短い答え:

紫外線消毒が最終的な微生物バリアとして機能するほとんどの飲料水システムでは、貯蔵タンクと最終粒子除去段階の後にメイン UV リアクターを配水ポイントのできるだけ近くに設置します。-

通常、貯蔵タンクの後の方が UV の方が良い理由

UV には残留保護機能はありません

化学消毒剤は、適切な残留物が維持されていれば、最初の処理後も微生物を抑制し続けることができます。 UVはそのようには機能しません。米国環境保護庁は、UV は残留物を残さず、照射される UV 線量は UV 強度、流量、紫外線透過率 (UVT) によって決まると述べています。[1]英国飲料水検査局も同様に、残留影響がないことを UV の主な制限として特定しており、保管と流通には注意深い衛生管理が必要です。

UV が大気貯蔵タンクの前にのみ設置されている場合、処理順序は次のとおりです。

UV処理 → 貯蔵タンク → ポンプと分配 → 使用場所

タンクや下流の配管内で発生する汚染や再増殖は、UV バリアを回避します。最終 UV ステージを下流に移動すると、シーケンスが次のように変更されます。

貯蔵タンク → ポンプ → 最終濾過 → UV 処理 → 使用場所

2 番目の構成では、水の老化を促進し、沈殿物を収集し、空気を交換し、水をアクセス開口部や濡れた表面にさらす可能性が最も高いコンポーネントを通過した後に水を消毒します。

図 1. プレ-タンク-のみの UV は、下流の保管イベントを最終処理バリアの外側に残します。

保管すると微生物による水質が変化する可能性がある

保管は微生物学的に中立ではありません。結果は、温度、滞留時間、利用可能な栄養素、沈殿物、タンクの回転率、表面の状態、衛生状態に影響されます。

ヨルダンのアンマンで行われた家庭用貯蔵タンクに関する査読済みの研究で、エビソンとスンナは、従属栄養細菌の数が約1.7 log CFU/mLに4 日後 5.2 log CFU/mLそして7日後5.7 log CFU/mLストレージの。[3]おおよそのカウントで表すと、約 50 CFU/mL から約 160,000 CFU/mL、さらに 500,000 CFU/mL への増加となります。この研究では、再成長に最も大きな影響を与える要因として温度が特定されました。

図 2. ピア-のデータは、保存中にかなりの従属栄養細菌の再増殖を示しています。

出典: エヴィソンとスンナ (2001)。従属栄養菌数は病原体のリスクを直接測定するものではありません。-

これらの従属栄養菌数は、検出されたすべての微生物が病原体であることを意味するものではなく、病気のリスクを直接計算するものとして扱うべきではありません。しかし、生物学的に活性な水は保管中に大幅に変化する可能性があることを示しています。上流のみに設置された UV ユニットでは、その後に発生する成長を制御することはできません。

エクアドルでの管理されたフィールド調査では、関連する結論に達しました。研究者らは、水源から家庭の保管場所にある水を追跡し、管理された条件下で保管されている対応する容器と比較しました。汚染の増加が観察された腸球菌用容器の 46.4%そして大腸菌の場合は 32.8%。再汚染を経験した世帯では、平均増加率は腸球菌のログ 0.5 ～ 1.3そして大腸菌の0.6～1.2対数.

証拠が-証明するものと証明しないもの-

上記の研究は、すべてのタンクが微生物の増殖を引き起こすことを証明しているわけではありません。タンクの設計、回転率、温度、洗浄、残留消毒剤、原水の質は大きく異なります。-密閉され、衛生的に設計されたタンクを頻繁に入れ替えると、優れた水質が維持されます。

その代わりに、証拠はリスク管理の原則を裏付けています。{0}

UV が唯一の最終消毒剤である場合、それを保管後に配置すると、処理チェーンから主要な管理されていない部分が削除されます。

-タンク後の UV はタンクの衛生状態をオプションにするものではありません。タンクがひどく汚染されていると、前処理に過負荷がかかり、フィルターが汚れ、味や臭いの問題が発生し、バイオフィルムの破片が放出され、UV システムに継続的に影響を与える可能性があります。タンクには依然として衛生的な設計、安全な通気口とハッチ、計画的な入れ替え、検査、清掃、および適切な微生物学的検証が必要です。

タンクの前、タンクの後、あるいは両方?

