Απολύμανση λυμάτων: μέθοδοι και τα χαρακτηριστικά τους

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Δεν υπάρχει επί του παρόντος καμία καθολική μέθοδος. Η επιλογή της κατάλληλης μεθόδου απολύμανσης των λυμάτων εξαρτάται από τα αποτελέσματα των προκαταρκτικών εργαστηριακών δοκιμών. Διάφορες μέθοδοι χρησιμοποιούνται σε ιδιωτικές, βιομηχανικές και δημόσιες αποχετεύσεις.

Απαιτούμενος βαθμός καθαρισμού

Σε ορισμένες περιπτώσεις, αρκεί να φιλτράρετε το νερό στο τεχνικό επίπεδο. Ορισμένες βιομηχανίες καθιστούν δυνατή την απλοποίηση των μηχανισμών καθαρισμού. Αυτό συμβαίνει συνήθως σε εργοστάσια όπου το επίπεδο βιολογικής μόλυνσης δεν είναι κρίσιμο. Οι αρχικές διαδικασίες φιλτραρίσματος, ανεξάρτητα από το αντικείμενο και τον τελικό σκοπό του νερού, είναι γενικά οι ίδιες. Οι διαφορές αρχίζουν μόνο στο τελικό στάδιο, όταν καθοριστεί ο απαιτούμενος βαθμός καθαρισμού.

Για παράδειγμα, σήμερα επιβάλλονται πολύ διαφορετικές απαιτήσεις για την απολύμανση των λυμάτων κατά τη μετατροπή των οικιακών λυμάτων και υγρών από φυσικές πηγές σε καθαρό πόσιμο νερό. Εδώ τηρούνται ήδη ορισμένοι υποχρεωτικοί υγειονομικοί κανόνες και κανόνες. Γενικά, η διαδικασία γίνεται πολύ πιο περίπλοκη και δαπανηρή. Για το λόγο αυτό, κάθε πόλη ή βιομηχανικός καθαρισμόςΟ σταθμός έχει το δικό του εργαστήριο, όπου οι ειδικοί παρακολουθούν τακτικά την ποιότητα του φιλτραρίσματος του νερού.

Πραγματικές μέθοδοι

Σκοπός αυτών των διαδικασιών είναι η μείωση του κινδύνου μαζικών μολυσματικών ασθενειών, καθώς και η εξάλειψη των προϋποθέσεων για αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία των ανθρώπων. Όλες οι μέθοδοι απολύμανσης λυμάτων μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις μεγάλες ομάδες.

1. Φυσικός καθαρισμός. Περιλαμβάνει την έκθεση στο νερό από ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ή ηλεκτρισμό.
2. Χημικός καθαρισμός. Η κύρια εργασία γίνεται μέσω της εισαγωγής διαφόρων στοιχείων και συνδέσεων.
3. Φυσικοχημικός καθαρισμός. Συνεπάγεται τη χρήση κοινών μεθόδων φιλτραρίσματος.
4. Βιολογική θεραπεία. Παρουσιάζεται με μεθόδους φυσικής και τεχνητής βιοκένωσης.

Όπως δείχνει η πρακτική, η διαδοχική χρήση διαφόρων μεθόδων καθαρισμού δείχνει τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα. Εάν υπάρχει ανάγκη, τότε δεν απολυμαίνεται μόνο το ίδιο το νερό, αλλά και αντικείμενα που ήρθαν σε άμεση επαφή με αυτό, για παράδειγμα, χειρουργικός εξοπλισμός, υλικά και συσκευές στις βιομηχανίες τροφίμων και βιοχημικών. Για τεχνικές ανάγκες, επιτρέπονται πιο αυστηρές μέθοδοι καθαρισμού.

Φυσική απολύμανση με ακτινοβολία

Αυτή η ομάδα επιλογών θεωρείται αρκετά απλή και φθηνή στη λειτουργία. Οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες συσκευές υπερύθρων και ιονισμού, καθώς και οι εκπομπές UV. Απολύμανση λυμάτων με τη βοήθεια του τελευταίου απόΑυτοί οι τύποι εξοπλισμού επηρεάζουν άμεσα το DNA των μικροοργανισμών που ζουν στο υγρό. Η υπεριώδης ακτινοβολία είναι αόρατη στο ανθρώπινο μάτι, ωστόσο, η κατευθυνόμενη πρόσκρουση κυμάτων με μήκος κύματος περίπου 255 nm καταστρέφει τη δομή όλων των δυνητικά επικίνδυνων βακτηρίων και ιών.

