Dezinfekce odpadních vod: metody a jejich vlastnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

V současnosti neexistuje jediná univerzální metoda. Volba vhodné metody dezinfekce odpadních vod závisí na výsledcích předběžných laboratorních testů. V soukromých, průmyslových a veřejných kanalizacích se používají různé metody.

Požadovaný stupeň čištění

V některých případech stačí vodu přefiltrovat na technickou úroveň. Některá průmyslová odvětví umožňují zjednodušit čisticí mechanismy. K tomu obvykle dochází v továrnách, kde úroveň biologické kontaminace není kritická. Počáteční postupy filtrace, bez ohledu na objekt a konečný účel vody, jsou obecně stejné. Rozdíly začínají až v konečné fázi, kdy je stanoven požadovaný stupeň čištění.

Například na dezinfekci odpadních vod při přeměně domácích odpadních vod a kapalin z přírodních zdrojů na čistou pitnou vodu jsou dnes kladeny velmi odlišné požadavky. Již zde je dodržována řada povinných hygienických pravidel a norem. Obecně se postup stává mnohem komplikovanějším a dražším. Z tohoto důvodu každé město nebo průmyslový úklidStanice má vlastní laboratoř, kde odborníci pravidelně sledují kvalitu filtrace vody.

Skutečné metody

Smyslem těchto postupů je snížení rizika hromadných infekčních onemocnění a také odstranění předpokladů pro negativní dopad na zdraví lidí. Všechny metody dezinfekce odpadních vod lze rozdělit do čtyř velkých skupin.

1. Fyzické čištění. Zahrnuje vystavení vodě působením elektromagnetického záření nebo elektřiny.
2. Chemické čištění. Hlavní práce se provádí zavedením různých prvků a spojení.
3. Fyzikálně-chemické čištění. Znamená to použití metod společného filtrování.
4. Biologická léčba. Prezentováno metodami přirozené a umělé biocenózy.

Jak ukazuje praxe, postupné používání různých čisticích metod vykazuje největší účinnost. V případě potřeby se dezinfikuje nejen voda samotná, ale i předměty, které s ní přišly do přímého kontaktu, například chirurgické přístroje, materiály a přístroje v potravinářském a biochemickém průmyslu. Pro technické potřeby jsou povoleny přísnější metody čištění.

Dezinfekce fyzickým zářením

Tato skupina možností je považována za poměrně jednoduchou a levnou na provoz. Nejčastěji se používají infračervená a ionizační zařízení a také UV zářiče. Dezinfekce odpadních vod pomocí posledního zTyto typy zařízení přímo ovlivňují DNA mikroorganismů žijících v kapalině. Ultrafialové záření je pro lidské oko neviditelné, nicméně přímý dopad vln o vlnové délce asi 255 nm ničí strukturu všech potenciálně nebezpečných bakterií a virů.

Jednou z výhod této metody je absence negativních reziduálních efektů. Nízká cena zařízení vedla k tomu, že se tato metoda čištění stala jednou z nejoblíbenějších v oboru. V některých případech je UV dezinfekce odpadních vod kombinována s vystavením přímému slunečnímu záření. Nucené provzdušňování ve venkovních jezírkách také pomáhá zastavit množení mikroorganismů a zničit je.

Infračervené záření je považováno za nepřímou metodu, protože nemá baktericidní účinek. Kapalná dezinfekce nastává v důsledku zahřívání fyzických předmětů a různého nahromadění nečistot. Ionizující záření se používá pouze v situacích, kdy jiné možnosti nepřinášejí požadovaný výsledek. Metoda je velmi drahá a obtížně použitelná.

Funkce dezinfekce odpadních vod ultrafialovým světlem

Na příkladu této metody můžete zvážit hlavní instalační zařízení a princip použití. V každé verzi je hlavní jednotka - ultrafialová kamera nebo dezinfekční komora. Uvnitř zařízení jsou generovány spektrální elektromagnetické vlny o určité frekvenci. Materiál komory je nerezová ocel, která je vhodná propoužití v potravinářském průmyslu. Samotné předřadníky jsou umístěny v tzv. elektronických předřadných skříních. Automatizaci zajišťuje jednotka řídicího systému a za hladký chod je zodpovědná jednotka pro chemické mytí křemenných krytů.

