Patogeeni kõrvaldamine veest – tehnoloogiate ja tehnikate

- Sep 25, 2017-

Patogeeni kõrvaldamine veest – tehnoloogiate ja tehnikate

 

Sissejuhatus

Eemaldamiseks patogeenide alkohoolsete veevarustuse juba ammu tunnistanud. Patogeensete saastatusest põhjustada haiguspuhanguid ja aitama taustal haigus kogu maailmas ja enamik tõsiselt mõjutab arengumaades.

 

Käesolevas artiklis me eristada patogeeni tunnused ja annavad ülevaate kõrvaldada või desaktiveerida muidu patogeenide veest, kasutatud lähenemisviisid, võttes kokku meetoditega tõhusust ja rõhutades nende lähedastele puudused. Keskendume eelkõige täiustatud kaasaegne tõhususele patogeeni eemaldamine, sealhulgas Membraanfiltreerimine, nüüd on vastu võetud mitu põhjust kogu maailmas. Uurime filtreerimise eemaldamise patogeenide reovee ja joogivee varustamiseks tõhusust.

 

Patogeenide: allikad ja omadused

 

Patogeenide põhjustada haigusi, bioloogiliste mikroobidest hulka (mis valgu kate DNA või RNA) viirused, bakterid (üherakulised organismid), algloomad (ka üherakuline, kuid erinevad membraani seotud põhilised) ja toksiinid vabaneva vetikad (fotosünteesi uni-rakuline või mitme raku veeloomades).

 

Kahjulikke patogeenide vahemikust kerge äge haigus, kroonilise raske haiguse hukkunu kaudu. Tähtis veetransport (saastunud vee vahendusel ülekandumise) veega pestud (puhastamiseks kasutatud vee kvaliteet on vähemal lugupidamine, ise tegude patogeeni allikas) ja vee baasil (patogeeni või on peremeesorganismi veedab osa selle aja lõppemist vees) haigused tapavad miljoneid aastas. Maailma Terviseorganisatsiooni (WHO) riikide 2,16 miljonit inimest suri kõhulahtisuse haiguste kogu maailmas aastal 2004, millest üle 80% olid väikese sissetulekuga riikides. Koolera, Giardiaas, nakkuslikku hepatiiti, kõhutüüfus, parasiitidevastase ja bacillary dysentries ja bilharzia on mõned rohkem levinud haiguste eest.

 

Kaugelt kõige levinum edastamine on suuline tarbimise marsruudi patogeenide, inimese väljaheitega või uriiniga saastunud vees, vee puhastamise/pesemise ja elava. Kuigi paljud patogeenid võib elada vaid lühikest aega väljaspool inimorganismi, vastupidavamaks bakterite tsüstid ja ootsüstid, koos vahetu patogeeni transpordi, vee edastamine on oluline infektsiooni mehhanism. Loomade väljaheited ja uriin ka sadam tähtis patogeensete liikide (nt leptospiroosi) Kuigi riske, eriti kariloomade, on saadud toksiinide eritumise vette vetikate ja muude mikroorganismide (näiteks Tsüanobakterid). Viimastel aastatel on võimaliku patogeeni saastumist suurenenud maa levinud reoveesetete nõudnud suuremat tähelepanu jääkmuda seda ohtu.

 

Erinevaid vee ravimeetodit võib suurendada ohutust, joogiveega seoses patogeensete saastumist. Ravi efektiivsust mõõdetakse laialdaselt, kasutades Logi eemaldamine väärtus (LRV):

 

LRV=log10(CIN/Cout)

 

Kui ga on määrata patogeeni kontsentratsioon ja Cout on heitvee patogeeni kontsentratsioon.

 

Seega konkreetse patogeeni, LRV 2 kajastab 99% eemaldamine, kuigi LRV 4 kajastab 99,99% eemaldamine.

 

Tõhus patogeeni ravi, eriti teatud näitaja patogeenide madal nakatav annus, tähtsus kajastub tööstusriikides seatud kõrgetele kvaliteedinõuetele. UK veevarustus (vee kvaliteet) määrused (2000), ise siseriikliku rakendamise Euroopa joogivee direktiiv nõuab null kontsentratsioon E. Coli ja enterokokkide ja mikroobide kasvada kolooniad vees kasutajatelt ei ole kõrvalekaldeid kraanid, kuigi USA peamine joogivee eeskirjade alusel vastu null sisalduse piirmäära Cryptosporidium, Giardia lamblia ja kokku kolibakterite.