Ένα από τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι η απουσία αρνητικών υπολειμματικών επιδράσεων. Το χαμηλό κόστος του εξοπλισμού έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι αυτή η μέθοδος καθαρισμού έχει γίνει μια από τις πιο δημοφιλείς στον κλάδο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η απολύμανση των λυμάτων με υπεριώδη ακτινοβολία συνδυάζεται με έκθεση στο άμεσο ηλιακό φως. Ο εξαναγκασμένος αερισμός σε υπαίθριες λίμνες βοηθά επίσης να σταματήσει η αναπαραγωγή μικροοργανισμών και να τους καταστρέψει.

Η υπέρυθρη ακτινοβολία θεωρείται έμμεση μέθοδος, αφού δεν έχει βακτηριοκτόνο δράση. Η υγρή απολύμανση συμβαίνει λόγω της θέρμανσης φυσικών αντικειμένων και διαφόρων συσσωρεύσεων ρύπων. Η ιονίζουσα ακτινοβολία χρησιμοποιείται μόνο σε περιπτώσεις όπου άλλες επιλογές δεν φέρνουν το επιθυμητό αποτέλεσμα. Η μέθοδος είναι πολύ ακριβή και δύσκολη στη χρήση.

Χαρακτηριστικά απολύμανσης λυμάτων με υπεριώδες φως

Στο παράδειγμα αυτής της μεθόδου, μπορείτε να εξετάσετε την κύρια συσκευή εγκατάστασης και την αρχή χρήσης. Σε οποιαδήποτε έκδοση, υπάρχει μια κύρια μονάδα - μια κάμερα υπεριώδους ή ένας θάλαμος απολύμανσης. Μέσα στη συσκευή δημιουργούνται φασματικά ηλεκτρομαγνητικά κύματα συγκεκριμένης συχνότητας. Το υλικό του θαλάμου είναι από ανοξείδωτο χάλυβα, το οποίο είναι κατάλληλο γιαχρήση στη βιομηχανία τροφίμων. Τα ίδια τα στραγγαλιστικά πηνία βρίσκονται στα λεγόμενα ηλεκτρονικά ερμάρια έρματος. Ο αυτοματισμός παρέχεται από τη μονάδα συστήματος ελέγχου και η μονάδα χημικής πλύσης καλυμμάτων χαλαζία είναι υπεύθυνη για την ομαλή λειτουργία.

Η εγκατάσταση UV για απολύμανση λυμάτων είναι κατάλληλη σχεδόν σε όλες τις περιπτώσεις. Ωστόσο, ένα θολό και πολύ μολυσμένο υγρό μπορεί να καθαριστεί κάπως χειρότερα. Ένα τέτοιο νερό παρασκευάζεται προκαταρκτικά με άλλες μεθόδους για μετέπειτα επεξεργασία με υπεριώδη ακτινοβολία. Ο προκαταρκτικός καθαρισμός του υγρού από διάφορα μηχανικά εγκλείσματα, έγχρωμα στοιχεία, μύκητες και κυτταρικά τοιχώματα καθιστά δυνατή την αύξηση της αποτελεσματικότητας της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία. Η φιλικότητα προς το περιβάλλον και η ασφάλεια αυτής της μεθόδου επεξεργασίας καθιστούν το υγρό ασφαλές για ανθρώπινη κατανάλωση, καθώς τα χημικά και οργανοληπτικά χαρακτηριστικά παραμένουν αμετάβλητα.

