Khử trùng nước thải: các phương pháp và tính năng của chúng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Hiện tại không có phương pháp chung duy nhất. Việc lựa chọn một phương pháp khử trùng nước thải phù hợp phụ thuộc vào kết quả của các xét nghiệm sơ bộ trong phòng thí nghiệm. Các phương pháp khác nhau được sử dụng trong hệ thống thoát nước tư nhân, công nghiệp và công cộng.

Mức độ làm sạch cần thiết

Trong một số trường hợp, chỉ cần lọc nước đến kỹ thuật là đủ. Một số ngành công nghiệp có thể đơn giản hóa các cơ chế làm sạch. Điều này thường xảy ra ở các nhà máy mà mức độ ô nhiễm sinh học không đến mức nghiêm trọng. Các quy trình lọc ban đầu, bất kể đối tượng và mục đích cuối cùng của nước, nói chung là giống nhau. Sự khác biệt chỉ bắt đầu trong giai đoạn cuối cùng, khi mức độ thanh lọc cần thiết được xác định.

Ví dụ, các yêu cầu rất khác nhau ngày nay được đặt ra đối với việc khử trùng nước thải trong quá trình chuyển hóa nước thải sinh hoạt và chất lỏng từ các nguồn tự nhiên thành nước uống sạch. Một số quy tắc và tiêu chuẩn vệ sinh bắt buộc đã được tuân thủ ở đây. Nói chung, thủ tục trở nên phức tạp và tốn kém hơn nhiều. Vì lý do này, mỗi thành phố hoặc vệ sinh công nghiệpTrạm có phòng thí nghiệm riêng, nơi các chuyên gia thường xuyên theo dõi chất lượng lọc nước.

Phương pháp thực tế

Mục đích của các thủ tục này là giảm nguy cơ mắc các bệnh truyền nhiễm hàng loạt, cũng như loại bỏ các yếu tố tiên quyết gây ra tác động tiêu cực đến sức khỏe của người dân. Tất cả các phương pháp khử trùng nước thải có thể được chia thành bốn nhóm lớn.

1. Làm sạch vật lý. Bao gồm tiếp xúc với nước bởi bức xạ điện từ hoặc điện.
2. Làm sạch bằng hóa chất. Công việc chính được thực hiện thông qua việc giới thiệu các yếu tố và kết nối khác nhau.
3. Làm sạch bằng hóa lý. Nó ngụ ý việc sử dụng các phương pháp lọc chung.
4. Xử lý sinh học. Được trình bày bằng các phương pháp thu nhỏ sinh học tự nhiên và nhân tạo.

Như thực tế cho thấy, việc sử dụng liên tiếp các phương pháp làm sạch khác nhau cho thấy hiệu quả cao nhất. Nếu có nhu cầu, thì không chỉ bản thân nước được khử trùng mà còn cả các vật thể tiếp xúc trực tiếp với nó, ví dụ, thiết bị phẫu thuật, vật liệu và thiết bị trong ngành công nghiệp thực phẩm và sinh hóa. Đối với các nhu cầu kỹ thuật, các phương pháp làm sạch khắc nghiệt hơn được phép.

Khử trùng bức xạ vật lý

Nhóm tùy chọn này được coi là khá đơn giản và không tốn kém để vận hành. Thường được sử dụng nhất là các thiết bị hồng ngoại và ion hóa, cũng như các thiết bị phát tia UV. Khử trùng nước thải với sự trợ giúp củaCác loại thiết bị này ảnh hưởng trực tiếp đến DNA của vi sinh vật sống trong chất lỏng. Bức xạ tia cực tím không thể nhìn thấy đối với mắt người, tuy nhiên, tác động trực tiếp của sóng có bước sóng khoảng 255 nm sẽ phá hủy cấu trúc của tất cả vi khuẩn và vi rút nguy hiểm tiềm tàng.