 

Lähenemisi patogeeni ravi

 

Patogeeni ravi on läheneda kahel viisil: eemaldamise protsesside ja/või inaktiveerimise (desinfitseerimise) protsessides. Nende protsesside ideaalis osa üldises "mitu barjääri" ravi strateegia, mis tagab vee allikas kaitse (kasutades vett esialgse kvaliteedi võimalikult), asjakohane patogeeni väljaviimiseks, hilisema desinfitseerimine, ja lõplik saastumise kaitsestrateegiad vee jaotamise süsteemi.

 

Eemaldamise protsesside kasutada pikaajalise tehnoloogiate ja moodsam ravi. Harilikult, jäme filtrid (kruus, liiv) või muul viisil töötlemine vähendab bruto hägusus (patogeeni populatsioonid on tavaliselt asetatud osakesed), on eriti efektiivne vetikad või algloomad kontsentratsioonid (LRV 2 – 3 on kergesti saavutatav). Lihtne lahendamise tööainemahuteid või Panga filtreerimine pakub soovi korral esmane patogeeni eemaldamine. Ladustamise mitte ainult võimaldab lahendamise, kuid võimaldab ka väljaspool oma vastuvõtva keskkonna bakterite ja viiruste surma aeg. Selline lihtne süsteemid on siiski harva iseenesest piisavad, et täita kõrge patogeeni eemaldamise nõuetele tõhusa kaitse.

 

Enne ravi sageli täiendavad täiustatud selgitusi ravi flokuleerimine või koagulatsiooni ja hilisema settimine. Optimeeritud süsteemid võivad saavutada LRV 1 2 viirused, bakterid ja algloomad. Ülemaailmsel kogemusel on siiski näidanud, et säilitada optimeeritud tingimused on raske ja tulemuseks väga patogeeni eemaldamise efektiivsus. Näiteks tugineb tõhus koagulatsiooni täpne doseerimine ja segamine väga sageli määrata koormusi ja tõhus, hästi kontrollitud setete eemaldamine. Lisaks viiruse eemaldamiseks võib muutuda oluliselt liikide ja variatsiooni ulatus (poolt nii palju kui LRV 2) mõjutavad ka koagulanti tüüp. Suurem LRV on suur patogeeni pakuvad üldiselt saavutatakse kasutades kõrge maksumääraga clarifiers, kuigi otse ettevaatlik probleemsete valdkondade vetikad on eemaldatud, mitte nii et lõhkuda vetikate rakkude ja luba toksiini vabastada. Lahustunud õhu hõljumine on sobiv alternatiiv vetikate eemaldamine (LRV paljude liikide 1 ja 2) ja on ka tõhus moodus Cryptosporidium oocyst eemaldamine (LRV 2 2.6). Patogeeni eemaldamise kaudu filtreerimist käsitletakse üksikasjalikumalt allpool.

 

Patogeenide desinfitseerimine (inaktiveerimise) on teine oluline lähenemisviis. Skemaatiliselt oksüdatiivse, soojuse võiUVravi kasutatakse; oksüdatsiooni reageerib orgaanilisi struktuuri patogeeni, kuumus tapab patogeenide ületas termilise hälbed, kuigiUVmehhanismi kaudu, mis lõpuks piirab replikatsiooni häirib rakkude geneetilise materjali.

 

Oksüdatiivne desinfitseerimise tõhusust on konkreetsete liikide ja järgib üldiselt kontaktisiku-annuse suhe fikseeritud tingimustel. Paljud oksüdeerijad on kloori baasil (gaasilist kloori, monochloramine, naatriumhüpokloriti, kloordioksiid) Kuigi osoon on üks mitmeid alternatiive. Kuigi üksikasjalik arutelu on väljaspool käesoleva artikli reguleerimisala, desinfitseerimise tõhusust (väljendatakse üldjuhul nõutav aeg-annus toodete mõjutada antud LRV) sõltuvad oluliselt oksüdeerijad ja mõjutab vee hägusus, pH ja temperatuuri. Arvesse tuleb võtta ettevõtjate valides sobiva oksüdantide sisaldavad taimede vastupidavust ja söövitav ohtlike ainetega kokkupuutuvate töötajate vajaminev kogus ja nendega seotud ladustamise ja stabiilsuse omadused on oksüdeerijad.

