MỤC LỤC
1.Nguyên lý diệt khuẩn bằng tia UV .....................................................................................2
1.1Giới thiệu chung .................................................................................................................2
1.2.Nguyên lý diệt khuẩn bằng tia UV....................................................................................3
1.3.Hệ thống Xử lý bằng UV điển hình ..................................................................................4
2.Nguyên lý bức xạ tia UV .....................................................................................................5
2.1.Sự hấp thụ của môi trường đối với tia UV .......................................................................5
2.2.Sự khúc xạ .........................................................................................................................6
2.3.Sự phản xạ .........................................................................................................................6
2.4.Sự tán xạ ............................................................................................................................7
3.Các tham số cơ bản của tia UV ..........................................................................................8
3.1.Hệ số truyền tia của tia UV ( UVT) ..................................................................................8
3.2.Lượng UV ..........................................................................................................................8
3.3.Cường độ UV ...................................................................................................................11
3.4.Thời gian xử lý .................................................................................................................12
4 Các loại đèn UV trong xử lý nước ....................................................................................12
5. Gới thiệu quy trình và công đoạn xử lý nước bằng tia UV ..........................................15

1


1.Nguyên lý diệt khuẩn bằng tia UV
1.1Giới thiệu chung
Xử lý nước có nghĩa là loại bỏ, vơ hiệu hóa hoặc giết các vi sinh vật, vi khuẩn
gây bệnh có trong nước. Q trình diệt khuẩn có thể đạt được bằng các phương thức xử
lý vật lý hoặc hóa học. Sử dụng năng lượng UV là một trong những ứng dụng vật lý
thường xuyên nhất để xử lý nước sinh hoạt và nước thải.
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 q 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 nước 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.
Kể từ năm 2000, đã có hơn 400 tiện ích khử khuẩn nước bằng UV trên tồn thế
giới, điển hình có những tiện ích có thể đạt được tốc độ dịng chảy gần 1 triệu
gallon/ngày. Ngày nay, việc sử dụng năng lượng tia cực tím để xử lý nước nhiễm khuẩn
là một cơng nghệ phù hợp được công nhận. Việc sử dụng tia UV ưu việt hơn so với việc
tẩy rửa hoá học ở các điểm sau :
- Khơng có chất độc hoặc các tác dụng phụ đáng kể;
- Không gây nguy hiểm khi quá liều;
- Loại bỏ các chất hữu cơ gây ô nhiễm;
- Không làm phát sinh ra các hợp chất hữu cơ hoặc chất độc khơng khí;
- Khơng có mùi hoặc gây mùi trong các sản phẩm nước uống thành phẩm;
- Yêu cầu thời gian xử lý rất nhỏ (vài giây so với vài phút đối với xử lý hóa học);
- Không chứa các chất độc hại;
- Chiếm không gian nhỏ hơn để đặt lò UV;
- Nâng cao chất lượng nước uống bởi vì các vi sinh vật hữu cơ gây ô nhiễm hoặc
tấn công bị tiêu hủy.
Những bất lợi khi sử dụng UV bao gồm:
Sự bức xạ tia UV không thích hợp đối với nước ở thể rắn, đục, có màu, hoặc
các chất hữu cơ hịa tan;
Tia UV khơng hiệu quả trong chống lại bất kỳ vật gây ô nhiễm khơng cịn sống,
amiăng, nhiều chất hóa học hữu cơ, clo v.v…;
Các nang sống ẩn, dai có sự đề kháng mạnh với tia UV;
Yêu cầu cấp điện để hoạt động. Trong tình huống mất nguồn, thiết bị xử lý
khơng hoạt động.

2



1.2.Nguyên lý diệt khuẩn bằng tia UV
Kỹ thuật xử lý bằng UV là cách tiếp cận khơng hóa học để diệt khuẩn. Trong
phương pháp này, việc xử lý đơn giản, rẻ tiền và yêu cầu chi phí bảo dưỡng rất thấp.
Các đèn cực tím xử lý nước được thiết kế và tính tốn để sản sinh lượng UV cần thiết
thường tối thiểu 16,000 Ws/cm3 nhưng rất nhiều đèn có lượng cao hơn. Nguyên lý thiết
kế dựa vào kết quả của thời gian xử lý và cường độ.
Tia cực tím là một phần của phổ ánh sáng mà được phân loại thành 3 dải bước
sóng:
• UV-C, từ 100 nm đến 280 nm;
• UV-B, từ 280 nm đến 315 nm;
• UV-A, từ 315 nm đến 400 nm.

