Dezinfekcia odpadových vôd: metódy a ich vlastnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

V súčasnosti neexistuje žiadna univerzálna metóda. Výber vhodnej metódy dezinfekcie odpadových vôd závisí od výsledkov predbežných laboratórnych testov. V súkromných, priemyselných a verejných kanalizačných systémoch sa používajú rôzne metódy.

Požadovaný stupeň čistenia

V niektorých prípadoch stačí prefiltrovať vodu na technickú úroveň. Niektoré priemyselné odvetvia umožňujú zjednodušiť čistiace mechanizmy. K tomu zvyčajne dochádza v továrňach, kde úroveň biologickej kontaminácie nie je kritická. Počiatočné filtračné postupy, bez ohľadu na objekt a konečný účel vody, sú vo všeobecnosti rovnaké. Rozdiely začínajú až v záverečnej fáze, keď je stanovený požadovaný stupeň čistenia.

Napríklad na dezinfekciu odpadových vôd pri premene domácich odpadových vôd a tekutín z prírodných zdrojov na čistú pitnú vodu sú dnes kladené veľmi odlišné požiadavky. Už tu sa dodržiava množstvo povinných hygienických pravidiel a noriem. Vo všeobecnosti sa postup stáva oveľa komplikovanejším a nákladnejším. Z tohto dôvodu každé mesto alebo priemyselné čistenieStanica má vlastné laboratórium, kde odborníci pravidelne monitorujú kvalitu filtrácie vody.

Skutočné metódy

Účelom týchto postupov je znížiť riziko hromadných infekčných ochorení, ako aj eliminovať predpoklady negatívneho vplyvu na zdravie ľudí. Všetky metódy dezinfekcie odpadových vôd možno rozdeliť do štyroch veľkých skupín.

1. Fyzické čistenie. Zahŕňa vystavenie vode vplyvom elektromagnetického žiarenia alebo elektriny.
2. Chemické čistenie. Hlavná práca sa vykonáva zavedením rôznych prvkov a spojení.
3. Fyzikálno-chemické čistenie. Znamená to použitie metód spoločného filtrovania.
4. Biologická liečba. Prezentované metódami prirodzenej a umelej biocenózy.

Ako ukazuje prax, postupné používanie rôznych čistiacich metód vykazuje najväčšiu účinnosť. Ak je to potrebné, dezinfikuje sa nielen samotná voda, ale aj predmety, ktoré s ňou prišli do priameho kontaktu, napríklad chirurgické zariadenia, materiály a prístroje v potravinárskom a biochemickom priemysle. Pre technické potreby sú povolené prísnejšie metódy čistenia.

Dezinfekcia fyzickým žiarením

Táto skupina možností sa považuje za celkom jednoduchú a lacnú na obsluhu. Najčastejšie sa používajú infračervené a ionizačné zariadenia, ako aj UV žiariče. Dezinfekcia odpadových vôd pomocou posledného zTieto typy zariadení priamo ovplyvňujú DNA mikroorganizmov žijúcich v kvapaline. Ultrafialové žiarenie je pre ľudské oko neviditeľné, avšak priamy dopad vĺn s vlnovou dĺžkou asi 255 nm ničí štruktúru všetkých potenciálne nebezpečných baktérií a vírusov.

Jednou z výhod tejto metódy je absencia negatívnych reziduálnych účinkov. Nízke náklady na vybavenie viedli k tomu, že táto metóda čistenia sa stala jednou z najpopulárnejších v tomto odvetví. V niektorých prípadoch sa UV dezinfekcia odpadových vôd kombinuje s vystavením priamemu slnečnému žiareniu. Nútené prevzdušňovanie vo vonkajších jazierkach tiež pomáha zastaviť rozmnožovanie mikroorganizmov a ničiť ich.

Infračervené žiarenie sa považuje za nepriamu metódu, pretože nemá baktericídny účinok. Kvapalná dezinfekcia nastáva v dôsledku zahrievania fyzických predmetov a rôznych akumulácií kontaminantov. Ionizujúce žiarenie sa používa iba v situáciách, keď iné možnosti neprinášajú požadovaný výsledok. Metóda je veľmi drahá a ťažko sa používa.

Funkcie dezinfekcie odpadových vôd ultrafialovým svetlom

Na príklade tejto metódy môžete zvážiť hlavné inštalačné zariadenie a princíp použitia. V každej verzii je hlavná jednotka - ultrafialová kamera alebo dezinfekčná komora. Vo vnútri zariadenia sa generujú spektrálne elektromagnetické vlny určitej frekvencie. Materiál komory je nerezová oceľ, ktorá je vhodná napoužitie v potravinárskom priemysle. Samotné predradníky sú umiestnené v takzvaných skriniach elektronických predradníkov. Automatizáciu zabezpečuje jednotka riadiaceho systému a za hladký chod je zodpovedná jednotka na chemické umývanie kremenných krytov.

