Jak se upravuje voda, aby zabila nebezpečné bakterie?

NEJNOVĚJŠÍ METODY DEZINFEKCE KOMUNÁLNÍCH ODPADNÍCH VOD

Text práce je umístěn bez obrázků a vzorců.
Plná verze práce je k dispozici v záložce „Job Files“ ve formátu PDF

Odpadní voda obsahuje patogeny nebezpečných chorob. Hlavním zdrojem znečištění vodárenských zařízení jsou odpadní vody. Vzhledem k velkému epidemiologickému nebezpečí musí mít čistírny speciální zařízení pro dezinfekci odpadních vod. Dezinfekce odpadních vod je konečnou fází čištění – provádí se za účelem zničení patogenních mikrobů v ní obsažených a odstranění kontaminace nádrže. Dezinfekce je mimořádně důležitá etapa čištění odpadních vod, jejímž cílem je zabránit šíření infekčních chorob a chránit povrchové a podzemní vodní útvary před kontaminací. Proto je účinná dezinfekce prioritou v procesech čištění odpadních vod. Práce představuje metody dezinfekce městských odpadních vod, uvádí dávky pro dezinfekci a uvádí nastavení těchto metod. Jsou uvedeny výhody použití každé metody.

Odpadní vody obsahují patogeny nebezpečných chorob. Hlavním zdrojem znečištění vod jsou odpadní vody. Vzhledem k velkému epidemiologickému nebezpečí by čistírny měly mít speciální zařízení pro dezinfekci odpadních vod. Dezinfekce odpadních vod je poslední fází čištění – provádí se za účelem zničení patogenních mikrobů v nich obsažených a odstranění kontaminace nádrže. Dezinfekce je mimořádně důležitým stupněm čištění odpadních vod zaměřeným na prevenci šíření infekčních chorob a ochranu povrchových a podzemních nádrží před znečištěním. Proto je účinná dezinfekce prioritou v procesech čištění odpadních vod. V práci jsou uvedeny způsoby dezinfekce městských odpadních vod, dávky pro dezinfekci, vybavení těchto metod. Jsou uvedeny výhody použití každé z metod.

Metoda dezinfekce odpadních vod ultrafialové (UV) záření se rozšířila po celém světě. Jedním z hlavních důvodů rozšíření metody UV dezinfekce byla skutečnost, že chlorace vody vede ke vzniku nebezpečných vedlejších produktů. Analýza dezinfekčních technologií alternativních k chloraci ukázala, že všechny oxidační technologie vedou ke vzniku určitých vedlejších produktů, z nichž většina představuje nebezpečí pro lidské zdraví. Druhým důležitým faktorem pokroku UV technologie byla nedostatečná účinnost chlorace proti řadě mikroorganismů, jako jsou viry a cysty prvoků.

Dezinfekční účinek UV dezinfekce je založen na účinku ultrafialových paprsků o vlnové délce 200-300 nm na proteinové koloidy a enzymy protoplazmy mikrobiálních buněk, je způsoben fotochemickými reakcemi, které mají za následek nevratné poškození DNA a RNA. molekuly virů [2]. Baktericidní účinek závisí na přímém účinku ultrafialových paprsků na každou bakterii.

Jedinou podmínkou použití metody UV dezinfekce je správně zvolená dávka UV ozáření, tzn. množství ultrafialové energie, která je nezbytná ke zničení mikroorganismů ve vodě. Dávka ultrafialového záření je dána charakterem a kvalitou čištění odpadních vod.

Podle [2] by dávka UV záření měla být:

nejméně 16 mJ/cm 2 pro vodu z podzemních zdrojů I. třídy a pitnou vodu;

nejméně 25 mJ/cm 2 pro vodu z podzemních zdrojů II., III. třídy a povrchových zdrojů;

ne méně než 30 mJ/cm 2 pro domovní a komunální odpadní vody.

Není problém předávkování UV zářením vody. Účinnost dezinfekce je ovlivněna přítomností suspendovaných látek ve vodě. Doporučená hladina nerozpuštěných látek je 10 mg/l [3].

Hlavní tuzemský výrobce NPO LIT vyrábí jednotky na dezinfekci vody ultrafialovým zářením [4]. NPO “LIT” je na 3. místě co do objemu výroby. V tabulce 1 ukazuje nomenklaturu UV zařízení NPO “LIT”.