Hình 1.1 Phổ ánh sáng và sự bức xạ tia UV
Tia UVC được sử dụng để sát trùng, nó vơ hiệu hóa DNA của vi rút, vi khuẩn và
các mầm bệnh khác (hình1.1). Vì vậy tia UVC diệt khả năng gây bệnh và lây lan của
chúng. Đặc biệt, tia UVC phá hủy liên kết giữa các axit nucleic đơn phân kề nhau trong
DNA của vi sinh vật. Sự phá hủy các liên kết trong DNA ngăn chặn các vi sinh vật
không thể tái tạo, tổ chức lại. Thực tế, khi cấu trúc không thể tái tạo được, nó sẽ chết.
Hình 1.2 và 1.3 chỉ ra rằng phân tử DNA của tế bào bị phá vỡ dưới tác động của
tia cực tím. Các chất hữu cơ bị vơ hiệu hóa khi đưa vào một lượng UV đủ để làm thay
đổi cấu trúc phân tử DNA. Kết quả là tia UV gây ra hai phân tử thimine có liên kiết bất
thường, hay là dimer. Ảnh hưởng của các phân tử dimmer thymin tới chuỗi DNA ngăn
chặn sự tái tạo của sinh vật. Nó có thể khơng bị tiêu diệt ngay lập tức nhưng sự xáo trộn
mã di truyền trong phân tử ngăn chặn sự tái tạo, dịch mã.

Guanine

Thymine


Adenine

Cytosine

Hình 1.2: DNA trước khi diệt khuẩn bằng tia cực tím
3


Guanine Thymine Adenine Cytosine Dimer
Hình 1.3: DNA sau khi diệt khuẩn bằng tia cực tím
Các đèn tia cực tím xử lý nước được thiết kế và tính tốn để sản xuất ra lượng
UV. Cường độ năng lượng UV-C của đèn sẽ giảm sau thời gian sử dụng. Hầu hết các
nhà sản xuất đều khuyến cáo nên thay bóng đèn mỗi năm một lần. Tuy nhiên ta nên đo
công suất đèn thường xun và thay bóng đèn khi cơng suất của đèn cịn dưới 80% so
với cơng suất ban đầu. Các nhà sản xuất cũng cho biết chỉ nên sử dụng đèn trong vòng
10000 giờ.
1.3.Hệ thống Xử lý bằng UV điển hình

Hình 1.4. Thiết bị xử lý nước bằng UV điển hình
Mục đích của hệ thống xử lý bằng UV để làm giảm số lượng các nguồn bệnh
sống trong một dòng chảy ở mức độ chấp nhận được. Thiết kế của một hệ thống UV
điển hình được chỉ ra trong hình 1.4. Đèn UV có vỏ là một ống thạch anh sạch. Ống này
lại được đặt tại trung tâm của lò UV. Khi nước chảy bên trong lò UV, tia UV sẽ rọi vào
dịng nước .
Mục đích của việc thiết kế các đèn xử lý bằng UV là để tạo ra lượng UV cần
thiết một cách hiệu quả để vô hiệu hóa các vi sinh vật gây bệnh. Vỏ của thiết bị xử lý

