Jawaban singkatnya:

Untuk sebagian besar sistem-air minum yang disinfeksi ultraviolet berfungsi sebagai penghalang akhir mikroba, pasang reaktor UV utama setelah tangki penyimpanan dan tahap-penghilangan partikel akhir, sedekat mungkin dengan titik distribusi.

Mengapa UV Biasanya Lebih Baik Setelah Tangki Penyimpanan

UV tidak memiliki perlindungan sisa

Disinfektan kimia dapat terus menekan mikroorganisme setelah perawatan awal jika sisa yang ada tetap terjaga. UV tidak bekerja seperti itu. Badan Perlindungan Lingkungan AS menyatakan bahwa UV tidak meninggalkan residu dan dosis UV yang diberikan bergantung pada intensitas UV, laju aliran, dan transmitansi ultraviolet (UVT).[1]Inspektorat Air Minum Inggris juga mengidentifikasi tidak adanya efek residu sebagai batasan utama UV, sehingga memerlukan kebersihan yang cermat dalam penyimpanan dan distribusi.

Jika UV dipasang hanya sebelum tangki penyimpanan atmosferik, urutan perawatannya adalah:

Perawatan UV → tangki penyimpanan → pompa dan distribusi → titik penggunaan

Kontaminasi atau pertumbuhan kembali apa pun yang terjadi di tangki atau pipa hilir akan melewati penghalang UV. Memindahkan tahap UV akhir ke hilir mengubah urutannya menjadi:

tangki penyimpanan → pompa → filtrasi akhir → perawatan UV → titik penggunaan

Pengaturan kedua mendisinfeksi air setelah melewati komponen yang kemungkinan besar akan meningkatkan umur air, mengumpulkan sedimen, menukar udara, dan memaparkan air ke bukaan akses dan permukaan yang basah.

Gambar 1. UV pra-tangki-hanya meninggalkan peristiwa penyimpanan hilir di luar penghalang pengolahan akhir.

Penyimpanan dapat mengubah kualitas mikrobiologis air

Penyimpanan tidak netral secara mikrobiologis. Hasilnya dipengaruhi oleh suhu, waktu tinggal, nutrisi yang tersedia, sedimen, pergantian tangki, kondisi permukaan dan kebersihan.

Dalam studi-peer review tangki penyimpanan rumah tangga di Amman, Yordania, Evison dan Sunna melaporkan bahwa jumlah bakteri heterotrofik meningkat dari sekitar1,7 log CFU/mLke5,2 log CFU/mL setelah empat hariDan5,7 log CFU/mL setelah tujuh haripenyimpanan.[3]Dinyatakan sebagai perkiraan jumlah, yaitu peningkatan dari sekitar 50 CFU/mL menjadi sekitar 160.000 CFU/mL dan kemudian 500.000 CFU/mL. Studi tersebut mengidentifikasi suhu sebagai faktor dengan pengaruh terbesar terhadap pertumbuhan kembali.

Gambar 2. Data yang ditinjau oleh rekan sejawat menunjukkan pertumbuhan kembali bakteri heterotrofik yang signifikan selama penyimpanan.

Sumber: Evison & Sunah (2001). Jumlah heterotrofik bukanlah ukuran risiko-patogen langsung.

Penghitungan heterotrofik ini tidak berarti bahwa setiap organisme yang terdeteksi adalah patogen, dan penghitungan tersebut tidak boleh dianggap sebagai penghitungan langsung risiko penyakit. Namun penelitian tersebut menunjukkan bahwa air yang aktif secara biologis dapat berubah secara substansial selama penyimpanan. Unit UV yang dipasang hanya di bagian hulu tidak dapat mengendalikan pertumbuhan yang terjadi setelahnya.

Sebuah studi lapangan terkontrol di Ekuador mencapai kesimpulan serupa. Para peneliti mengikuti air dari sumbernya ke penyimpanan rumah tangga dan membandingkannya dengan wadah yang disimpan dalam kondisi terkendali. Peningkatan kontaminasi terlihat pada46,4% wadah untuk enterococciDan32,8% untuk E.coli. Pada rumah tangga yang mengalami rekontaminasi, rata-rata peningkatannya adalah sebesar0,5–1,3 log untuk enterokokusDan0,6–1,2 log untuk E. coli.

Apa yang Dibuktikan-dan Tidak-Bukti

Penelitian di atas tidak membuktikan bahwa setiap tangki menyebabkan pertumbuhan mikroba. Desain tangki, pergantian, suhu, pembersihan, sisa disinfektan, dan kualitas-air sumber sangat bervariasi. Tangki yang tertutup rapat dan dirancang secara higienis dengan pergantian yang sering dapat menjaga kualitas air yang sangat baik.

Sebaliknya, bukti mendukung prinsip-pengendalian risiko:

Ketika UV adalah satu-satunya disinfektan terakhir, menempatkannya setelah penyimpanan akan menghilangkan bagian utama yang tidak terkontrol dari rantai pengolahan.