Tabulka 1. Nomenklatura zařízení pro dezinfekci. název

Produktivita, nic víc

Spotřeba energie, nic víc

Pro vyčištěnou odpadní vodu

UV zařízení pro dezinfekci vody se skládají z dezinfekční komory, ovládacího panelu a mycí jednotky. Uvnitř komory jsou baktericidní lampy (rtuť-křemenné vysokotlaké nebo argon-rtuťové nízkotlaké), uzavřené v odolných křemenných krytech, které zabraňují kontaktu UV lampy s vodou. Komora obsahuje vstupní a výstupní potrubí, vzorkovače, pozorovací okénko, UV senzor a další prvky. Automatizační systém je umístěn na dálkovém ovládacím panelu. Voda procházející dezinfekční komorou je nepřetržitě vystavena ultrafialovému záření, které zabíjí mikroorganismy ve vodě.

Na Obr. 1 ukazuje typy ultrafialových instalací.

Rýže. 1. Zařízení pro UV dezinfekci odpadních vod: pouzdro, tlak, podnos.

Účinnost UV komplexu je sledována na základě dávky záření. Účinnost dezinfekce vody je dána počtem přežívajících bakterií E. coli, protože mají zvýšenou odolnost vůči baktericidním paprskům ve srovnání s patogenními bakteriemi nevytvářejícími spory.

Bylo zjištěno, že UV záření působí na viry mnohem účinněji než chlór a nevede k tvorbě toxických látek v odpadních vodách, a proto je vhodné široce zavádět UV technologie pro dezinfekci odpadních vod v malých, středních a velkých čistírnách . Srovnávací charakteristiky účinků chlóru a UV záření na různé typy patogenních mikroorganismů jsou uvedeny na Obr. 2.

Rýže. 2. Relativní dávky chlóru a UV záření, které jsou nutné pro dezinfekci odpadních vod.

Na rozdíl od chemických metod dezinfekce ultrafialová metoda maximálně vyhovuje požadavkům na ochranu životního prostředí a největší uplatnění našla jako metoda dezinfekce bez činidel a šetrná k životnímu prostředí.

Dezinfekce a čištění vody ultrazvuk je považována za jednu z nejnovějších metod dezinfekce, ačkoli tato metoda byla poprvé navržena v roce 1928.

Ultrazvuk jsou elastické vibrace a vlny, jejichž frekvence je vyšší než 15-20 kHz. Když je kapalina vystavena ultrazvuku, dochází ke specifickým fyzikálním, chemickým a biologickým účinkům. Baktericidní účinek ultrazvukového záření závisí na intenzitě zvukových vibrací a je spojen především s kavitací. Kavitace je vzhled hmoty pulzujících plynových bublin v kapalině. Pod působením ultrazvuku se kavitační bublina zvětší do své maximální velikosti. Bublina pak praskne a vytvoří rázové vlny. Pokud rázová vlna na své cestě narazí na překážku, zničí její povrch. V kavitační bublině se navíc objevují aktivní radikály OH –, což je silné oxidační činidlo. Ke kavitaci dochází při intenzitách zvukového pole ≥0,3-1 W/cm 2 .

Výhodou použití ultrazvuku oproti mnoha dalším prostředkům dezinfekce odpadních vod je necitlivost na vysoký zákal a barvu vody, na povahu a počet mikroorganismů a na přítomnost rozpuštěných látek ve vodě.

Jediným faktorem, který ovlivňuje účinnost ultrazvukové dezinfekce odpadních vod, je intenzita ultrazvukových vibrací.

V současné době je na ruském trhu prezentováno průmyslové zařízení pro dezinfekci vody, které kombinuje úpravu ultrafialové a ultrazvukové. Výhodou takového zařízení oproti tradičním UV ozařovacím systémům je výraznější dezinfekční účinek a absence nutnosti čištění křemenných krytů lamp.

V baktericidních instalacích řady „Lazur“ [5] dochází k dezinfekci vody ultrafialovým zářením s hustotou toku minimálně 40 mJ/cm 2 a vlnovou délkou 180-300 nm se současnou expozicí ultrazvuku s hustotou asi 2 W/cm 2 a akustické vibrace.

Rýže. 3. Baktericidní zařízení pro dezinfekci odpadních vod ultrafialovým zářením v kombinaci s ultrazvukem.

Při zpracování procházejícího vodního proudu ultrazvukem z emitoru umístěného přímo v tělese komory fotochemického reaktoru vznikají ve vodě krátkodobé paroplynové „dutiny“. Vznikají v okamžiku lokálního výboje ve vodě a explodují při stlačování vody v objemu instalačního modulu při nehomogenitách s frekvencí několika desítek kHz. Zároveň dochází vlivem prudké změny tlaku a teploty k destrukci patogenní mikroflóry ve vodě a tvorbě aktivních OH radikálů.