Một trong những ưu điểm của phương pháp này là không có các tác động tiêu cực còn sót lại. Chi phí thiết bị thấp đã dẫn đến thực tế là phương pháp làm sạch này đã trở thành một trong những phương pháp làm sạch phổ biến nhất trong ngành. Trong một số trường hợp, khử trùng nước thải bằng tia cực tím được kết hợp với việc tiếp xúc với ánh nắng trực tiếp. Sục khí cưỡng bức trong ao ngoài trời cũng giúp ngăn chặn sự sinh sản của vi sinh vật và tiêu diệt chúng.

Bức xạ hồng ngoại được coi là một phương pháp gián tiếp, vì nó không có tác dụng diệt khuẩn. Khử trùng chất lỏng xảy ra do sự nóng lên của các vật thể vật lý và sự tích tụ các chất gây ô nhiễm khác nhau. Bức xạ ion hóa chỉ được sử dụng trong những trường hợp mà các lựa chọn khác không mang lại kết quả mong muốn. Phương pháp này rất tốn kém và khó sử dụng.

Tính năng khử trùng nước thải bằng tia cực tím

Trên ví dụ của phương pháp này, bạn có thể xem xét thiết bị cài đặt chính và nguyên tắc sử dụng. Trong bất kỳ phiên bản nào, có một đơn vị chính - một máy ảnh tia cực tím hoặc một buồng khử trùng. Các sóng điện từ phổ có tần số nhất định được tạo ra bên trong thiết bị. Vật liệu buồng là thép không gỉ, phù hợp vớisử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Bản thân các chấn lưu được đặt trong cái gọi là tủ chấn lưu điện tử. Tự động hóa được cung cấp bởi đơn vị hệ thống điều khiển và đơn vị rửa hóa chất các nắp thạch anh chịu trách nhiệm vận hành trơn tru.

Việc lắp đặt tia cực tím để khử trùng nước thải phù hợp trong hầu hết các trường hợp. Tuy nhiên, chất lỏng bị vẩn đục và bị ô nhiễm nặng có thể được làm sạch hơi tệ hơn. Nước như vậy được chuẩn bị sơ bộ bằng các phương pháp khác để xử lý tiếp theo bằng bức xạ tia cực tím. Việc làm sạch sơ bộ chất lỏng khỏi các tạp chất cơ học khác nhau, các nguyên tố có màu, nấm và thành tế bào giúp tăng hiệu quả của việc tiếp xúc với tia cực tím. Tính thân thiện với môi trường và an toàn của phương pháp xử lý này làm cho chất lỏng an toàn cho người tiêu dùng, vì các đặc tính hóa học và cảm quan không thay đổi.

Các phương pháp làm sạch vật lý khác

Các phương án dưới đây thường được kết hợp với khử trùng nước thải bằng tia cực tím. Trong số các phương pháp làm sạch vật lý khác, có các hiệu ứng nhiệt, dòng điện có tần số cao và siêu cao, cũng như siêu âm. Ví dụ, loại thứ hai phá hủy màng tế bào của vi rút và vi khuẩn do tần số dao động cao của tín hiệu được áp dụng. Các đơn vị siêu âm hoạt động hiệu quả nhất khi kết hợp với các chất diệt khuẩn được thêm vào nước.

Phương pháp sau đây quen thuộc với mọi người ở cấp độ gia đình: hiệu ứng nhiệt hoạt động đơn giản bằng cách đun sôi nước trong một ấm đun nước. Cái chết hoàn toàn của tất cả các vi sinh vật có thể xảy ra chỉ sau khi30-40 phút hiện diện của chúng trong chất lỏng sôi. Tuy nhiên, phương pháp này quá tốn kém về mặt tài chính. Cần rất nhiều năng lượng để làm nóng một lượng nước lớn. Vi rút, vi khuẩn và bào tử của chúng có thể tồn tại thành công trong nước sôi trong một thời gian ngắn.

