Sử dụng tia cực tím để xử lý nước uống tại gia đình

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 9, 2007 Xuất bản V.E.2.6 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™ September 2007 Edition E.2.6 Xuất bản V.E.2.6 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 Toàn Tổ Chức MEDRIX™ Tháng 9, 2007 Edition V.E.2.6 Using Ultraviolet toDisinfect HouseholdDrinking Water How to construct and operate a small ultraviolet water treatment system Robert Catherman Director of Safe Water Development MEDRIX™ September 2007 Lời giới thiệu Mục đích của cuốn sách này là cung cấp nguồn thông tin chuẩn cho việc xây dựng và vận hành hệ thống xử lý nước bằng tia cực tím. Sách hướng dẫn này gồm : Phần một: Kiến thức chung về các nguyên tắc xử lý nước bằng tia cực tím. Phần hai: Hướng dẫn xây dựng và lắp ráp hệ thống xử lý nước bằng tia cực tím. Phần ba: Hướng dẫn vận hành và bảo trì hệ thống UV Phần bốn: Các phương pháp kiểm tra chất lượng nước. Phần năm: Các phương pháp đo lường và đánh giá việc thực thi của thiết bị, người vận hành, và người bảo trì. Các phụ lục: Thông tin và các mẫu tham khảo trong các phần chính của sách hướng dẫn. Tổ chức MEDRIX công bố các nội dung của sách hướng dẫn này như một nguồn thông tin mở, và miễn phí. Các bản copy của sách hướng dẫn có thể tải về từ trang web của MEDRIX. Người sử dụng sẽ hoàn toàn chịu trách nhiệm về kết quả của việc xây dựng và vận hành thiết bị xử lý nước khi sử dụng các hướng dẫn này. MEDRIX dự định sẽ dịch sách hướng dẫn này sang nhiều thứ tiếng khác để chứng tỏ sự hữu dụng. Các hướng dẫn này luôn có sẵn trên website của MEDRIX www.medrix.org Số biên soạn sách hướng dẫn cho biết các thông tin cập nhật nhất. Chữ cái đằng trước số biên soạn biểu thị ngôn ngữ của văn bản. Số đầu tiên biểu thị phiên bản; các số lẻ biểu thị phiên bản mới chỉ là bản nháp , chưa phải là bản cuối cùng; các số chẵn biểu thị phiên bản được công bố và phát hành. Số tiếp theo biểu thị mức độ điều chỉnh nhỏ gồm hiệu đính và cập nhật. Ví dụ, số biên soạn “ E.2.3” chỉ ra rằng đây là bản dịch tiến Anh thứ hai được phát hành với ba chỗ điều chỉnh nhỏ. Số biên soạn “ V2.2” chỉ ra rằng đây là bản dịch tiếng Việt của bản tiếng Anh E2.2 Sách hướng dẫn này được thiết kế để cho phép bạn và người sử dụng cập nhật các hình ảnh và thông tin để phản ánh xác thực tại một vùng trên thế giới của bạn. Hãy tự nhiên thay thế các bức ảnh kỹ thuật số của bạn để làm cho các thông tin phù hợp hơn với người đọc trong khu vực của bạn. Một số tấm hình trong sách hướng dẫn này bạn có thể thấy nhiều phần thiết bị không giống như sách hướng dẫn mô tả. MEDRIX liên tục thử nghiệm và tìm tòi những ý tưởng mới cho hệ thống và các ý tưởng này đôi khi được ghi lại trong các bức ảnh trước khi chúng được ghi lại bằng văn bản chính thức. Nếu một ý tưởng có giá trị, nó sẽ tốt hơn phương pháp hiện hành và đáp ứng được các tiêu chí về giá cả, có thể mua bán tiện lợi. Bạn có thể xem các ý tưởng mới trong phần biên soạn tiếp theo của sách hướng dẫn. Chúng tôi luôn hoan nghênh ý kiến đóng góp của bạn về cuốn sách hướng dẫn này. Cải thiện chất lượng các nguồn tài liệu mở là trách nhiệm của tất cả những người sử dụng thông tin. Hãy gửi đề xuất và đề nghị sửa đổi đối với sách hướng dẫn này tới : Giám đốc Dự án phát triển nước an toàn Tổ chức MEDRIX PO Box 2588 Woodinville, WA 98072 USA office@medrix.org Hãy sử dụng số biên soạn của cuốn sách hướng dẫn này khi liên lạc. Phát minh này được Creative Commons cấp phép “ Ghi công và chia sẻ cùng giấy phép này” (Attribution Share Alike 2.5) . Bạn có thể vào website để xem bản copy của giấy phép hoặc có thể gửi thư tới Creative Commons, 543 Howard Street, 5th Floor, San Francisco, California, 94105, USA. Bạn có thể tự do: Chia sẻ -- bạn có thể sao chép, phân phối, trình bày, và thực hiện công việc Sử dụng tài liệu – bạn có thể sử dụng tài liệu này để sửa đổi và viết các tài liệu khác. Theo các điều kiện sau: Đóng góp. bạn phải gửit tài liệu của bạn cho MEDRIX - người phát minh ban đầu và hướng