلك، في تطبيقات معالجة المياه-الواقعية،يعد إجمالي المواد الصلبة العالقة (TSS) والتعكر عاملين خارجيين حاسمين يؤثران بشكل كبير على فعالية التطهير، ومع ذلك غالبًا ما يتم تجاهلهما.

1. لماذا تتسبب TSS والتعكر في تخفيف جرعة الأشعة فوق البنفسجية بشكل فعال؟

1.1 ما هو TSS، وكيف يختلف عن TDS؟

TSS (إجمالي المواد الصلبة العالقة)يشير إلى الكمية الإجمالية للمواد الجسيمية غير القابلة للذوبان المعلقة في الماء، بما في ذلك الرمل وجزيئات الصدأ والحطام العضوي والكائنات الحية الدقيقة المجمعة.
على عكس TDS (إجمالي المواد الصلبة الذائبة)، فإن TSS لا يؤثر بشكل كبير على الطعم، ولكن له تأثيرالتأثير المباشر على أداء معالجة المياه.

في أنظمة تعقيم المياه بالأشعة فوق البنفسجية، يمكن للجزيئات العالقة أن تحجب وتبعثر الأشعة فوق البنفسجية، مما يقلل من جرعة الأشعة فوق البنفسجية الفعلية التي تتلقاها الكائنات الحية الدقيقة. ونتيجة لذلك، TSS هومعلمة حرجة ولكن يتم الاستهانة بها في كثير من الأحيانمما يؤثر بشكل مباشر على كفاءة التطهير.

1.2 ما هو التعكر؟

التعكرهو مقياس لصفاء الماء ويعكس درجة تبعثر الجزيئات العالقة وامتصاص الضوء. يشير التعكر العالي إلى تركيز أكبر للمواد الصلبة العالقة مثل الطمي أو الغرويات أو المواد العضوية أو الكائنات الحية الدقيقة، مما يؤدي إلى ظهور مياه "غائمة" بشكل واضح.

في أنظمة معالجة المياه والتطهير بالأشعة فوق البنفسجية، لا تعد التعكر مجرد مشكلة بصرية. هو - هييقلل مباشرة من عمق اختراق الأشعة فوق البنفسجية، وبالتالي خفض جرعة التطهير الفعالة. ولهذا السبب، يعتبر التعكر معلمة أساسية لتقييم جودة المياه وموثوقية التطهير بالأشعة فوق البنفسجية.

الاختلافات بين التعكر و TSS

1.3 الآليات الأساسية التي من خلالها تعمل المواد الصلبة الذائبة والتعكر على تقليل كفاءة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية

• الحماية المادية (تأثير التظليل)
يمكن للجسيمات العالقة أن تحمي الكائنات الحية الدقيقة، مما يضع البكتيريا والفيروسات في مناطق "مظللة" حيث لا يمكن للأشعة فوق البنفسجية الوصول إليها مباشرة. قد تبقى الكائنات الحية الدقيقة المختبئة خلف الجسيمات أو داخلها على قيد الحياة حتى عندما تعمل مصابيح الأشعة فوق البنفسجية بشكل طبيعي، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة التطهير.

• تشتت وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية
تعمل المواد الصلبة المعلقة والغرويات والجسيمات الدقيقة على تشتيت وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية، مما يقلل من طاقة الأشعة فوق البنفسجية التي تصل فعليًا إلى الكائنات الحية الدقيقة.
مع زيادة التعكر وانخفاض حجم الجسيمات، يصبح التشتت أكثر شدة، وتقصر مسافة اختراق الأشعة فوق البنفسجية، وتنخفض كفاءة التطهير بشكل عام.

2. لماذا تعيد الصناعة-التركيز على خدمات الدعم الفني؟

في السنوات الأخيرة، جددت صناعة معالجة المياه تركيزها علىخدمات الدعم التقني، وخاصة في المياه الصناعية، والمياه البلدية المستصلحة، وتجهيز الأغذية والمشروبات، والتطبيقات الصيدلانية. تفرض المعايير والمبادئ التوجيهية متطلبات صارمة بشكل متزايد علىالتعكر (NTU)وخدمات الدعم التقني (ملغم/لتر).

لقد أظهرت التجربة العملية أن العديد من مشكلات أداء التطهير بالأشعة فوق البنفسجية موجودةلا يحدث بسبب فشل المصباح أو عدم كفاية الطاقةولكن بسبب عدم كفاية الرقابة على نوعية المياه عند المنبع. تعمل المستويات المرتفعة من المواد الصلبة العالقة والعكارة على حجب وتشتت الأشعة فوق البنفسجية، مما يمنع الكائنات الحية الدقيقة من التعرض الكافي.

وفي هذا السياق،TDS هي في الأساس معلمة موجهة للمستهلك-وتتعلق بالذوق، بينماTSS هي معلمة السلامة الهندسية. في أنظمة التطهير بالأشعة فوق البنفسجية، يكون تأثير TSS على فعالية التطهير أكبر بكثير من تأثير TDS، ومع ذلك فقد تم الاستهانة به منذ فترة طويلة.

لذلك يعد التحكم المناسب في TSS أمرًا ضروريًا لضمان تشغيل النظام بكفاءة وموثوقية ويمثل اعتبارًا حاسمًا للسلامة في هندسة معالجة المياه الحديثة.

3. عند استبدال المعدات، "تصميم النظام يهم أكثر من الأجهزة"

بالنسبة للمشترين، لا ينبغي النظر إلى وحدة تعقيم المياه بالأشعة فوق البنفسجية كقطعة مستقلة من المعدات، ولكن كنظام يتفاعل بشكل وثيق مع ظروف جودة المياه. غالبًا ما يؤدي تجاهل TSS والتعكر إلى تكاليف مخفية على المدى الطويل-، مثل التجاوزات الميكروبية وتقصير عمر المصباح.

يجب أن تتبنى مشاريع معالجة المياه المستقبلية منظوراً أكثر شمولاً:

تقييم البيئة وليس المواصفات فقط:
بالإضافة إلى متطلبات جرعة الأشعة فوق البنفسجية، يجب توفير قياسات دقيقة للمواد الصلبة العالقة والتعكر.

إعطاء الأولوية للاستقرار على ذروة الأداء:
-يجب تصميم أنظمة الأشعة فوق البنفسجية عالية الجودة بتكرار كافٍ للتعامل مع تقلبات جودة المياه.

4. ما هي مستويات المواد الصلبة العالقة والتعكر التي ينبغي التحكم فيها في التطبيقات الهندسية العملية؟

في أنظمة تعقيم المياه بالأشعة فوق البنفسجية، لا توجد قيمة TSS مطلقة أو قيمة تعكر تنطبق عالميًا على جميع التطبيقات. تعتمد نطاقات التحكم المناسبة على سيناريو التطبيق، ومستوى المخاطر الميكروبية، وتكرار تصميم النظام.

ومع ذلك، فقد أنشأت الممارسات الهندسية على المدى الطويل-نطاقات مرجعية مقبولة على نطاق واسع والتي يمكن أن تكون بمثابة إرشادات مهمة لاختيار النظام وتصميمه.

4.1 نطاقات التحكم الموصى بها حسب التطبيق (القيم المرجعية الهندسية)

البيانات المذكورة أعلاه مستمدة من أحدث البيانات في الصين ويتم الرجوع إليهامعايير جودة مياه الشرب (GB 5749-2022)وكود تصميم معالجة مياه التبريد الصناعية المعاد تدويرها (GB/T 50050).