Việc vận hành lắp đặt dòng điện có độ dẫn điện cao và siêu cao theo nhiều cách tương tự như phương pháp trước đây. Ở đây, theo cách tương tự, các vi sinh vật gây bệnh bị ảnh hưởng khi đun nóng chất lỏng. Một nhà máy khử trùng nước thải loại này hoạt động giống như một lò vi sóng thông thường. Tần số cực cao của dao động trường điện từ ảnh hưởng xấu đến cấu trúc tế bào của vi khuẩn và vi rút.

Phương pháp khử trùng bằng hóa chất

Có một số lượng lớn các nguyên tố có thể phá hủy tất cả các chất hữu cơ sống trong chất lỏng với hiệu suất cao. Chúng bao gồm các hợp chất của brom và iot, ozon và hydrogen peroxide. Tuy nhiên, trước hết, cần phải lưu ý đến việc khử trùng nước thải bằng hóa chất bằng clo. Chất này được sử dụng thường xuyên hơn nhiều so với những chất khác. Có thể sử dụng khí clo, canxi hoặc natri hypoclorit, clo điôxít, bromua clorua, nirtan, cloramin hoặc chất tẩy trắng. Vấn đề chính là tất cả những chất này đều có hại cho cơ thể con người. Vì lý do này, cần phải khử trùng thêm nước sau khi sử dụng clo.

Bạn cũng có thể chọn cách làm sạch nhẹ nhàng. Chlorine dioxide ít gây hại nhất cho con ngườiđối phó với sự phá hủy của vi rút và vi khuẩn có phần kém hơn so với các chất tương tự. Nếu chúng ta nói về các nguyên tố và hợp chất khác để khử trùng nước thải sinh hoạt, thì chúng ta chỉ có thể nghĩ đến thuốc tím, axit peracetic và các chất khử trùng hóa học tương tự. Tuy nhiên, tính chất diệt khuẩn rất yếu không cho phép chúng cạnh tranh với clo và các dẫn xuất của nó. Đôi khi một số kim loại được sử dụng, chẳng hạn như hợp chất đồng và bạc. Chúng có thể giải phóng các ion có đặc tính diệt khuẩn. Hiệu quả khử trùng kim loại khá thấp, và do đó phương pháp này chỉ được sử dụng như một phương pháp bổ sung.

Tính năng của việc sử dụng iốt và brom

Các chất diệt khuẩn trên đã được sử dụng từ lâu trong các ứng dụng y tế khác nhau. Tuy nhiên, iốt tương tự lại phân bố kém trong chất lỏng, đó là lý do tại sao cần sử dụng các hợp chất hữu cơ của nguyên tố này trong quá trình thanh lọc và khử trùng nước thải. Sau khi làm thủ tục, một mùi rất đặc trưng vẫn còn. Vì lý do này, chỉ nên sử dụng iốt cho nước kỹ thuật chứ không dùng cho nước uống. Trong khối lượng công nghiệp lớn, các hợp chất như vậy là không thực tế để sử dụng do phân bố thấp của chúng. Iốt không chịu được ánh sáng mặt trời và không phản ứng với amoniac như clo.

Brom xuất hiện trong điều kiện ánh sáng thuận lợi hơn. Nó không độc hại, không có bất kỳ mùi đặc trưng nào và hoàn toàn vô hại đối với con người. Với tất cả những ưu điểm của nó, brôm đòi hỏi phải sử dụng nồng độ cao hơn trêncùng khối lượng chất lỏng so với iot. Hiệu suất diệt khuẩn cao đạt được nhờ quá trình oxy hóa của chất. Các chuyên gia khuyên nên bổ sung brom hoặc iốt ở những nơi sử dụng cùng một loại nước nhiều lần. Tính độc hại cao của các sản phẩm phụ được hình thành trong quá trình làm việc vẫn không cho phép sử dụng các nguyên tố rẻ tiền này ở khắp mọi nơi.