Docela nový způsob dezinfekce vody je metoda elektrického pulsu – použití impulzivních elektrických výbojů. Podstatou metody je vznik elektrohydraulického rázu, tzv. L. A. Yutkinův efekt. V procesu dezinfekce vody metodou elektrického pulzu, který působí na upravenou vodu vysokonapěťovým elektrickým výbojem, jsou zničeny všechny druhy mikroorganismů včetně virů a spor. Je důležité si uvědomit, že voda upravená elektrickými impulsy získává baktericidní vlastnosti, které vydrží až 4 měsíce.

Elektrická pulzní metoda má vysokou dezinfekční účinnost a relativně nízkou energetickou náročnost (0,2-1 kW⸱h/m 3 ), což umožňuje považovat tuto metodu za perspektivní.

1. SP 32.13330.2012. Kanalizace. Externí sítě a struktury. Aktualizovaná verze SNiP 2.04.03-85. – Vstupte. 2013-01-01. – M.: Standards Publishing House, 2012. – 85 s.

2. MUK 4.3.2030-05 „Sanitární a virologická kontrola účinnosti dezinfekce pitné a odpadní vody UV zářením“: Směrnice. -M.: Federální středisko pro hygienu a epidemiologii Rospotrebnadzor, 2006. -20 s.

3. MU 2.1.5.732-99 „Hygienický a epidemiologický dozor nad dezinfekcí odpadních vod ultrafialovým zářením“: Směrnice. – Ministerstvo zdravotnictví Ruska, Moskva-1999.

Odpadní voda podléhá povinné dezinfekci v souladu se SanPiN 2.1.5.980-00, 2.1.7.573-96 a dalšími normami. Častěji se používá kombinace chemických a fyzikálních metod.

Proč je potřeba čištění odpadních vod?

Dezinfekce odpadních vod ničí bakterie, viry, plísně a parazity, kteří způsobují onemocnění, často život ohrožující. Deaktivací toxických sloučenin se předchází otravám způsobeným těžkými kovy, jedem, pesticidy nebo jinými škodlivými látkami.

Dezinfekce umožňuje opětovné využití odpadních vod bez hrozby kontaminace lidí, flóry a fauny. Vyčištěno, aby se zabránilo epidemiím a předcházelo otravě.

Místní léčebná zařízení

V neupravené vodě mohou být přítomny patogeny:

• botulismus;
• cholera;
• hepatitida A, E;
• legionelóza;
• malárie, horečky;
• tyfus;
• parazitické léze (ascaridióza, schistosomóza, giardiáza, giardióza, další);
• zánět spojivek;
• mykózy;
• dyzentéria;
• salmonelóza a další akutní střevní infekce;
• leptospiróza;
• jiné infekční patologie.

Jaké druhy odtoků existují?

Odpadní vody jsou klasifikovány podle způsobu vzniku odpadních vod.

Druhy odpadních vod podle původu kapalných odpadů:

• atmosférická drenáž (pro déšť, roztátý sníh, jiné srážky, povodně);

• průmyslový odpad (pro kapalný odpad z podniků, dolů);

• domovní kanalizace (pro veřejnou kanalizaci včetně kanalizace z nemocnic, farem a obchodů a dalších servisních zařízení).

Sběr a čištění odpadních vod se provádí na čistírnách průmyslového a/nebo komunálního podniku.

Fáze dezinfekce odpadních vod:

1. Vypouštění tekutého odpadu drenáží do usazovacích nádrží.
2. Oddělení odpadků.
3. Mletí a rozklad organických nečistot.
4. Deaktivace odtokové kapaliny od toxických nečistot.
5. Čištění vypouštěné kapaliny od nerozpuštěných zbytků.
6. Dezinfekce.

Dezinfikovaný odpad je vypouštěn do řeky nebo jiného vodního útvaru.

Metody dezinfekce odpadních vod

Odpadní voda se čistí od patogenů pomocí dezinfekčních prostředků nebo zařízení bez použití dezinfekčních prostředků. Nejčastěji se ke zlepšení výsledku kombinují metody.

Občas se používá bioremediace:

1. Vypouštěcí kapalina je filtrována od nečistot.
2. Deaktivujte od toxických látek.
3. Ve směsi s mikroorganismy, které se živí organickou hmotou. V důsledku své životně důležité aktivity se sloučeniny rozkládají na netoxické látky a patogeny umírají.

Dezinfikovaná drenážní kapalina je testována na patogeny. Provádějí analýzu coli-indexu (coli-titru).

Normy indikátorů ve 100 ml odpadní vody:

• kolifágy – až 100 jednotek tvořících kolonie (CFU);
• termolabilní bakterie (neodolné vůči teplu) – až 100 CFU;
• běžné koliformní bakterie (Escherichia coli) – až 500 CFU.

Analýza by měla ukázat normalitu nebo nepřítomnost kolifágů a bakterií.