Άλλες μέθοδοι φυσικού καθαρισμού

Οι παρακάτω επιλογές συχνά συνδυάζονται με την υπεριώδη απολύμανση των λυμάτων. Μεταξύ άλλων μεθόδων φυσικού καθαρισμού, υπάρχουν θερμικά φαινόμενα, ηλεκτρικά ρεύματα υψηλών και υπερυψηλών συχνοτήτων, καθώς και υπέρηχοι. Το τελευταίο, για παράδειγμα, καταστρέφει τις κυτταρικές μεμβράνες ιών και βακτηρίων λόγω της υψηλής συχνότητας ταλαντώσεων του εφαρμοζόμενου σήματος. Οι μονάδες υπερήχων λειτουργούν πιο αποτελεσματικά σε συνδυασμό με βακτηριοκτόνα που προστίθενται στο νερό.

Η ακόλουθη μέθοδος είναι γνωστή σε όλους σε επίπεδο νοικοκυριού: το θερμικό αποτέλεσμα λειτουργεί απλά βράζοντας νερό σε ένα βραστήρα. Ο πλήρης θάνατος όλων των πιθανών μικροοργανισμών συμβαίνει μόνο μετά30-40 λεπτά της παρουσίας τους σε υγρό που βράζει. Ωστόσο, αυτή η μέθοδος είναι πολύ δαπανηρή από οικονομική άποψη. Χρειάζεται πολλή ενέργεια για να θερμάνει μεγάλη ποσότητα νερού. Οι ιοί, τα βακτήρια και τα σπόρια τους μπορούν να επιβιώσουν με επιτυχία σε βραστό νερό για σύντομο χρονικό διάστημα.

Η λειτουργία εγκαταστάσεων ηλεκτρικών ρευμάτων υψηλής και υπερυψηλής αγωγιμότητας είναι από πολλές απόψεις παρόμοια με την προηγούμενη μέθοδο. Εδώ, με τον ίδιο τρόπο, επηρεάζονται παθογόνοι μικροοργανισμοί με τη θέρμανση του υγρού. Μια μονάδα απολύμανσης λυμάτων αυτού του τύπου λειτουργεί όπως ένας συμβατικός φούρνος μικροκυμάτων. Οι εξαιρετικά υψηλές συχνότητες των ταλαντώσεων του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου επηρεάζουν αρνητικά την κυτταρική δομή των βακτηρίων και των ιών.

Χημικές μέθοδοι απολύμανσης

Υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός στοιχείων που θα μπορούσαν να καταστρέψουν όλη την οργανική ύλη που ζει σε ένα υγρό με υψηλή απόδοση. Αυτές περιλαμβάνουν ενώσεις βρωμίου και ιωδίου, όζοντος και υπεροξειδίου του υδρογόνου. Ωστόσο, πρώτα απ 'όλα, έρχεται στο μυαλό η χημική απολύμανση των λυμάτων με χλώριο. Αυτή η ουσία χρησιμοποιείται πολύ πιο συχνά από άλλες. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν αέριο χλώριο, υποχλωριώδες ασβέστιο ή νάτριο, διοξείδιο του χλωρίου, χλωριούχο βρώμιο, νιρτάνη, χλωραμίνη ή λευκαντικό. Το κύριο πρόβλημα είναι ότι όλες αυτές οι ουσίες είναι επιβλαβείς για τον ανθρώπινο οργανισμό. Για το λόγο αυτό απαιτείται επιπλέον απολύμανση του νερού μετά την εφαρμογή χλωρίου.

Μπορείτε επίσης να επιλέξετε έναν απαλό καθαρισμό. Το λιγότερο επιβλαβές διοξείδιο του χλωρίου για τον άνθρωποαντιμετωπίζει την καταστροφή ιών και βακτηρίων κάπως χειρότερα από τα ανάλογα. Αν μιλάμε για άλλα στοιχεία και ενώσεις για την απολύμανση των πόσιμων λυμάτων, τότε μπορούμε μόνο να σκεφτούμε το υπερμαγγανικό κάλιο, το υπεροξικό οξύ και παρόμοια χημικά απολυμαντικά. Ωστόσο, οι πολύ αδύναμες βακτηριοκτόνες ιδιότητες δεν τους επιτρέπουν να ανταγωνιστούν το χλώριο και τα παράγωγά του. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται ορισμένα μέταλλα, όπως ενώσεις χαλκού και ασήμι. Είναι σε θέση να απελευθερώνουν ιόντα με βακτηριοκτόνες ιδιότητες. Η αποτελεσματικότητα της απολύμανσης μετάλλων είναι αρκετά χαμηλή και επομένως η μέθοδος χρησιμοποιείται μόνο ως πρόσθετη.