 

Siiani on peamiselt joogivee nõuetele kui väga kõrge patogeeni ravi tõhusust on vaja. Muudel juhtudel madalama taseme patogeeni eemaldamine võib olla piisav, näiteks kui eesmärk on kaitsta raadiosagedustundlikes keskkondades patogeeni saastumise, tuginedes järgnevad keskkonna self-purification lõpule viia. Näiteks siis, kui heitvee on väljutatavad piirkonnad Euroopa suplusvee vetes direktiivi (2006/07/EÜ) ja Klassifitseerimine sõltub mõõdetud keskkonna E. Coli ja enterokokkide kontsentratsiooni, kanalisatsiooni ravi võivad olla kohustatud patogeeni heidet pinnavette. Nõuded võivad olla erinevad taotlus sisemaale või rannikuveelõik. Samuti uus direktiiv karpide (kasvatamine) veed direktiivi (2006/113/EÜ) juhised vastuvõetav kolibakterite sisaldus karpide koristatud kindlaksmääratud piirkondades. Mujal, uuendas on USEPA suunised tõhustatud pinna puhastamise eeskirjad, põhieesmärk on põhjavee tarnete patogeensete saastumist jäätmehoidlasse pinnavee kaitse. Ettevõtjad peavad sellisel juhul hinnata nende töötlemise süsteemi patogeeni tõhusus seoses nende sissevoolav saastuda.

 

Täiustatud patogeeni eemaldamise tehnoloogiad

 

Kruusa ja liiva filtratsiooni aeglane võib ainult kulutasuv tehnoloogia saavutada patogeeni eemaldamist teatud juhtudel. Sõltuvalt voolukiirused, kandja suuruse ja püsivuse ja filter voodi sügavus, saab need süsteemid väga tõhusalt (joonis 1). Laiaulatuslik LRV's kuni 5 on kirjeldatud katsed, kuigi USA kogemus näitab kokku kolibakterite LRV kuni 2,3 ja väga tõhus Giardia eemaldamine (LRV ca. 4) liiva filtrid, eriti pärast mikrobioloogiliste filmide meedia. Kuid ravivõimalused võib olla madal ja patogeenide eemaldamise efektiivsus võib olla väga erinev; Cryptosporidium eemaldamine eriti on üldiselt osutunud suhteliselt halb (LRV sageli<>

 

Odav süsteemid suudavad tõhus patogeeni taandamisele, kui on õigesti ehitatud. Mitu väikest puhastid, Hispaania ja Kanaari saartel (parandada Coastal & Recreational vetes projekt, ICREW) juures näidata taimedest on võimelised vastama mikrobioloogilistele nõuetele ujumine ja parlamendihoone Kanalisatsiooni (71/271/EMÜ) direktiivide kasutades erinevaid tavapäraste (nt laiendatud õhutamist, pöörlevad bioloogilise kontaktori, jookseb filter) ja tavapärasest (stabiliseerimis tiigid, turba filtrid, anaeroobsed tiigid koos jookseb filter) tehnoloogiaid.

USA-s hinnanguliselt 25% elanikkonnast kasutab mingisugune Veespordi ravi süsteemi, kuid patogeensete saastumine võib tekitada. Tavapäraste Pangaautomaat süsteemid üldiselt töötavad koos plug-voolu liikumise kaudu puhastussüsteemi raskuse ümberpaigutamise teel. Probleeme võib tekkida maksimaalse voolu korral tulemuseks kehv ravi tõhusust, potentsiaalselt teravnenud tank või torustiku terviklikkuse rikkumise, eriti siis, kui pärast unconfined põhjaveekihis paigutatud. Parem kohapeal ravi täiendada aeg manustamist süsteemide tasakaalustamiseks hüdrauliline säilitamise aeg, kus töötab filter mitmesuguste (liiva, turba, tekstiil). Kus väikesemahulise eritöötlust süsteem on paigaldatud, väikeUV desinfitseerimise ühikutsaadaval ka saavutada kõrge kvaliteediga ravi.

