Dezynfekcja ścieków: metody i ich cechy

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Obecnie nie ma jednej uniwersalnej metody. Wybór odpowiedniej metody dezynfekcji ścieków uzależniony jest od wyników wstępnych badań laboratoryjnych. W kanalizacji prywatnej, przemysłowej i publicznej stosowane są różne metody.

Wymagany stopień czyszczenia

W niektórych przypadkach wystarczy przefiltrować wodę do poziomu technicznego. Niektóre branże umożliwiają uproszczenie mechanizmów czyszczących. Dzieje się tak zwykle w fabrykach, w których poziom skażenia biologicznego nie jest krytyczny. Wstępne procedury filtracji, niezależnie od obiektu i ostatecznego przeznaczenia wody, są zasadniczo takie same. Różnice zaczynają się dopiero w końcowym etapie, kiedy określany jest wymagany stopień oczyszczenia.

Na przykład bardzo różne wymagania są obecnie nakładane na dezynfekcję ścieków podczas przetwarzania ścieków domowych i płynów ze źródeł naturalnych w czystą wodę pitną. Przestrzega się tu już szeregu obowiązkowych zasad i norm sanitarnych. Ogólnie procedura staje się znacznie bardziej skomplikowana i kosztowna. Z tego powodu każde sprzątanie miejskie czy przemysłoweStacja posiada własne laboratorium, w którym specjaliści regularnie monitorują jakość filtracji wody.

Aktualne metody

Celem tych zabiegów jest zmniejszenie ryzyka masowych chorób zakaźnych, a także wyeliminowanie przesłanek negatywnego wpływu na zdrowie ludzi. Wszystkie metody dezynfekcji ścieków można podzielić na cztery duże grupy.

1. Fizyczne czyszczenie. Obejmuje narażenie na działanie wody przez promieniowanie elektromagnetyczne lub elektryczność.
2. Czyszczenie chemiczne. Główna praca odbywa się poprzez wprowadzanie różnych elementów i połączeń.
3. Czyszczenie fizyko-chemiczne. Oznacza to użycie wspólnych metod filtrowania.
4. Oczyszczanie biologiczne. Przedstawione metodami biocenozy naturalnej i sztucznej.

Jak pokazuje praktyka, sukcesywne stosowanie różnych metod czyszczenia wykazuje największą skuteczność. W razie potrzeby dezynfekcji podlega nie tylko sama woda, ale także przedmioty, które miały z nią bezpośredni kontakt, np. sprzęt chirurgiczny, materiały i aparatura w przemyśle spożywczym i biochemicznym. Ze względów technicznych dozwolone są bardziej surowe metody czyszczenia.

Fizyczna dezynfekcja radiacyjna

Ta grupa opcji jest uważana za dość prostą i niedrogą w obsłudze. Najczęściej stosowane są urządzenia podczerwone i jonizujące, a także emitery UV. Dezynfekcja ścieków przy pomocy ostatnichTego typu sprzęt bezpośrednio wpływa na DNA drobnoustrojów żyjących w cieczy. Promieniowanie ultrafioletowe jest niewidoczne dla ludzkiego oka, jednak ukierunkowane uderzenie fal o długości fali około 255 nm niszczy strukturę wszystkich potencjalnie niebezpiecznych bakterii i wirusów.

Jedną z zalet tej metody jest brak negatywnych skutków rezydualnych. Niski koszt sprzętu sprawił, że ta metoda czyszczenia stała się jedną z najpopularniejszych w branży. W niektórych przypadkach dezynfekcja UV ścieków łączy się z ekspozycją na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Wymuszone napowietrzanie w stawach na wolnym powietrzu pomaga również zatrzymać rozmnażanie się mikroorganizmów i je zniszczyć.

Promieniowanie podczerwone jest uważane za metodę pośrednią, ponieważ nie ma działania bakteriobójczego. Dezynfekcja płynem następuje w wyniku nagrzewania obiektów fizycznych i różnych nagromadzeń zanieczyszczeń. Promieniowanie jonizujące stosuje się tylko w sytuacjach, gdy inne opcje nie przynoszą pożądanego rezultatu. Metoda jest bardzo droga i trudna w użyciu.

Cechy dezynfekcji ścieków za pomocą światła ultrafioletowego

Na przykładzie tej metody można rozważyć główne urządzenie instalacyjne i zasadę użytkowania. W każdej wersji znajduje się jednostka główna - kamera ultrafioletowa lub komora dezynfekcyjna. Wewnątrz urządzenia generowane są widmowe fale elektromagnetyczne o określonej częstotliwości. Materiał komory to stal nierdzewna, która jest odpowiednia dlazastosowanie w przemyśle spożywczym. Same stateczniki znajdują się w tzw. szafach stateczników elektronicznych. Automatykę zapewnia jednostka układu sterowania, a za płynną pracę odpowiada jednostka do chemicznego mycia osłon kwarcowych.