UV-instalace pro dezinfekci odpadních vod je vhodná téměř ve všech případech. Zakalená a silně znečištěná kapalina se však čistí poněkud hůře. Taková voda se předběžně připravuje jinými metodami pro následnou úpravu ultrafialovým zářením. Předběžné čištění kapaliny od různých mechanických inkluzí, barevných prvků, hub a buněčných stěn umožňuje zvýšit účinnost expozice UV záření. Ekologická šetrnost a bezpečnost této metody zpracování činí kapalinu bezpečnou pro lidskou spotřebu, protože chemické a organoleptické vlastnosti zůstávají nezměněny.

Jiné fyzikální metody čištění

Níže uvedené možnosti se často kombinují s ultrafialovou dezinfekcí odpadních vod. Mezi další fyzikální metody čištění patří tepelné efekty, elektrické proudy vysokých a ultravysokých frekvencí a také ultrazvuk. Ten například ničí buněčné membrány virů a bakterií díky vysoké frekvenci oscilací přiváděného signálu. Ultrazvukové jednotky fungují nejúčinněji v kombinaci s baktericidními činidly přidávanými do vody.

Následující metoda je známá každému na úrovni domácnosti: tepelný efekt funguje pouhým převařením vody v konvici. K úplné smrti všech možných mikroorganismů dochází až poté30-40 minut jejich přítomnosti ve vroucí tekutině. Tato metoda je však z finančního hlediska příliš nákladná. K ohřevu velkého množství vody je potřeba hodně energie. Viry, bakterie a jejich spory jsou schopny úspěšně přežít ve vroucí vodě po krátkou dobu.

Provoz instalací elektrických proudů o vysoké a ultravysoké vodivosti je v mnoha ohledech podobný předchozímu způsobu. Zde jsou stejným způsobem ovlivněny patogenní mikroorganismy zahříváním kapaliny. Zařízení na dezinfekci odpadních vod tohoto typu funguje jako běžná mikrovlnná trouba. Ultra vysoké frekvence oscilací elektromagnetického pole nepříznivě ovlivňují buněčnou strukturu bakterií a virů.

Metody chemické dezinfekce

Existuje velké množství prvků, které by mohly zničit veškerou organickou hmotu žijící v kapalině s vysokou účinností. Patří sem sloučeniny bromu a jódu, ozon a peroxid vodíku. V první řadě však přichází na řadu chemická dezinfekce odpadních vod chlórem. Tato látka se používá mnohem častěji než ostatní. Lze použít plynný chlor, chlornan vápenatý nebo sodný, oxid chloričitý, chlorid bromný, nirtan, chloramin nebo bělidlo. Hlavním problémem je, že všechny tyto látky jsou škodlivé pro lidský organismus. Z tohoto důvodu je nutná dodatečná dezinfekce vody po aplikaci chlóru.

Můžete si také vybrat jemné čištění. Pro člověka nejméně škodlivý oxid chloričitýse vyrovnává s ničením virů a bakterií poněkud hůře než analogy. Pokud mluvíme o dalších prvcích a sloučeninách pro dezinfekci pitné odpadní vody, pak nás napadá pouze manganistan draselný, kyselina peroctová a podobné chemické dezinfekční prostředky. Velmi slabé baktericidní vlastnosti jim však neumožňují konkurovat chlóru a jeho derivátům. Někdy se používají určité kovy, jako jsou sloučeniny mědi a stříbra. Jsou schopny uvolňovat ionty s baktericidními vlastnostmi. Účinnost dezinfekce kovů je poměrně nízká, a proto se metoda používá pouze jako doplňková.

Vlastnosti použití jódu a bromu

Výše uvedená baktericidní činidla se již dlouhou dobu používají v různých lékařských aplikacích. Přesto je stejný jód v kapalinách sám o sobě špatně distribuován, a proto je nutné používat organické sloučeniny tohoto prvku při čištění a dezinfekci odpadních vod. Po proceduře zůstává velmi specifická vůně. Z tohoto důvodu je vhodné používat jód pouze pro technickou vodu, nikoli však pro pitnou. Ve velkých průmyslových objemech je použití takových sloučenin nepraktické kvůli jejich nízké distribuci. Jód není odolný vůči slunečnímu záření a nereaguje s čpavkem jako chlór.