UV pasca-tangki tidak menjadikan kebersihan tangki sebagai suatu keharusan. Tangki yang sangat terkontaminasi dapat membebani proses pra-perawatan, menyaring kotoran, menimbulkan masalah rasa dan bau, melepaskan fragmen biofilm, dan terus menerus mengganggu sistem UV. Tangki masih memerlukan desain sanitasi, ventilasi dan palka yang aman, pergantian yang direncanakan, inspeksi, pembersihan, dan verifikasi mikrobiologi yang sesuai.

Sebelum Tangki, Setelah Tangki, atau Keduanya?

Gambar 3. Tata letak UV default dan multi-penghalang yang direkomendasikan di sekitar tangki penyimpanan.

Opsi 1: UV sebelum tangki saja

Pengaturan ini dapat mengurangi jumlah organisme hidup yang memasuki penyimpanan. Ini mungkin berguna ketika tangki harus dilindungi dari masuknya mikroba atau ketika disinfektan kimia hilir mempertahankan residu yang terverifikasi.

Namun, UV pra{0}}tangki saja tidak melindungi terhadap:

• kontaminasi melalui ventilasi tangki, palka atau luapan;
• biofilm atau sedimen sudah ada di dalam tangki;
• pertumbuhan kembali mikroba selama waktu tinggal yang lama;
• kontaminasi yang disebabkan oleh pompa keluar atau pipa hilir;
• hilangnya kualitas mikrobiologi setelah pemeliharaan.

Untuk sistem minum yang tidak memiliki sisa disinfektan di bagian hilir, lokasi ini umumnya bukan lokasi terkuat untuk satu-satunya penghalang UV.

Opsi 2: UV setelah tangki

Untuk sebagian besar sistem-air minum, air hujan, air-sumur, dan air-proses berukuran kecil, UV pasca-tangki adalah pilihan default. Air dipompa dari tempat penyimpanan, dikondisikan untuk memenuhi persyaratan kualitas air-reaktor UV, didesinfeksi, lalu dikirimkan ke pengguna.

Urutan tipikalnya adalah:

tangki penyimpanan → booster atau pompa tekanan → filtrasi sedimen → pengolahan lain yang diperlukan → reaktor UV → jalur distribusi pendek yang higienis

University of Arizona Cooperative Extension merekomendasikan rangkaian pengolahan air hujan yang terdiri dari penyaringan partikel, karbon aktif, dan desinfeksi UV yang ditempatkan setelah tangki bertekanan atau-pompa sesuai permintaan.

Reaktor UV harus berukuran untukaliran keluar sesaat maksimum, bukan rata-rata permintaan harian atau tingkat pengisian tangki. Saat pompa booster menyala, reaktor UV mungkin mengalami aliran-jangka pendek yang jauh lebih tinggi dibandingkan rata-rata harian. Karena dosis UV sebagian bergantung pada waktu tinggal, melebihi aliran maksimum yang divalidasi dapat mengurangi dosis.

Opsi 3: UV sebelum dan sesudah tangki

UV tahap{0}}ganda dapat dibenarkan jika:

• tangki menyimpan air proses yang menyerap RO atau{0}}kemurnian tinggi;
• spesifikasi mikrobiologi sangat ketat;
• tangki memiliki waktu tinggal yang lama atau suhu yang tinggi;
• air yang masuk menimbulkan beban biologis yang tinggi;
• proses makanan, minuman, farmasi atau laboratorium memerlukan penghalang tambahan
• operasi berkelanjutan dan redundansi lebih penting daripada biaya modal minimum.

Tahap UV pertama mengurangi muatan yang masuk ke penyimpanan. Tahap kedua mengolah air yang keluar dari tangki. Lingkaran UV resirkulasi juga dapat membantu mengendalikan kondisi mikroba air yang disimpan, namun efektivitasnya bergantung pada sirkulasi yang terverifikasi, pencampuran tangki, pergantian, dan desain sanitasi. Lingkaran resirkulasi tidak boleh dianggap mengekspos setiap bagian tangki yang tercampur dengan buruk secara merata.

Rekomendasi Akhir

Untuk sebagian besar-sistem air minum, pengaturan yang lebih baik adalah memasang alat sterilisasi air UV akhir setelah tangki penyimpanan dan tahap penyaringan terakhir. Hal ini menempatkan penghalang mikroba lebih dekat ke titik penggunaan dan memungkinkan sistem menangani kontaminasi atau pertumbuhan kembali yang mungkin terjadi selama penyimpanan.

UV pra-tangki tetap berguna sebagai kontrol tambahan, sedangkan UV-tahap ganda mungkin cocok-dengan kemurnian tinggi atau aplikasi yang sensitif secara mikrobiologis. Namun, posisi pemasangan saja tidak menjamin disinfeksi efektif. Aliran puncak, UVT, kekeruhan, target dosis UV, kebersihan tangki dan kondisi perpipaan hilir juga harus dipertimbangkan selama desain sistem.

Aturan praktisnya sederhana: jika air dapat mengalami perubahan mikrobiologis setelah melewati reaktor UV, pasang penghalang desinfeksi akhir yang tervalidasi di dekat tempat penggunaan.