UV-inštalácia na dezinfekciu odpadových vôd je vhodná takmer vo všetkých prípadoch. Zakalená a silne znečistená kvapalina sa však čistí o niečo horšie. Takáto voda sa predbežne pripravuje inými metódami na následné ošetrenie ultrafialovým žiarením. Predbežné čistenie kvapaliny z rôznych mechanických inklúzií, farebných prvkov, húb a bunkových stien umožňuje zvýšiť účinnosť vystavenia UV žiareniu. Ekologická šetrnosť a bezpečnosť tohto spôsobu spracovania robí kvapalinu bezpečnou pre ľudskú spotrebu, pretože chemické a organoleptické vlastnosti zostávajú nezmenené.

Iné metódy fyzického čistenia

Možnosti uvedené nižšie sa často kombinujú s ultrafialovou dezinfekciou odpadových vôd. Medzi ďalšie fyzikálne metódy čistenia patria tepelné efekty, elektrické prúdy vysokých a ultravysokých frekvencií, ako aj ultrazvuk. Ten napríklad ničí bunkové membrány vírusov a baktérií v dôsledku vysokej frekvencie oscilácií aplikovaného signálu. Ultrazvukové jednotky fungujú najúčinnejšie v kombinácii s baktericídnymi látkami pridávanými do vody.

Nasledujúca metóda je známa každému na úrovni domácnosti: tepelný efekt funguje jednoduchým prevarením vody v kanvici. Úplná smrť všetkých možných mikroorganizmov nastáva až po30-40 minút ich prítomnosti vo vriacej kvapaline. Tento spôsob je však z finančného hľadiska príliš nákladný. Na zohriatie veľkého množstva vody treba veľa energie. Vírusy, baktérie a ich spóry sú schopné krátkodobo úspešne prežiť vo vriacej vode.

Prevádzka inštalácií elektrických prúdov s vysokou a ultravysokou vodivosťou je v mnohom podobná predchádzajúcej metóde. Tu rovnakým spôsobom sú patogénne mikroorganizmy ovplyvnené zahrievaním kvapaliny. Zariadenie na dezinfekciu odpadových vôd tohto typu funguje ako bežná mikrovlnná rúra. Ultra vysoké frekvencie oscilácií elektromagnetického poľa nepriaznivo ovplyvňujú bunkovú štruktúru baktérií a vírusov.

Metódy chemickej dezinfekcie

Existuje veľké množstvo prvkov, ktoré by mohli s vysokou účinnosťou zničiť všetku organickú hmotu žijúcu v kvapaline. Patria sem zlúčeniny brómu a jódu, ozón a peroxid vodíka. V prvom rade však prichádza na rad chemická dezinfekcia odpadových vôd chlórom. Táto látka sa používa oveľa častejšie ako iné. Môže sa použiť plynný chlór, chlórnan vápenatý alebo sodný, oxid chloričitý, chlorid brómu, nirtán, chlóramín alebo bielidlo. Hlavným problémom je, že všetky tieto látky sú pre ľudský organizmus škodlivé. Z tohto dôvodu je potrebná dodatočná dezinfekcia vody po aplikácii chlóru.

Môžete si zvoliť aj jemné čistenie. Najmenej škodlivý pre človeka oxid chloričitýsa vyrovnáva s ničením vírusov a baktérií o niečo horšie ako analógy. Ak hovoríme o iných prvkoch a zlúčeninách na dezinfekciu pitnej odpadovej vody, tak nám napadne len manganistan draselný, kyselina peroctová a podobné chemické dezinfekčné prostriedky. Veľmi slabé baktericídne vlastnosti im však neumožňujú konkurovať chlóru a jeho derivátom. Niekedy sa používajú určité kovy, ako sú zlúčeniny medi a striebro. Sú schopné uvoľňovať ióny s baktericídnymi vlastnosťami. Účinnosť dezinfekcie kovov je pomerne nízka, a preto sa metóda používa len ako doplnková.

Vlastnosti použitia jódu a brómu

Vyššie uvedené baktericídne činidlá sa už dlho používajú v rôznych medicínskych aplikáciách. Napriek tomu je ten istý jód v kvapalinách sám o sebe zle distribuovaný, a preto je potrebné pri čistení a dezinfekcii odpadových vôd používať organické zlúčeniny tohto prvku. Po zákroku zostáva veľmi špecifický zápach. Z tohto dôvodu je vhodné používať jód len do technickej vody, nie však do pitnej vody. Vo veľkých priemyselných objemoch je použitie takýchto zlúčenín nepraktické kvôli ich nízkej distribúcii. Jód nie je odolný voči slnečnému žiareniu a nereaguje s amoniakom ako chlór.