Bróm se jeví v příznivějším světle. Je netoxický, bez jakéhokoli charakteristického zápachu a absolutně neškodný pro člověka. Se všemi svými výhodami vyžaduje brom použití vyšších koncentracístejný objem kapaliny ve srovnání s jódem. Vysoký baktericidní účinek je dosažen díky oxidaci látky. Odborníci doporučují přidat brom nebo jód v místech, kde se stejná voda používá mnohokrát. Vysoká toxicita vedlejších produktů vznikajících při práci stále neumožňuje použití těchto levných prvků všude.

Dezinfekce ozónem

Metodu aktivně využívají podniky v Evropě a Severní Americe. Sloučeniny ozonu si snadno poradí s celou řadou škodlivých virů, bakterií, plísní a dalších patogenů. Pokud mluvíme o komplexních systémech dezinfekce odpadních vod, pak lze tuto metodu nazvat konečnou nebo dokončovací. Během ozonizace je kapalina již důkladně filtrována a zpracovávána jinými fyzikálními a chemickými metodami čištění. Mezi negativní aspekty použití této metody lze zaznamenat špatnou rozpustnost této modifikace kyslíku ve vodě, riziko výbuchu složek a zvýšenou hladinu uvolňovaných toxinů. Vedlejší produkty, které se objeví v důsledku čisticího postupu, mohou poškodit lidi a životní prostředí.

Schéma zařízení se skládá ze šesti hlavních bloků najednou. Jejich úplný seznam je uveden níže:

1. Generátory ozónu. Jsou umístěny přímo před nádrží primární úpravy. Poskytněte tento prvek dalším blokům.
2. Přihrádky pro primární a sekundární ozonizaci.
3. Zablokovat pronahromadění výsledného kalu.
4. Speciální pískový filtr. Obvykle se nachází mezi primární a sekundární ozonizační komorou.
5. UV procesorová jednotka.
6. Sorpční filtr.

Fyzikálně-chemické metody dezinfekce

Obecně lze říci, že kvalitativní úroveň různých účinků na kapalinu často stoupá díky přidání jakýchkoli látek a prvků, které mají potřebné baktericidní vlastnosti. Někdy se stejnosměrný elektrický proud používá i ve speciální jednotce na dezinfekci odpadních vod. Výtok je ve výborném kontaktu s viry a bakteriemi v kapalině. Přidání určitých chemických prvků do vody, která je vystavena konstantnímu elektrickému proudu, může způsobit disociaci molekul na ionty. Odborníci klasifikují tento způsob čištění jako fyzikálně-chemický.

Efektivní destrukce buněk patogenních mikroorganismů je dosažena účastí samotných virů a bakterií v procesu buněčné disociace. Často se také provádí hydrolýza a ionizace vody. Společnou práci fyzikálních a chemických metod lze vysledovat i při zahřívání kapaliny. Pro nejlepší úroveň dezinfekce odpadních vod se vysoké teploty kombinují s přidáním určitých přísad, jako je jednoduché mýdlo nebo louh. Ve složitějších případech se již používají speciální dezinfekční prostředky vyvinuté a testované v laboratořích.

Použití biocenóz k čištění

Relativně nová metoda. K dezinfekci čistírenských kalů dochází díky anaerobním a aerobním bakteriím, které jsou živeny různými biologickými kontaminanty. Speciální enzymy umožňují rozložit patogenní mikroorganismy na jednoduché chemické sloučeniny. Poté bakterie absorbují veškerou nalezenou organickou hmotu. Specialisté uměle chovají kultury takových "čističů" a vytvářejí vhodné podmínky pro jejich existenci a reprodukci. Životní prostředí bakterií je co nejblíže přirozenému prostředí. Obvykle se tato metoda používá jako jedna z posledních, kdy je voda již dostatečně upravena ultrafialovým zářením, chlorací, ozonizací nebo ultrazvukem.

Vybrat nejlepší metodu čištění, která by byla považována za univerzální, je prostě nemožné. Vše z velké části závisí na konkrétním účelu dezinfikované vody a také na výsledcích chemických a bakteriologických laboratorních rozborů. V zásadě jsou vybrány dvě nebo tři nejúčinnější metody. Zajímavou nuancí také je, že bakterie a viry se nakonec mohou adaptovat a stát se imunními vůči určitým vlivům. Odborníci proto pravidelně odebírají vzorky odpadních vod a kontrolují jejich dostatečnou úroveň čištění od patogenních mikroorganismů.