Chlorace

Chemická metoda dezinfekce. Dezinfikujte přípravky obsahujícími aktivní chlór. Dezinfekční prostředky obsahující chlornan, DHCC, kyselinu trichlorisokyanurovou nebo jiné chloroaktivní látky ničí všechny druhy patogenů.

Běžně používané dezinfekční prostředky:

• bělidlo;
• “Glavchlor Extra”;
• “Chlormix”;
• “Chlorosan”;
• “chloramin B”;
• “Anolyt Super”.

Chlorují se na čistírnách a v zařízeních, kde není veřejná kanalizace (na chatě, v soukromém domě, na farmě atd.).

• porcované – určitý objem odpadní vody je chlorován jednou;
• kontinuální – do drenážního systému je neustále dodáván roztok chlóru;
• regulační – objem roztoku chloru se mění v závislosti na množství přiváděné odpadní vody.

Při práci s dezinfekčními prostředky používejte ochranné prostředky a přísně dodržujte pokyny léku. Po dezinfekci je zkontrolována koncentrace zbytkového chlóru v odtokové kapalině, poté je vypouštěn do řeky.

V běžném životě není vhodné dezinfikovat chlórem. Poškozuje kovy, poškozuje faunu a výpary jsou toxické.

Ozonace

Ekologická fyzikální a chemická metoda dezinfekce. Odpadní voda je provzdušňována ozonem bez použití dezinfekčních prostředků.

Dezinfikujte generátory ozonu pouze na čistících stanicích. Instalace je umístěna za filtry.

• nepřetržitý – generátor není vypnutý, ozón je přiváděn do vodní nádrže při přepravě odpadních vod;
• porcované – kapalina se ozonizuje v nádrži po dobu 0,5–1 hodiny, nalije se do odtoku.

K dezinfekci dochází v důsledku oxidace patogenů. V přírodě nebyly zjištěny žádné infekce odolné vůči ozónu.

Jód a brom

Dezinfekce prostředky na bázi bromu nebo jódu je klasifikována jako chemická metoda dezinfekce. Látky oxidují mikroby, viry, plísně, parazity. Metoda se častěji používá v terénu.

Dávkové schéma jodizace/bromace:

1. Odpadní voda se shromažďuje v nádrži.
2. Dezinfekční prostředek se podává jednorázově.
3. Dodržujte dobu dezinfekce (viz návod k produktu).
4. Vypusťte z nádrže.

Dezinfekce pomocí jiných programů není ekonomicky rentabilní.

Ultrafialová dezinfekce

Fyzická metoda dezinfekce šetrná k životnímu prostředí. Kapalina je ozařována ultrafialovým světlem generovaným baktericidní instalací s UV lampami. Odpadní voda nemění chuť ani vůni.

• používané v čistících stanicích;
• ozářeno po maximálním vyčištění odpadní vody (nečistoty a zákal narušují dezinfekci);
• dezinfikováno podle kontinuálního schématu (kapalina prochází komorami baktericidního vodního zařízení).

Neexistují žádné bakterie, plísně, spory nebo viry, které by byly odolné vůči ultrafialové dezinfekci.

Chcete-li se podívat na recenzi videa:

Ultrazvuk

Dezinfekce ultrazvukovými jednotkami je ekologická fyzikální metoda dezinfekce.

Ultrazvukové vlny v odpadní vodě jsou rozdrceny:

• organické látky;
• husté hrudky nečistot, jiné nečistoty;
• skořápky bakterií, virů, řas.

Ultrazvukové zařízení se používá podle dávkového schématu. Často se používá venku pro odvodňovací jámy, kontaminované studny a další vodní plochy a zřídka na stanicích.

Kombinované metody čištění odpadních vod

Ekologické dezinfekční metody jsou prioritou, ale ne vždy jsou stanicím dostupné.

Používané kombinované metody dezinfekce:

• chlorace + ošetření aktivátorem magnetického pole (instalace narušuje funkce patogenů a urychluje dezinfekční procesy);
• ošetření chlornanem sodným + UV záření + magnetické pole aktivátoru s gradientovými cívkami;
• bioremediace + chlornan sodný + UV ozařování + konstantní působení magnetického pole.

Ozonizace se zřídka kombinuje s úpravou chlordioxidem. Dekontaminace zjištěné toxické látky se provádí samostatně nebo v kombinaci s dezinfekcí.

Podívejte se na biologickou úpravu vody:

Odpadní voda se dezinfikuje po všech stupních čištění, ale před vypuštěním do nádrže. Dezinfekce chrání zdraví (a život) lidí a zemědělských, lesnických a dalších oblastí činnosti.

Jak dezinfikujete odpad? Komentujte, sdílejte metody dezinfekce, posílejte článek přátelům na sociálních sítích, přidávejte do záložek. Vše nejlepší.