Solidi sospesi totali (TSS) e torbidità: due fattori critici ma spesso trascurati che influiscono sulle prestazioni di disinfezione dell'acqua mediante raggi UV

Quando selezionano e specificano i sistemi di disinfezione dell’acqua UV, molti acquirenti si concentrano ampiamente su parametri quali l’intensità UV, il tempo di esposizione e la dose UV. Questi fattori sono infatti gli elementi intrinseci che determinano le prestazioni teoriche di un'unità di disinfezione UV.
Tuttavia, nelle-applicazioni reali di trattamento dell'acqua,I solidi sospesi totali (TSS) e la torbidità sono due fattori esterni critici che incidono in modo significativo sull’efficacia della disinfezione, ma spesso vengono trascurati.

1. Perché il TSS e la torbidità causano un'efficace attenuazione della dose UV?

1.1 Che cos'è il TSS e in cosa differisce dal TDS?

TSS (Solidi sospesi totali)si riferisce alla quantità totale di particolato insolubile sospeso nell'acqua, tra cui sabbia, particelle di ruggine, detriti organici e microrganismi aggregati.
A differenza dei TDS (Solidi Totali Disciolti), i TSS non influenzano in modo significativo il gusto, ma hanno unimpatto diretto sulle prestazioni del trattamento dell’acqua.

Nei sistemi di disinfezione dell’acqua UV, le particelle sospese possono bloccare e diffondere la radiazione ultravioletta, riducendo la dose effettiva di UVC ricevuta dai microrganismi. Di conseguenza, TSS è unparametro critico ma spesso sottovalutatoche influenza direttamente l’efficienza della disinfezione.

1.2 Cos'è la torbidità?

Torbiditàè una misura della limpidezza dell'acqua e riflette il grado in cui le particelle sospese diffondono e assorbono la luce. Una torbidità più elevata indica una maggiore concentrazione di solidi sospesi come limo, colloidi, materia organica o microrganismi, con conseguente acqua visibilmente "torbida".

Nei sistemi di trattamento dell’acqua e di disinfezione UV, la torbidità non è solo un problema visivo. Essoriduce direttamente la profondità di penetrazione dei raggi UV, riducendo così la dose efficace di disinfezione. Per questo motivo, la torbidità è un parametro chiave per valutare sia la qualità dell’acqua che l’affidabilità della disinfezione UV.

Differenze tra torbidità e TSS

1.3 Meccanismi principali attraverso i quali il TSS e la torbidità riducono l’efficienza della disinfezione UV

• Schermatura fisica (effetto ombra)
Le particelle sospese possono proteggere i microrganismi, collocando batteri e virus in regioni "in ombra" dove le radiazioni UV non possono raggiungerli direttamente. I microrganismi nascosti dietro o all'interno delle particelle possono sopravvivere anche quando le lampade UV funzionano normalmente, riducendo l'efficienza della disinfezione.

• Diffusione e assorbimento dei raggi UV
I solidi sospesi, i colloidi e le particelle fini diffondono e assorbono la radiazione ultravioletta, riducendo l’energia UVC che raggiunge effettivamente i microrganismi.
Con l’aumento della torbidità e la diminuzione delle dimensioni delle particelle, la dispersione diventa più grave, la distanza di penetrazione dei raggi UV si riduce e l’efficienza complessiva della disinfezione diminuisce.

2. Perché il settore si sta ri-concentrando sui TSS?

Negli ultimi anni, l’industria del trattamento delle acque ha rinnovato la propria attenzioneTSS, in particolare nelle acque industriali, nelle acque depurate municipali, nella lavorazione di alimenti e bevande e nelle applicazioni farmaceutiche. Le norme e le linee guida impongono requisiti sempre più severitorbidità (NTU)ETSS (mg/l).

L'esperienza pratica ha dimostrato che esistono molti problemi relativi alle prestazioni della disinfezione UVnon causato da un guasto della lampada o da un'alimentazione insufficiente, ma da un controllo inadeguato della qualità dell’acqua a monte. Livelli elevati di solidi sospesi e torbidità bloccano e disperdono le radiazioni UV, impedendo ai microrganismi di ricevere un’esposizione sufficiente.

In questo contesto,Il TDS è principalmente un parametro orientato al consumatore-correlato al gusto, mentreTSS è un parametro di sicurezza ingegneristica. Nei sistemi di disinfezione UV, l’impatto del TSS sull’efficacia della disinfezione è di gran lunga maggiore di quello del TDS, ma è stato a lungo sottovalutato.

Un controllo adeguato del TSS è quindi essenziale per garantire un funzionamento efficiente e affidabile del sistema e rappresenta un fattore critico di sicurezza nella moderna ingegneria del trattamento delle acque.

3. Quando si sostituisce un'apparecchiatura, "la progettazione del sistema conta più dell'hardware"

Per gli acquirenti, un’unità di disinfezione dell’acqua UV non deve essere vista come un’apparecchiatura a sé stante, ma come un sistema che interagisce strettamente con le condizioni di qualità dell’acqua. Ignorare il TSS e la torbidità spesso porta a costi nascosti a lungo termine-, come eccessi microbici e una durata ridotta della lampada.

I futuri progetti di trattamento delle acque devono adottare una prospettiva più globale:

Valutare l’ambiente, non solo le specifiche:
Oltre ai requisiti di dose UV, devono essere fornite misurazioni accurate di TSS e torbidità.

Dai priorità alla stabilità rispetto alle massime prestazioni:
I sistemi UV di alta-qualità dovrebbero essere progettati con sufficiente ridondanza per gestire le fluttuazioni della qualità dell'acqua.

4. Quali livelli di TSS e torbidità dovrebbero essere controllati nelle applicazioni pratiche di ingegneria?

Nei sistemi di disinfezione dell'acqua UV non esiste un valore assoluto di TSS o di torbidità che si applichi universalmente a tutte le applicazioni. Gli intervalli di controllo appropriati dipendono dallo scenario applicativo, dal livello di rischio microbico e dalla ridondanza della progettazione del sistema.

Tuttavia, la pratica ingegneristica a lungo-termine ha stabilito intervalli di riferimento ampiamente accettati che possono fungere da guida importante per la selezione e la progettazione del sistema.

4.1 Intervalli di controllo consigliati per applicazione (valori di riferimento tecnici)

I dati di cui sopra derivano e fanno riferimento a quelli più recenti della CinaStandard per la qualità dell'acqua potabile (GB 5749-2022)e ilCodice per la progettazione del trattamento dell'acqua di raffreddamento a ricircolo industriale (GB/T 50050).