4



làm bằng thép được đóng kín, các đèn UV được chứa trong ống đèn bằng thạch anh
nhằm mục đích bảo vệ và cách ly. Các lò UV cũng chứa các thiết bị cơ khí làm sạch tự
động để giữ cho ống đèn không bị đọng chất lỏng. Các cảm biến UV, bộ đo dòng và
trong một vài trường hợp, các bộ phân tích hệ số truyền UVT, được sử dụng để giám
sát lượng bức xạ UV của lò UV.
2.Nguyên lý bức xạ tia UV
2.1.Sự hấp thụ của môi trường đối với tia UV
Sự hấp thụ là sự biến đổi của tia sáng thành dạng năng lượng khác khi nó truyền
qua vật chất. Sự hấp thụ tia UV của vật chất thay đổi theo bước sóng của ánh sáng. Các
thành phần của một hộp phản ứng UV và nước truyền qua hộp phản ứng hấp thụ tia UV
sẽ thay đổi nhiệt độ, phụ thuộc vào thành phần vật liệu. Khi tia UV bị hấp thụ, nó sẽ
khơng có giá trị lâu dài để diệt khuẩn.
Sự hấp thụ tia UV được xác định là sự giảm cường độ của tia sáng tới khi nó
truyền qua một mẫu nước qua một khoảng cách hoặc độ dài truyền dẫn. Về mặt quang
phổ, sự hấp thụ A được định nghĩa bởi [4]:

I 
A   ln 1 
 

 I 0 





(1.1)

Trong đó:
I1 là cường độ của tia sáng tại bước sóng λ sau khi truyền qua một mẫu (cường

độ ánh sáng còn lại sau khi truyền).
I0 là cường độ ban đầu của tia sáng (trước khi truyền qua một mẫu).
Cũng theo định luật Beer–Lambert, mối liên hệ giữa sự hấp thụ ánh sáng và đặc
tính của vật liệu mà ánh sáng truyền qua như sau [4]:

A   lc   l

(1.2)

Trong đó:
 : hệ số hấp thụ phân tử (M-1 cm-1) tại bước sóng λ
c: là nồng độ hấp thụ phân tử (M)
l : độ dài truyền dẫn
σ: là hệ số hấp thụ của vật liệu (cm-1) bằng  c
Hình 1.5 là biểu thị sự hấp thụ của tia sáng theo định luật Beer–Lambert khi nó
truyền qua thủy tinh có bề rộng l .
Cơng thức này có thể được viết lại:

T  elc  el

(1.3)

Trong đó T là sự truyền của tia sáng qua vật liệu, được định nghĩa

T  e A 

I1
I0
5


(1.4)


Hình 1.5: Định luật hấp thụ Beer–Lambert của chùm tia sáng .
2.2.Sự khúc xạ

Hình 1.6 : Sự khúc xạ của tia sáng qua các mơi trường khe hở
khơng khí - vỏ thạch anh – nước.
Sự khúc xạ (Hình 1.6) là sự thay đổi đường truyền tia sáng tới khi nó truyền qua
bề mặt của hai môi trường khác nhau. Trong các hộp phản ứng UV, sự khúc xạ xảy ra
khi ánh sáng truyền từ đèn UV vào khe hở không khí, từ khe hở khơng khí vào ống đèn
và từ ống đèn vào nước. Sự khúc xạ làm thay đổi góc mà tia UV tấn cơng vào nguồn
bệnh.
2.3.Sự phản xạ
Sự phản xạ là sự thay đổi đường truyền của tia sáng tới khi nó gặp một bề mặt.
Sự phản xạ có thể phân loại thành sự phản xạ phản chiếu (Hình 1.7) hoặc sự phản xạ
khuếch tán (Hình 1.8). Phản xạ phản chiếu xảy ra khi bề mặt là mặt phẳng nhẵn và
6


tuân theo Định luật phản xạ (góc phản xạ bằng góc tới). Phản xạ khuếch tán xảy ra khi
bề mặt bị gồ ghề, làm cho tia sáng bị phản xạ theo nhiều hướng với sự phụ thuộc nhỏ
vào góc tới.

Hình 1.7: Sự phản xạ phản chiếu

Reflected light
Incident light

Diffuse reflection


Hình 1.8: Sự phản xạ khuếch tán
Trong các hộp phản ứng UV, sự phản xạ xảy ra tại các giao diện mà khơng truyền
tia UV (ví dụ thành ống) và tại các giao diện truyền tia UV (ví dụ bên trong ống đèn).
2.4.Sự tán xạ
Sự tán xạ tia sáng là sự thay đổi hướng truyền thẳng của tia sáng gây ra bởi tác
động của một phần tử (Hình 1.9). Các phần tử có thể gây ra sự khuếch tán theo tất các
hướng, bao gồm cả hướng về tia sáng tới (hồi tiếp).