Χαρακτηριστικά της χρήσης ιωδίου και βρωμίου

Οι παραπάνω βακτηριοκτόνοι παράγοντες έχουν χρησιμοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα σε διάφορες ιατρικές εφαρμογές. Ωστόσο, το ίδιο ιώδιο κατανέμεται ελάχιστα στα υγρά από μόνο του, γι' αυτό είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν οργανικές ενώσεις αυτού του στοιχείου στον καθαρισμό και την απολύμανση των λυμάτων. Μετά τη διαδικασία, παραμένει μια πολύ συγκεκριμένη μυρωδιά. Για το λόγο αυτό, συνιστάται η χρήση ιωδίου μόνο για τεχνικό νερό, αλλά όχι για πόσιμο νερό. Σε μεγάλους βιομηχανικούς όγκους, τέτοιες ενώσεις δεν είναι πρακτικές στη χρήση λόγω της χαμηλής κατανομής τους. Το ιώδιο δεν είναι ανθεκτικό στο ηλιακό φως και δεν αντιδρά με την αμμωνία όπως το χλώριο.

Το βρώμιο εμφανίζεται σε πιο ευνοϊκό φως. Είναι μη τοξικό, χωρίς χαρακτηριστική οσμή και απολύτως ακίνδυνο για τον άνθρωπο. Με όλα τα πλεονεκτήματά του, το βρώμιο απαιτεί τη χρήση υψηλότερων συγκεντρώσεων σετον ίδιο όγκο υγρού σε σύγκριση με το ιώδιο. Υψηλή βακτηριοκτόνος απόδοση επιτυγχάνεται λόγω της οξείδωσης της ουσίας. Οι ειδικοί συμβουλεύουν την προσθήκη βρωμίου ή ιωδίου σε μέρη όπου το ίδιο νερό χρησιμοποιείται πολλές φορές. Η υψηλή τοξικότητα των παραπροϊόντων που σχηματίζονται κατά τη διάρκεια της εργασίας εξακολουθεί να μην επιτρέπει τη χρήση αυτών των φθηνών στοιχείων παντού.

απολύμανση με όζον

Η μέθοδος χρησιμοποιείται ενεργά από επιχειρήσεις στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική. Οι ενώσεις του όζοντος αντιμετωπίζουν εύκολα ένα ευρύ φάσμα επιβλαβών ιών, βακτηρίων, μυκήτων και άλλων παθογόνων παραγόντων. Αν μιλάμε για πολύπλοκα συστήματα για την απολύμανση των λυμάτων, τότε αυτή η μέθοδος μπορεί να ονομαστεί τελική ή φινίρισμα. Κατά τη διάρκεια του οζονισμού, το υγρό ήδη φιλτράρεται και υποβάλλεται σε επεξεργασία χρησιμοποιώντας άλλες μεθόδους φυσικού και χημικού καθαρισμού. Μεταξύ των αρνητικών πτυχών της χρήσης αυτής της μεθόδου, μπορεί να σημειωθεί η κακή διαλυτότητα αυτής της τροποποίησης του οξυγόνου στο νερό, ο κίνδυνος έκρηξης των συστατικών και το αυξημένο επίπεδο των απελευθερωμένων τοξινών. Τα υποπροϊόντα που εμφανίζονται ως αποτέλεσμα της διαδικασίας καθαρισμού μπορούν να βλάψουν τον άνθρωπο και το περιβάλλον.

Το σχήμα της συσκευής αποτελείται από έξι κύρια μπλοκ ταυτόχρονα. Η πλήρης λίστα τους δίνεται παρακάτω:

1. Γεννήτριες όζοντος. Βρίσκονται ακριβώς μπροστά από τη δεξαμενή κύριας επεξεργασίας. Παρέχετε αυτό το στοιχείο σε άλλα μπλοκ.
2. Διαμερίσματα για πρωτογενή και δευτερογενή οζονισμό.
3. Αποκλεισμός γιασυσσωρεύσεις της προκύπτουσας λάσπης.
4. Ειδικό φίλτρο άμμου. Συνήθως βρίσκεται μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος διαμερίσματος οζονισμού.
5. Μονάδα επεξεργασίας UV.
6. Φίλτρο προσρόφησης.