Bróm sa javí v priaznivejšom svetle. Je netoxický, bez akéhokoľvek charakteristického zápachu a absolútne neškodný pre ľudí. So všetkými svojimi výhodami si bróm vyžaduje použitie vyšších koncentráciírovnaký objem kvapaliny v porovnaní s jódom. Vysoký baktericídny výkon sa dosahuje vďaka oxidácii látky. Odborníci radia pridávať bróm alebo jód na miesta, kde sa mnohokrát používa tá istá voda. Vysoká toxicita vedľajších produktov vznikajúcich pri práci stále neumožňuje všade používať tieto lacné prvky.

Dezinfekcia ozónom

Túto metódu aktívne využívajú podniky v Európe a Severnej Amerike. Zlúčeniny ozónu si ľahko poradia so širokým spektrom škodlivých vírusov, baktérií, húb a iných patogénov. Ak hovoríme o zložitých systémoch na dezinfekciu odpadových vôd, potom túto metódu možno nazvať konečnou alebo konečnou. Počas ozonizácie je kvapalina už dôkladne prefiltrovaná a spracovaná inými fyzikálnymi a chemickými metódami čistenia. Medzi negatívne aspekty použitia tejto metódy možno zaznamenať zlú rozpustnosť tejto modifikácie kyslíka vo vode, riziko výbuchu komponentov a zvýšenú hladinu uvoľňovaných toxínov. Vedľajšie produkty, ktoré sa objavia ako výsledok čistiaceho postupu, môžu poškodiť ľudí a životné prostredie.

Schéma zariadenia pozostáva zo šiestich hlavných blokov naraz. Ich úplný zoznam je uvedený nižšie:

1. Generátory ozónu. Sú umiestnené priamo pred nádržou primárnej úpravy. Poskytnite tento prvok iným blokom.
2. Priehradky pre primárnu a sekundárnu ozonizáciu.
3. Zablokovať prenahromadenie výsledného kalu.
4. Špeciálny pieskový filter. Zvyčajne sa nachádza medzi primárnym a sekundárnym priestorom pre ozonizáciu.
5. UV spracovateľská jednotka.
6. Sorpčný filter.

Fyzikálno-chemické metódy dezinfekcie

Vo všeobecnosti môžeme povedať, že úroveň kvality rôznych účinkov na kvapalinu často stúpa v dôsledku pridávania akýchkoľvek látok a prvkov, ktoré majú potrebné baktericídne vlastnosti. Niekedy sa v špeciálnej jednotke na dezinfekciu odpadových vôd používa aj jednosmerný elektrický prúd. Výtok je vo výbornom kontakte s vírusmi a baktériami v kvapaline. Pridanie určitých chemických prvkov do vody, ktorá je vystavená konštantnému elektrickému prúdu, môže spôsobiť disociáciu molekúl na ióny. Odborníci klasifikujú tento spôsob čistenia ako fyzikálno-chemický.

Účinná deštrukcia buniek patogénnych mikroorganizmov sa dosahuje účasťou samotných vírusov a baktérií na procese bunkovej disociácie. Často sa tiež vykonáva hydrolýza a ionizácia vody. Spoločnú prácu fyzikálnych a chemických metód možno vysledovať aj pri zahrievaní kvapaliny. Pre najlepšiu úroveň dezinfekcie odpadových vôd sa vysoké teploty kombinujú s pridaním určitých prísad, ako je jednoduché mydlo alebo lúh. V zložitejších prípadoch sa už používajú špeciálne dezinfekčné prostriedky vyvinuté a testované v laboratóriách.

Použitie biocenóz na čistenie

Relatívne nová metóda. K dezinfekcii splaškových kalov dochádza v dôsledku anaeróbnych a aeróbnych baktérií, ktoré sú živené rôznymi biologickými nečistotami. Špeciálne enzýmy umožňujú rozložiť patogénne mikroorganizmy na jednoduché chemické zlúčeniny. Potom baktérie absorbujú všetku nájdenú organickú hmotu. Špecialisti umelo pestujú kultúry takýchto "čističov", čím vytvárajú vhodné podmienky pre ich existenciu a reprodukciu. Biotop baktérií je čo najbližšie k prirodzenému. Zvyčajne sa táto metóda používa ako jedna z posledných, keď je voda už dostatočne upravená ultrafialovým žiarením, chlórovaním, ozonizáciou alebo ultrazvukom.

Je jednoducho nemožné vybrať najlepší spôsob čistenia, ktorý by bol považovaný za univerzálny. Z veľkej časti všetko závisí od konkrétneho účelu dezinfikovanej vody, ako aj výsledkov chemického a bakteriologického laboratórneho rozboru. V zásade sa vyberú dve alebo tri najúčinnejšie metódy. Zaujímavou nuansou je tiež to, že baktérie a vírusy sa môžu časom prispôsobiť a stať sa imúnnymi voči určitým vplyvom. Odborníci preto pravidelne odoberajú vzorky odpadových vôd a kontrolujú ich dostatočnú úroveň čistenia od patogénnych mikroorganizmov.