Design and development of automatic village water disinfection system using ultraviolet radiation

Authors

  • Apaporn Sinthusarn Institute of Community Science Technology, Department of Science Service, Bangkok 10400, Thailand
  • Anucha Sinthusarn Institute of Community Science Technology, Department of Science Service, Bangkok 10400, Thailand

DOI:

https://doi.org/10.60136/bas.v14.2025.3948

Keywords:

Disinfection system, Village water supply, Ultraviolet radiation

Abstract

Most village water supply systems in the country continue to face problems related to microbial contamination, resulting in water quality that does not meet the potable water standards set by the Department of Health. This research was conducted with the objective of designing and developing an automatic Ultraviolet radiation (UV) disinfection system for village water supply at the laboratory scale. It also aims to contribute knowledge that can be further developed for replacing chlorine solutions traditionally used for disinfection in rural water supply systems. The design emphasizes simplicity, high efficiency, low cost, and safety. The research methodology involved problem analysis, design, construction and development, laboratory testing, and microbiological water quality assessment. The results of the study indicated that the design and development of the automatic UV disinfection system, using a low-pressure mercury UV lamp with a power of 18 watts, produced UV irradiance (EUV) calculated by the Keitz formula at 27.6 milliwatts per square centimeter (mW/cm²). With an exposure time of 1 second, the UV dose reached 27.6 milliwatt-seconds per square centimeter (mW·s/cm²), which is higher than the dose required to reduce E. coli and most pathogens by 99% (2-log or D99). Laboratory testing of the developed system revealed that, when treating settled raw water with a turbidity of 1.37 NTU and pH of 6.7, UV exposure of more than 5 minutes resulted in no detectable coliform bacteria in the water samples. Therefore, this system can be scaled up through design and calculation of the appropriate UV dose relative to water volume, flow rate, and raw water quality for use in village water supply systems. The system can be installed at elevated water tanks prior to distribution, helping reduce microbial contamination and enabling water to meet potable standards as defined by the Department of Health.

References

AMARC. ทำไมเราถึงดื่มน้ำประปา (ยัง) ไม่ได้ [อินเทอร์เน็ต]. 2566 [เข้าถึงเมื่อ 19 ธันวาคม 2567]. เข้าถึงได้จาก:https://www.amarc.co.th/en/amarc-en-article-tap-water/

กรมอนามัย. ประกาศกรมอนามัย เรื่อง เกณฑ์คุณภาพน้ำประปาดื่มได้ พ.ศ. 2563 [อินเทอร์เน็ต]. 2563 [เข้าถึงเมื่อ 19ธันวาคม 2567]. เข้าถึงได้จาก: https://laws.anamai.moph.go.th/th/practices/201133

สำนักงานทรัพยากรน้ำแห่งชาติ. ประกาศสำนักงานทรัพยากรน้ำแห่งชาติ เรื่อง แผนแม่บทการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำ 20 ปี (พ.ศ. 2561-2580). ราชกิจจานุเบกษา เล่มที่ 136 ตอนพิเศษ 234 ง, 18 กันยายน 2562. 11.

กรมอนามัย, สำนักสุขาภิบาลอาหารและน้ำ. รายงานสรุปสถานการณ์คุณภาพน้ำบริโภคในครัวเรือน ประจำปีงบประมาณ พ.ศ. 2565. กรุงเทพฯ: สำนักสุขาภิบาลอาหารและน้ำ; 2565.

สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ. คำแนะนำสำหรับการใช้หลอดยูวี ทำลายเชื้อโควิด 19 [อินเทอร์เน็ต]. 2563 [เข้าถึงเมื่อ 12 ธันวาคม 2567]. เข้าถึงได้จาก: https://www.nimt.or.th/main/

Caroline Kochelek. Misleading math: Kill claims and log reduction [Internet]. 2019 [cited 2024 Dec 12]. Available from: https://infectioncontrol.tips/2019/06/17/kill-claims-and-log-reduction/

Paidalwar AA, Khedikar IP. Overview of water disinfection by UV technology – A review. Int J Sci Technol Eng. 2016;2(09):213-9. doi: 10.13140/RG.2.2.30976.25608.

กรมทรัพยากรน้ำ, สำนักบริหารจัดการน้ำ. คู่มือผู้ควบคุมการผลิตน้ำประปา ระบบประปาผิวดิน รูปแบบของกรมทรัพยากรน้ำ. กรุงเทพฯ: สำนักบริหารจัดการน้ำ; 2553.

Sun W, Ao X, Lu D, Zhang Y, Xue Y, He S, et al. Ultraviolet technology application in urban water supply and wastewater treatment in China: Issues, challenges and future directions. Water Research X. 2024;23:1-8. doi: 10.1016/j.wroa.2024.100225.

รูปที่ 2 แผนภาพระบบฆ่าเชื้อโรคด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตแบบอัตโนมัติ

Downloads

Published

09-12-2025

How to Cite

Sinthusarn, A., & Sinthusarn, A. (2025). Design and development of automatic village water disinfection system using ultraviolet radiation. Bulletin of Applied Sciences, 14(2), 44–55. https://doi.org/10.60136/bas.v14.2025.3948

Issue

Section

Research article