図 3. 貯蔵タンク周囲の推奨デフォルトおよびマルチバリア UV レイアウト-。

オプション 1: タンクの前のみの UV

この配置により、保管庫に入る生存可能な微生物の数を減らすことができます。タンクを微生物の流入から保護する必要がある場合、または下流の化学消毒剤が検証済みの残留物を維持している場合に役立つ場合があります。

ただし、プレタンク UV だけでは次のことを防ぐことはできません。-

• タンクのベント、ハッチ、またはオーバーフローからの汚染。
• タンク内にすでに存在するバイオフィルムまたは沈殿物。
• 長い滞留時間中の微生物の再増殖。
• 出口ポンプまたは下流の配管によってもたらされた汚染。
• メンテナンス後の微生物学的品質の損失。

下流に残留消毒剤がない飲料用システムの場合、これは通常、唯一の UV バリアにとって最も強力な場所ではありません。

オプション 2: タンク後の UV

ほとんどの小規模な飲料水、雨水、井戸{1}水、処理水システムでは、ポストタンク UV がデフォルトとして推奨されます。-水は貯蔵庫から汲み上げられ、UV リアクターの水質要件を満たすように調整され、消毒されてからユーザーに届けられます。-

典型的なシーケンスは次のとおりです。

貯蔵タンク → ブースターまたは圧力ポンプ → 沈殿物ろ過 → その他の必要な処理 → UV 反応器 → 短い衛生的な配水ライン

アリゾナ大学共同拡張部は、圧力タンクまたはオンデマンド ポンプの後に、粒子ろ過、活性炭、UV 消毒で構成される雨水処理装置を設置することを推奨しています。{0}}

UV リアクターは、最大瞬間出口流量1 日の平均需要やタンクが満たされる速度ではありません。ブースター ポンプが始動すると、UV リアクターでは 1 日の平均よりもはるかに高い短期流量が発生する可能性があります。- UV 線量は滞留時間に部分的に依存するため、検証された最大流量を超えると線量が減少する可能性があります。

オプション 3: タンクの前後両方の UV

デュアルステージ UV は、次の場合に正当化される場合があります。-

• タンクには RO 透過水または高純度プロセス水が保管されます。-
• 微生物学的仕様は厳格です。
• タンクの滞留時間が長いか、温度が上昇しています。
• 流入する水は高い生物学的負荷を生み出します。
• 食品、飲料、製薬、または研究室のプロセスには追加のバリアが必要です
• 継続的な運用と冗長性は、最小限の資本コストよりも重要です。

最初の UV ステージでは、保管庫に入る有効な負荷が減少します。第 2 段階では、タンクから出る水を処理します。再循環 UV ループも、貯蔵水の微生物状態の制御に役立ちますが、その有効性は検証済みの循環、タンクの混合、回転率、および衛生設計に依存します。再循環ループは、混合が不十分なタンクのすべての部分を均等に暴露すると想定すべきではありません。

最終的な推奨事項

ほとんどの飲料水システムでは、貯蔵タンクと最後のろ過段階の両方の後に最終的な UV 水滅菌装置を設置することが推奨されます。{0}これにより、微生物バリアが使用場所に近くなり、保管中に発生する可能性のある汚染や再増殖をシステムで処理できるようになります。

プレタンク UV は追加の制御として依然として有用ですが、デュアルステージ UV は高純度または微生物学的に敏感な用途に適しています。{{1}{2}}ただし、設置位置だけでは効果的な消毒を保証するものではありません。システム設計時には、ピーク流量、UVT、濁度、目標 UV 線量、タンクの衛生状態、および下流の配管条件も考慮する必要があります。

実際的なルールは単純です。UV 反応器を通過した後に水が微生物学的変化を受ける可能性がある場合は、最終的に検証された消毒バリアを使用場所の近くに設置します。