7


Back
scattere
d light
Incident
light

Scattered light
in all
directions

Scattering of
light

Hình 1.9: Sự tán xạ tia sáng
3.Các tham số cơ bản của tia UV
3.1.Hệ số truyền tia của tia UV ( UVT)
Hệ số truyền UV (UVT) cũng được sử dụng rộng rãi trong q trình mơ tả đường
truyền của tia UV. UVT là tỷ lệ phần trăm của tia sáng truyền qua vật chất (ví dụ nước

hoặc thạch anh) qua một khoảng cách xác định. UVT có thể được tính tốn dựa vào
định luật Beer:

%UVT  I 100
I0

(1.5)

Trong đó:
UVT: hệ số truyền tia UV tại một bước sóng xác định qua đường truyền.
I
: Cường độ tia sáng sau khi truyền qua mẫu ( mW / cm2)
I0 : Cường độ của tia sáng tới ( mW / cm2 )
UVT cũng có thể được xác định từ quan hệ của nó với sự hấp thụ tia UV theo công
thức (1.2)

%UVT 100e

(1.6)

A

Với A là sự hấp thụ tia UV tại bước sóng xác định qua một đường truyền.
3.2.Lượng UV
Lượng UV là lượng năng lượng UV-C (được tính bằng cơng suất hay microwatts)
truyền qua một khu vực cụ thể (tính bằng centimet vng) trong một thời gian nhất định
(giây) .Tính hiệu quả của hệ thống xử lý bằng tia cực tím phụ thuộc phụ thuộc vào
lượng tia cực tím được truyền tới nước.
Lượng UV là cường độ của tia UV trong khoảng thời gian xử lý. Nếu cường độ
tia UV không đổi trong suốt thời gian xử lý, lượng tia UV được định nghĩa là tích

giữa cường độ và thời gian xử lý:
8


UVDose = EA.t
(1.7)
EA : Cường độ tia UV ( mW/cm2). t
: Thời gian xử lý (s).
Không giống như việc xử lý hố học, tia UV khơng để lại lượng tồn dư UV và có
độ tin cậy trong việc vơ hiệu hóa vi khuẩn. Lượng UV phụ thuộc vào cường độ tia UV,
tốc độ dòng chảy và hệ số truyền UV (UVT).
Bảng 1.1 Các lượng UV khác nhau cần thiết để khử các loại vi sinh vật
Lượng
UV
UV
Dose

Vi khuẩn
Bacteria

Agrobacterium lumefaciens 5
Bacillus
anthracis
(anthrax veg.)