Instalacja UV do dezynfekcji ścieków jest odpowiednia prawie we wszystkich przypadkach. Jednak mętną i silnie zanieczyszczoną ciecz można nieco gorzej wyczyścić. Taka woda jest wstępnie przygotowywana innymi metodami do późniejszej obróbki promieniowaniem ultrafioletowym. Wstępne oczyszczenie płynu z różnych wtrąceń mechanicznych, elementów barwnych, grzybów i ścian komórkowych pozwala zwiększyć skuteczność ekspozycji na promieniowanie UV. Przyjazność dla środowiska i bezpieczeństwo tej metody przetwarzania sprawia, że płyn jest bezpieczny do spożycia przez ludzi, ponieważ właściwości chemiczne i organoleptyczne pozostają niezmienione.

Inne fizyczne metody czyszczenia

Poniższe opcje są często łączone z dezynfekcją ścieków za pomocą promieniowania ultrafioletowego. Wśród innych fizycznych metod czyszczenia można wymienić efekty termiczne, prądy elektryczne o wysokich i ultrawysokich częstotliwościach, a także ultradźwięki. Ten ostatni na przykład niszczy błony komórkowe wirusów i bakterii ze względu na wysoką częstotliwość oscylacji zastosowanego sygnału. Jednostki ultradźwiękowe działają najskuteczniej w połączeniu ze środkami bakteriobójczymi dodanymi do wody.

Następująca metoda jest znana wszystkim w gospodarstwie domowym: efekt termiczny polega na gotowaniu wody w czajniku. Całkowita śmierć wszystkich możliwych mikroorganizmów następuje dopiero po30-40 minut ich obecności we wrzącej cieczy. Jest to jednak metoda zbyt kosztowna z finansowego punktu widzenia. Do podgrzania dużej ilości wody potrzeba dużo energii. Wirusy, bakterie i ich zarodniki są w stanie z powodzeniem przetrwać we wrzącej wodzie przez krótki czas.

Działanie instalacji prądów elektrycznych o wysokiej i ultrawysokiej przewodności jest pod wieloma względami podobne do poprzedniej metody. Tutaj w ten sam sposób ogrzewanie cieczy wpływa na patogenne mikroorganizmy. Instalacja do dezynfekcji ścieków tego typu działa jak konwencjonalna kuchenka mikrofalowa. Ultrawysokie częstotliwości oscylacji pola elektromagnetycznego niekorzystnie wpływają na strukturę komórkową bakterii i wirusów.

Chemiczne metody dezynfekcji

Istnieje duża liczba pierwiastków, które z dużą wydajnością mogą zniszczyć całą materię organiczną żyjącą w cieczy. Należą do nich związki bromu i jodu, ozonu i nadtlenku wodoru. Przede wszystkim jednak przychodzi na myśl chemiczna dezynfekcja ścieków chlorem. Ta substancja jest używana znacznie częściej niż inne. Można stosować chlor gazowy, podchloryn wapnia lub sodu, dwutlenek chloru, chlorek bromu, nirtan, chloraminę lub wybielacz. Głównym problemem jest to, że wszystkie te substancje są szkodliwe dla ludzkiego organizmu. Z tego powodu wymagana jest dodatkowa dezynfekcja wody po zastosowaniu chloru.

Możesz również wybrać delikatne czyszczenie. Najmniej szkodliwy dla ludzi dwutlenek chloruradzi sobie z niszczeniem wirusów i bakterii nieco gorzej niż analogi. Jeśli mówimy o innych pierwiastkach i związkach do dezynfekcji ścieków pitnych, to możemy pomyśleć tylko o nadmanganianu potasu, kwasie nadoctowym i podobnych chemicznych środkach dezynfekujących. Jednak bardzo słabe właściwości bakteriobójcze nie pozwalają im konkurować z chlorem i jego pochodnymi. Czasami stosuje się pewne metale, takie jak związki miedzi i srebro. Są w stanie uwolnić jony o właściwościach bakteriobójczych. Skuteczność dezynfekcji metali jest dość niska, dlatego metoda ta jest stosowana jedynie jako dodatkowa.

Cechy zastosowania jodu i bromu

Powyższe środki bakteriobójcze są używane od dawna w różnych zastosowaniach medycznych. Niemniej jednak sam jod jest słabo rozprowadzany w płynach, dlatego konieczne jest stosowanie organicznych związków tego pierwiastka w oczyszczaniu i dezynfekcji ścieków. Po zabiegu pozostaje bardzo specyficzny zapach. Z tego powodu wskazane jest stosowanie jodu tylko do wody technicznej, ale nie do wody pitnej. W dużych ilościach przemysłowych takie związki są niepraktyczne w użyciu ze względu na ich niską dystrybucję. Jod nie jest odporny na światło słoneczne i nie reaguje z amoniakiem tak jak chlor.