dẫn người sử dụng truy cập website của MEDRIX tại địa chỉ : www.medrix.org Chia sẻ. Nếu bạn sửa đổi, thay đổi hay xây dựng tài liệu mới dựa trên tài liệu này, bạn có thể công bố kết quả dựa trên giấy phép này. Đối với bất kỳ việc sử dụng lại hay phân phối thông tin, bạn phải giải thích rõ ràng cho những người thực hiện về các điều kiện của giấy phép đối với tài liệu này. Mọi điều kiện trên có thể bị huỷ bỏ nếu bạn được cấp phép từ bên giữ bản quyền. Trường hợp từ chối Công bố này dựa trên cơ sở kinh nghiệm mà MEDRIX thu thập được trong quá trình giám sát, đánh giá thiết bị và các qui trình thủ tục được mô tả trong tài liệu này. Trong lúc chúng tôi đang tập trung mọi nỗ lực để đảm bảo độ chính xác của tài liệu, bất kỳ đánh giá nào liên quan đến sự thích hợp của thông tin đối với mục đính của người đọc sẽ thuộc về trách nhiệm của người đọc. MEDRIX không đảm bảo và cũng không chịu trách nhiệm về tính phù hợp của thông tin này hoặc hậu quả của việc sử dụng các thông tin đó. 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. 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 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 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. The Contents Phần 1:Xử lý nước bằng tia cực tím để có nước an toàn Part 1:Ultraviolet WaterTreatment for ProducingSafe Water 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 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 toàn tại các hộ gia đình “ Có một vài biện pháp để xử lý nước nhiễm 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 office@medrix.org Chapter 1:Introduction Safe Water for People in Need 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. 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 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. 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 household-level treatment of water containing microbiological contaminants. Boiling is one effective and very common method currently used to produce safe water; but boiling also has some serious drawbacks, 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. 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. office@medrix.org Chương 2:Tìm hiểu hệ thống xử lý nước bằng tia cực tím Chapter 2:UnderstandingUV Water Treatment Chương này bao gồm: Giải thích về sự bức xạ tia cực tím Mô 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 ? 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. Trong sách hướng dẫn này, chúng tôi sẽ dùng thuật ngữ hai thuật ngữ có thể thay thể cho nhau là ‘ Bức xạ UV’ và ’ Năng lượng UV’. Bức xạ UV-C hay năng lượng UV-C được coi là công 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 không 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 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 UV-C truyền qua nước trong quá trình xử lý. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng các vi sinh vật bị khử hoạt tính không bị loại khỏi nước; chúng vẫn còn lại trong nước, nhưng trong trạng thái vô hại khi đi qua cơ thể con người. Hệ thống xứ lý nước bằng tia cực tím hoạt động như thế nào ? 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. What is UV? 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. In this handbook, we will use the terms “UV radiation” and “UV energy” interchangeably UV-C radiation or energy, 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. 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? UV radiation has three wavelength ranges: UV-A, UV-B, and UV-C. Only shortwave UV-C possesses germicidal properties for disinfection. 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 as the UV-C energy passes through the water during treatment. However,it should be noted that the inactivated micro-organisms are not removed from the water; they remain in the water, but in a state that allows them to harmlessly pass through the human body. How does a UV water treatment system work? 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