8,500

Lượng
UV
UV

Dose

Vi khuẩn
Bacteria

Pseudomonas
aeruginosa 10,500
(Environ.Strain) 1,2,3,4,5,9

1,4,5,7,9 8,700

Pseudomonas
Strain) 5,7

aeruginosa (Lab. 3,900

Bacillus anthracis Spores (anthrax 46,200 Pseudomonas fluorescens 4,9
spores)*

6,600

Bacillus megatherium Sp. (veg)
4,5,9

Rhodospirillum rubrum 5

6,200

Bacillus megatherium Sp. (spores) 5,200
4,9


Salmonella enteritidis 3,4,5,9

7,600

Bacillus paratyphosus 4,9

6,100

Salmonella
Fever) 5,7

Bacillus subtilis 3,4,5,6,9

11,000 Salmonella Species 4,7,9

15,200

Bacillus subtilis Spores 2,3,4,6,9

22,000 Salmonella typhimurium 4,5,9

15,200

Clostridium tetani

23,100 Salmonella typhi (Typhoid Fever) 7 7,000

Clostridium botulinum


11,200 Salmonella

Corynebacterium
1,4,5,7,8,9

2,500

diphtheriae 6,500

paratyphi

(Enteric 6,100

10,500

Sarcina lutea 1,4,5,6,9

26,400

Dysentery bacilli 3,4,7,9

4,200

Serratia marcescens 1,4,6,9

6,160

Eberthella typhosa 1,4,9

4,100


Shigella dysenteriae - Dysentery
1,5,7,9

4,200

Escherichia coli 1,2,3,4,9

6,600

Shigella flexneri - Dysentery 5,7

3,400

Legionella bozemanii 5

3,500

Shigella paradysenteriae 4,9

3,400

Legionella dumoffill 5

5,500

Shigella sonnei 5

7,000


Legionella gormanil 5

4,900

Spirillum rubrum 1,4,6,9

6,160

Legionella micdadei 5

3,100

Staphylococcus albus 1,6,9

5,720

9


Legionella longbeachae 5

2,900

Staphylococcus aureus 3,4,6,9

6,600

Legionella
pneumophila 12,300 Staphylococcus epidermidis 5,7
(Legionnaire's Disease)


5,800

Leptospira
Jaundice 1,9

10,000

canicola-Infectious 6,000

Streptococcus faecaila 5,7,8

Leptospira interrogans 1,5,9

6,000

Micrococcus candidus 4,9

12,300 Streptococcus lactis 1,3,4,5,6

8,800

Micrococcus sphaeroides 1,4,6,9

15,400 Streptococcus pyrogenes

4,200

tuberculosis 10,000 Streptococcus salivarius


4,200

Mycobacterium
1,3,4,5,7,8,9

Streptococcus
1,3,4,5,6,9

hemolyticus 5,500

Neisseria catarrhalis 1,4,5,9

8,500

Streptococcus viridans 3,4,5,9

3,800

Phytomonas tumefaciens 1,4,9

8,500

Vibrio comma (Cholera) 3,7

6,500

Proteus vulgaris 1,4,5,9

6,600


Vibrio cholerae 1,5,8,9

6,500

Mốc
Molds

Lượng Mốc
UV
Molds
UV
Dose

Lượng
UV
UV
Dose

Aspergillus amstelodami

77,000 Oospora lactis 1,3,4,6,9

11,000

Aspergillus flavus 1,4,5,6,9

99,000 Penicillium chrysogenum

56,000


Aspergillus glaucus 4,5,6,9

88,000 Penicillium digitatum 4,5,6,9

88,000

Aspergillus niger (breed mold) 330,000 Penicillium expansum 1,4,5,6,9
2,3,4,5,6,9

22,000

Mucor mucedo

26,400

Mucor racemosus
1,3,4,6,9

77,000 Penicillium roqueforti 1,2,3,4,5,6
(A

&

B) 35,200 Rhizopus nigricans (cheese mold) 220,000
3,4,5,6,9
Lượng Sinh vật đơn bào
UV
Protozoa
UV
Dose