Φυσικοχημικές μέθοδοι απολύμανσης

Γενικά, μπορούμε να πούμε ότι το επίπεδο ποιότητας των διαφόρων επιδράσεων στο υγρό συχνά αυξάνεται λόγω της προσθήκης οποιωνδήποτε ουσιών και στοιχείων που έχουν τις απαραίτητες βακτηριοκτόνες ιδιότητες. Μερικές φορές ένα άμεσο ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιείται επίσης σε μια ειδική μονάδα απολύμανσης λυμάτων. Η εκκένωση βρίσκεται σε εξαιρετική επαφή με ιούς και βακτήρια στο υγρό. Η προσθήκη ορισμένων χημικών στοιχείων στο νερό που υπόκειται σε σταθερό ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να προκαλέσει τη διάσπαση των μορίων σε ιόντα. Οι ειδικοί ταξινομούν αυτή τη μέθοδο καθαρισμού ως φυσικοχημική.

Η αποτελεσματική καταστροφή των κυττάρων των παθογόνων μικροοργανισμών επιτυγχάνεται μέσω της συμμετοχής των ίδιων των ιών και των βακτηρίων στη διαδικασία της κυτταρικής διάστασης. Συχνά, πραγματοποιείται επίσης υδρόλυση και ιονισμός του νερού. Η κοινή εργασία των φυσικών και χημικών μεθόδων μπορεί επίσης να εντοπιστεί όταν ένα υγρό θερμαίνεται. Για το καλύτερο επίπεδο απολύμανσης των λυμάτων, οι υψηλές θερμοκρασίες συνδυάζονται με την προσθήκη ορισμένων συστατικών, όπως απλό σαπούνι ή αλισίβα. Σε πιο περίπλοκες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται ήδη ειδικά απολυμαντικά, που έχουν αναπτυχθεί και δοκιμαστεί σε εργαστήρια.

Χρήση βιοκενόζων για καθαρισμό

Σχετικά νέα μέθοδος. Η απολύμανση της ιλύος λυμάτων γίνεται λόγω αναερόβιων και αερόβιων βακτηρίων, τα οποία τροφοδοτούνται από διάφορους βιολογικούς ρύπους. Ειδικά ένζυμα σας επιτρέπουν να διασπάσετε τους παθογόνους μικροοργανισμούς σε απλές χημικές ενώσεις. Μετά από αυτό, τα βακτήρια απορροφούν όλη την οργανική ύλη που βρίσκεται. Οι ειδικοί εκτρέφουν τεχνητά καλλιέργειες τέτοιων «καθαριστών», δημιουργώντας κατάλληλες συνθήκες για την ύπαρξη και την αναπαραγωγή τους. Ο βιότοπος των βακτηρίων είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο φυσικό. Συνήθως αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται μια από τις τελευταίες, όταν το νερό έχει ήδη επεξεργαστεί επαρκώς με υπεριώδη ακτινοβολία, χλωρίωση, οζονισμό ή υπερήχους.

Είναι απλά αδύνατο να επιλέξετε την καλύτερη μέθοδο καθαρισμού που θα μπορούσε να θεωρηθεί καθολική. Ως επί το πλείστον, όλα εξαρτώνται από τον συγκεκριμένο σκοπό του απολυμανθέντος νερού, καθώς και από τα αποτελέσματα χημικών και βακτηριολογικών εργαστηριακών αναλύσεων. Βασικά, επιλέγονται δύο ή τρεις πιο αποτελεσματικές μέθοδοι. Μια ενδιαφέρουσα απόχρωση είναι επίσης ότι τα βακτήρια και οι ιοί μπορούν τελικά να προσαρμοστούν και να αποκτήσουν ανοσία σε ορισμένες επιρροές. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ειδικοί λαμβάνουν τακτικά δείγματα λυμάτων και τα ελέγχουν για επαρκές επίπεδο καθαρισμού από παθογόνους μικροοργανισμούς.