 

Membraani on hakanud levima nii ehitatud uued vee puhastid ja helkuritega varustatud olemasoleva. Membraani on kasvanud elujõuline kanalisatsiooni ravi lähenemisviisi esile viimasel kümnendil nagu tehnoloogia paranenud membraani ebaühtlus, süsteemi usaldusväärsust ja kulutasuvust. Paljudel juhtudel membraani filtreerimissüsteem esmane eesmärk on eemaldada hõljumi ja keemiline hapnikutarve (KHT) vastama rangetele heakskiidu nõus. Suurus tõrjutuse võimalustest ultrafiltratsiooni () ning microfiltration (MF)UF) membraanide näitab samaaegne patogeeni eemaldamine (joonis 2).

 

MF eemaldab vetikad, algloomad ja palju baktereid tõhusalt (nt 4-7 Giardia ja Cryptosporidium, kasutades 0,1 μm membraani LRV), eelkõige alla katse tingimused, kuid sooritab tegevuse tingimustel halvemini kui membraanid on tõhusalt puhastada bakterite kasvu. Viiruse eemaldamiseks poolt MF on halb, kuigi lihtne poori suurusega kaalutlustest kui viiruse liigid on tugevalt seotud osakesed oodatust paremini. Seetõttu kehtib tõhus viiruse eemaldamiseUFtavaliselt nõutakse. Viiruse eemaldamise teelUFon tõhusam ning madalama molekulmassiga cut-off kile on nagu võti eemaldamine on füüsilise tõrjutuse (mikrofilmile koostise mõju on teisejärguline). Tähtsam, patogeeni tõhusus ei sõltu määrata kvaliteedi ja teisi tööparameetreid, kergesti on vahemikus LRV 4 7 peamiste patogeenide suhtes.

 

Membraani filtreerimise abilUFpatogeenide väga kõrge oksüdatiivse keemilise desinfitseerimise saavutada tõhusalt eemaldada ning see ei seotud probleeme ja maksab talletataks ja söövitavad ained. Siiski märkimisväärseid probleeme tekkida membraani terviklikkust ei (kiudude rebend, membraan on kriimustatud, jne) kui patogeeni tõhusus võib oluliselt halveneda. Jõuline membraani materjalide väljatöötamine võidab see probleem, kuid tõhusa järelevalve terviklikkuse probleemide tuvastamiseks heitvee jääb oluline osa on MF /UFtöötlemise süsteem. Otsene (nt surve, testimine) või kaudne (nt osakeste seire) testimise lähenemist kasutatud edukalt terviklikkust. Alkohoolsete veevarustuse veel tuleb saavutada teisese desinfitseerimine pärast membraani desinfitseerimine.

 

Kvaliteetne tarne rakendused, nanofiltration (NF) või Pöördosmoos (RO) koosUV desinfitseerimiseon välja kujunenud. Tavaliselt, MF /UFeeltöötlus kasutatakse tavaliselt hõivatud piirata aine loomine NF/RO membraani oksüdatiivse desinfitseerimine.UV-B võiUV-C kerge on parim haigusetekitaja inaktiveerimise (200-310 nm) umbes 30 mWscm-2 sobib kõigile, kuid kõige vastupidavamaks kasutati ka viirused.

 

Järeldused

 

Haigustekitajate vee töötlemisel kasutab haigusetekitaja inaktiveerimise ja kõrvaldamise protsessid. Mitmesuguseid tehnoloogiaid, paljud väljakujunenud, saavutada üldine patogeeni kõrvaldamise strateegia, millega on sobivus ettenähtud otstarbeks. Joogivee rakenduste oodatud kõrgeim eemaldamise efektiivsus on mitu barjääri lähenemisviisi kasutades. Lihtne meediamängija filtreerimise saab osaks edukas strateegia kui nõuetekohaselt rakendatud ja järgitud, kuigi tänapäevaUFvõi RO tehnoloogia pakub kiire alternatiiv; inaktiveerimise on vaja luua ja säilitada desinfitseerimine. Üldise reovee vooluhulk rakendused, MF võiUFon elujõuline lähenemisviisi tõhus patogeeni eemaldamise samaaegselt teisi vee ravi eesmärke.