Lượng
UV
UV
Dose

(algae) 22,000 Giardia lamblia (cysts) 3

100,000

Blue-green Algae

420,000 Nematode Eggs 6

40,000

E. hystolytica

84,000 Paramecium 1,2,3,4,5,6,9

200,000

Sinh vật đơn bào
Protozoa

Chlorella
1,2,3,4,5,9

vulgaris


10


Virus

Lượng Virus
UV
UV
Dose

Lượng
UV
UV
Dose

Adeno Virus Type III 3

4,500

Influenza 1,2,3,4,5,7,9

6,600

Bacteriophage 1,3,4,5,6,9

6,600

Rotavirus 5

24,000


Coxsackie

6,300

Tobacco Mosaic 2,4,5,6,9

440,000

Infectious Hepatitis 1,5,7,9

8,000

0

0

Men
Yeasts

Lượng Men
UV
Yeasts
UV
Dose

Lượng
UV
UV
Dose


Baker's Yeast 1,3,4,5,6,7,9

8,800

Saccharomyces cerevisiae 4,6,9

13,200

Brewer's Yeast 1,2,3,4,5,6,9

6,600

Saccharomyces ellipsoideus 4,5,6,9 13,200

Common Yeast Cake 1,4,5,6,9

13,200 Saccharomyces sp. 2,3,4,5,6,9

17,600

Bảng 1.1 tóm tắt lại các lượng UV khác nhau cần thiết để khử các loại vi sinh
vật. Do khó có thể xác định được tất cả các loại vi sinh vật hiện diện trong một nguồn
nước nên cũng rất khó có thể xác định được liều lượng UV tối thiểu để đáp ứng cho mọi
trường hợp. Tuy nhiên, liều lượng 30 mW-giây/cm2 là tiêu chuẩn quốc tế được thế giới
chập nhận rộng rãi đối với nước được khử khuẩn bằng tia cực tím [9]. Tiêu chuẩn này
như là một liều lượng tối thiếu cho hệ thống xử lý nước bằng tia cực tím nói chung trừ
một số quốc gia và hệ thống đặc biệt sử dụng tiêu chuẩn cao hơn.
3.3.Cường độ UV
Cường độ tia UV là một thuộc tính quan trọng của tia UV trong xử lý nước và có

đơn vị là W/m2 hoặc mW/cm2.
Tổng cường độ của tia UV tại một điểm thu EA là tổng công suất bức xạ của tất
cả tia sóng tới tác động lên đơn vị diện tích tại điểm đó ( Hình 1.10)

EA 

tong cong suat buc xa
dA

11

(1.8)


dA

Hình 1.10: Cường độ của tia UV tại một điểm A
3.4.Thời gian xử lý
Là thời gian cụ thể để một vi sinh vật được khử dưới tia UV-C khi nó đi qua lò
UV. Thời gian xử lý thay đổi tuỳ thuộc vào quãng đường và tốc độ di chuyển cụ thể mà
sinh vật di chuyển qua lò UV.
4 Các loại đèn UV trong xử lý nước
Hiện nay có rất nhiều đèn phát ra tia UV. Tuy nhiên những đèn UV thường
được sử dụng trong những ứng dụng xử lý nước thì cơ bản chỉ có 3 loại đó là đèn hơi
thủy ngân áp suất thấp ( LP ), đèn hơi thủy ngân áp suất thấp công suất ra lớn (LPHO)
và đèn hơi thủy ngân áp suất trung bình ( MP). Cấu tạo của 3 loại đèn này được chỉ ra ở
hình 1.11

Hình 1.11 cấu tạo của đèn UV
12



Các thơng số và đặc tính kỹ thuật của 3 loại đèn trên được chỉ ra ở bảng 1.2
Bảng 1.2 Các thơng số và đặc tính kỹ thuật của 3 loại đèn UV
Thông số
Phổ của tia UV

Áp suất hơi thủy ngân ( Pa )

Đèn LP

Đèn LPHO

Đèn MP

Đơn sắc tại
bước sóng
254nm
Xấp xỉ 0.93

Đơn sắc tại
bước sóng
254nm

Cả dải phổ từ 200
đến 400nm

0.18-1.6

40,000– 4,000,000


Nhiệt độ hoạt động ( oc )

Xấp xỉ 40

60 - 100

600 - 900

Công suất điện đầu vào (W/cm
)

0.5

1.5 - 10

50 - 250

Công suất tia UV đầu ra
(W/cm)

0.2

0.5 - 3.5

5 - 30

Hiệu quả chuyển đổi năng
lượng điện sang tia UV(%)


35 – 38

30 – 35

10 – 20

Chiều dài đèn ( cm )

10 – 150

10 – 150

5 – 120

Số lượng đèn cần trong một hệ
thống

Nhiều

Trung bình

ít

Tuổi thọ của đèn ( giờ )