Brom pojawia się w korzystniejszym świetle. Jest nietoksyczny, pozbawiony charakterystycznego zapachu i absolutnie nieszkodliwy dla człowieka. Przy wszystkich swoich zaletach brom wymaga stosowania wyższych stężeń nataka sama objętość płynu w porównaniu z jodem. Wysokie działanie bakteriobójcze uzyskuje się dzięki utlenianiu substancji. Eksperci zalecają dodawanie bromu lub jodu w miejscach, gdzie ta sama woda jest używana wielokrotnie. Wysoka toksyczność produktów ubocznych powstających w trakcie prac nadal nie pozwala na stosowanie tych niedrogich pierwiastków wszędzie.

Dezynfekcja ozonem

Metoda jest aktywnie wykorzystywana przez przedsiębiorstwa w Europie i Ameryce Północnej. Związki ozonu z łatwością radzą sobie z szeroką gamą szkodliwych wirusów, bakterii, grzybów i innych patogenów. Jeśli mówimy o złożonych systemach dezynfekcji ścieków, to tę metodę można nazwać ostateczną lub wykańczającą. Podczas ozonowania ciecz jest już dokładnie filtrowana i przetwarzana innymi fizycznymi i chemicznymi metodami oczyszczania. Wśród negatywnych aspektów stosowania tej metody można zauważyć słabą rozpuszczalność tej modyfikacji tlenu w wodzie, ryzyko wybuchu składników oraz podwyższony poziom uwalnianych toksyn. Produkty uboczne pojawiające się w wyniku procedury czyszczenia mogą być szkodliwe dla ludzi i środowiska.

Schemat urządzenia składa się z sześciu głównych bloków jednocześnie. Ich pełna lista znajduje się poniżej:

1. Generatory ozonu. Znajdują się bezpośrednio przed podstawowym zbiornikiem uzdatniania. Przekaż ten element innym blokom.
2. Przedziały do ozonowania pierwotnego i wtórnego.
3. Zablokuj dlanagromadzenia powstałego szlamu.
4. Specjalny filtr piaskowy. Zwykle znajduje się pomiędzy głównym i wtórnym przedziałem ozonowania.
5. Jednostka przetwarzania UV.
6. Filtr sorpcyjny.

Fizykochemiczne metody dezynfekcji

Ogólnie można powiedzieć, że poziom jakości różnych wpływów na płyn często wzrasta z powodu dodania jakichkolwiek substancji i pierwiastków, które mają niezbędne właściwości bakteriobójcze. Czasami w specjalnym urządzeniu do dezynfekcji ścieków używany jest również stały prąd elektryczny. Wyładowanie ma doskonały kontakt z wirusami i bakteriami w cieczy. Dodanie pewnych pierwiastków chemicznych do wody, która jest poddawana działaniu stałego prądu elektrycznego, może spowodować dysocjację cząsteczek na jony. Eksperci klasyfikują tę metodę czyszczenia jako fizyko-chemiczną.

Skuteczne niszczenie komórek drobnoustrojów chorobotwórczych osiąga się poprzez udział samych wirusów i bakterii w procesie dysocjacji komórek. Często prowadzi się również hydrolizę i jonizację wody. Wspólną pracę metod fizycznych i chemicznych można również prześledzić, gdy ciecz jest podgrzewana. Aby uzyskać najlepszy poziom dezynfekcji ścieków, wysokie temperatury są połączone z dodatkiem określonych składników, takich jak zwykłe mydło lub ług. W bardziej złożonych przypadkach stosuje się już specjalne środki dezynfekujące, opracowane i przetestowane w laboratoriach.

Wykorzystanie biocenoz do czyszczenia

Stosunkowo nowa metoda. Dezynfekcja osadów ściekowych następuje dzięki bakteriom beztlenowym i tlenowym, które żywią się różnymi zanieczyszczeniami biologicznymi. Specjalne enzymy pozwalają rozkładać chorobotwórcze drobnoustroje na proste związki chemiczne. Następnie bakterie wchłaniają całą znalezioną materię organiczną. Specjaliści sztucznie hodują kultury takich „czyścicieli”, tworząc odpowiednie warunki do ich istnienia i rozmnażania. Siedlisko bakterii jest jak najbardziej zbliżone do naturalnego. Zwykle ta metoda jest stosowana jako jedna z ostatnich, gdy woda została już wystarczająco uzdatniona promieniowaniem ultrafioletowym, chlorowaniem, ozonowaniem lub ultradźwiękami.

Po prostu niemożliwe jest wybranie najlepszej metody czyszczenia, która byłaby uważana za uniwersalną. W większości wszystko zależy od konkretnego przeznaczenia dezynfekowanej wody, a także wyników chemicznych i bakteriologicznych analiz laboratoryjnych. Zasadniczo wybierane są dwie lub trzy najskuteczniejsze metody. Interesującym niuansem jest również to, że bakterie i wirusy mogą w końcu przystosować się i stać się odpornymi na pewne wpływy. Dlatego eksperci regularnie pobierają próbki ścieków i sprawdzają je pod kątem wystarczającego stopnia oczyszczenia z patogennych mikroorganizmów.