8,000 –
10,000

8,000 – 12,000


4,000 – 8,000

Dựa vào bảng thông số kỹ thuật của các loại đèn trên ta thấy, đèn LP và LPHO
có tuổi thọ và hiệu suất diệt khuẩn tương đương nhau, tuy nhiên đèn LPHO có cơng suất
cao hơn nhiều so với đèn LP. Đèn MP có cơng suất rất lớn, hiện nay trên thị trường đã
có những loại đèn MP công suất lên tới vài chục Kw. So với đèn LP và đèn LPHO thì
đèn MP có tuổi thọ thấp hơn, nhiệt độ làm việc lớn hơn. Hiệu quả diệt khuẩn của đèn
MP chỉ bằng khoảng 1/3 đèn LP và LPHO, điều này được giải thích là vì tồn bộ năng
lượng đầu ra tia UV của đèn LP và đèn LPHO đều tập chung ở bước sóng đơn sắc
254nm. Đây là bước sóng có tác dụng diệt khuẩn tốt nhất. Trong khi đó năng lượng đầu
ra tia UV của đèn MP thì trải dài ra cả một dải phổ từ 200 đến 400nm hình 1.12.
Ưu điểm nổi bật của đèn MP là kích thước nhỏ nhưng cơng suất lại rất lớn, phù
hợp với các ứng dụng xử lý yêu cầu dụng lượng lớn nhưng kích thước hệ thống nhỏ gọn.
Nhược điểm của đèn MP là tuổi thọ thấp, giá thành cao.

13


Hình 1.12 Phổ đầu ra của hai loại đèn UV
Trong 3 loại đèn trên thì đèn LP thường được ứng dụng trong những hệ thống xử
lý nước có lưu lượng nhỏ. Trong khi đó đèn LPHO và đèn MP thường được ứng dụng
trong những hệ thống xử lý nước có lưu lượng lớn. Đối với hệ thống xử lý nước ballast
trên tàu thì về lý thuyết ta có thể sử dụng bất kỳ loại đèn nào trong 03 loại trên. Có điều
chúng ta cần phải lưu ý là hệ thống xử lý nước ballast trên tàu có dung lượng xứ lý rất
lớn, có những tàu dung lượng cần xử lý lên đến 1000m3/h. Như vậy nếu sử dụng loại
đèn LP thì cần phải sử dụng số lượng đèn UV rất lớn để thiết kế lị UV, việc này dẫn
đến kích thước lị UV rất lớn, khó có thể lắp đặt được trên không gian chật hẹp của con
tàu. Đây cũng là lý do mà tất cả các hãng sản xuất hệ thống xử lý nước ballast bằng tia
UV trên thế giới khơng sử dụng đèn LP.
Như vậy, ta có thể sử dụng 02 loại đèn còn lại để thiết kế lò UV cho hệ thống xử

lý nước ballast. Tùy theo kích thước khơng gian trên từng con tàu cụ thể mà chọn đèn
LPHO hay MP. Ví dụ nếu khơng gian trên tàu đủ rộng thì ta có thể sử dụng đèn LPHO
cho giá thành rẻ, nếu không gian trên tàu chật hẹp thì bắt buộc phải sử dụng đèn MP.

14


5. Gới thiệu quy trình và cơng đoạn xử lý nước bằng tia UV
Nếu trong nước có chứa nhiều chất cặn, lửng lơ làm tăng độ đục của nước thì
việc xử lý bằng tia UV sẽ kém hiệu quả. Do đó khi sử dụng phương pháp UV để diệt
khuẩn bắt buộc phải có hệ thống lọc đóng vai trị là khâu tiền xử lý trước khi diệt khuẩn
bằng UV.
Cấu hình công nghệ cho hệ thống xử lý nước được mô tả ở hình 1.13. Cấu hình
cơng nghệ của hệ thống bao gồm 02 phần tử chính đó là bộ lọc và lị UV. Cả hai thiết bị
này đều có dung lượng xử lý định mức là 200m3/h. Q trình cơng nghệ xử lý nước
ballast sẽ qua hai công đoạn. Công đoạn thứ nhất là sử dụng hệ thống siêu lọc có chức
năng tự động xả ngược (tự động làm sạch màng lọc khi màng lọc bị tắc) để lọc bỏ sơ bộ
những phần tử có kích thước lớn. Cơng đoạn thứ hai là lò tạo tia UV để diệt trùng nước.

OverBoard
Drain valve

FILTER
UNIT

UV
REACTOR

BALLAST
PUMP


Hình 1.13 Cấu hình cơng nghệ cho hệ thống xử lý nước

15