Khử trùng bằng ozone

Phương pháp được sử dụng tích cực bởi các doanh nghiệp ở Châu Âu và Bắc Mỹ. Các hợp chất ozone dễ dàng đối phó với nhiều loại vi rút, vi khuẩn, nấm và mầm bệnh có hại. Nếu chúng ta nói về các hệ thống phức tạp để khử trùng nước thải, thì phương pháp này có thể được gọi là cuối cùng hoặc hoàn thiện. Trong quá trình ozon hóa, chất lỏng đã được lọc kỹ và xử lý bằng các phương pháp làm sạch vật lý và hóa học khác. Trong số các khía cạnh tiêu cực của việc sử dụng phương pháp này, người ta có thể lưu ý đến khả năng hòa tan kém của quá trình biến đổi oxy này trong nước, nguy cơ nổ các thành phần và tăng mức độ độc tố được giải phóng. Các sản phẩm phụ xuất hiện do quy trình làm sạch có thể gây hại cho con người và môi trường.

Sơ đồ của thiết bị bao gồm sáu khối chính cùng một lúc. Danh sách đầy đủ của họ được đưa ra dưới đây:

1. Máy tạo ôzôn. Chúng được đặt ngay trước bể xử lý sơ cấp. Cung cấp phần tử này cho các khối khác.
2. Khoang để ozon hóa chính và phụ.
3. Chặn chotích tụ của bùn tạo thành.
4. Lọc cát đặc biệt. Thường nằm giữa ngăn ozon hóa chính và phụ.
5. đơn vị xử lý UV.
6. Bộ lọc hấp thụ.

Phương pháp khử trùng hóa lý

Nói chung, chúng ta có thể nói rằng mức chất lượng của các tác động khác nhau lên chất lỏng thường tăng lên do việc bổ sung bất kỳ chất và nguyên tố nào có đặc tính diệt khuẩn cần thiết. Đôi khi dòng điện một chiều cũng được sử dụng trong thiết bị khử trùng nước thải đặc biệt. Chất lỏng tiếp xúc tuyệt vời với vi rút và vi khuẩn trong chất lỏng. Việc bổ sung một số nguyên tố hóa học vào nước có dòng điện không đổi có thể làm cho các phân tử phân ly thành ion. Các chuyên gia phân loại phương pháp làm sạch này là phương pháp hóa lý.

Tiêu diệt hiệu quả tế bào của vi sinh vật gây bệnh thông qua sự tham gia của chính virus và vi khuẩn vào quá trình phân ly tế bào. Thông thường, quá trình thủy phân và ion hóa nước cũng được thực hiện. Công việc chung của các phương pháp vật lý và hóa học cũng có thể được xác định khi chất lỏng được làm nóng. Để khử trùng nước thải ở mức độ tốt nhất, nhiệt độ cao được kết hợp với việc bổ sung một số thành phần nhất định, chẳng hạn như xà phòng hoặc dung dịch kiềm đơn giản. Trong những trường hợp phức tạp hơn, các chất khử trùng đặc biệt, được phát triển và thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm, đã được sử dụng.

Sử dụng biocenose để làm sạch

Phương pháp tương đối mới. Khử trùng bùn nước thải xảy ra do vi khuẩn kỵ khí và hiếu khí, được ăn bởi các chất gây ô nhiễm sinh học khác nhau. Các enzym đặc biệt cho phép bạn phân hủy các vi sinh vật gây bệnh thành các hợp chất hóa học đơn giản. Sau đó, vi khuẩn hấp thụ tất cả các chất hữu cơ được tìm thấy. Các nhà chuyên môn nuôi cấy nhân tạo các loại "chất tẩy rửa" như vậy, tạo điều kiện thích hợp cho sự tồn tại và sinh sản của chúng. Môi trường sống của vi khuẩn càng gần với tự nhiên càng tốt. Thông thường phương pháp này được sử dụng một trong những phương pháp cuối cùng, khi nước đã được xử lý đủ bằng bức xạ cực tím, khử trùng bằng clo, ozon hóa hoặc siêu âm.

Đơn giản là không thể chọn phương pháp làm sạch tốt nhất được coi là phổ biến. Phần lớn, mọi thứ phụ thuộc vào mục đích cụ thể của nước được khử trùng, cũng như kết quả phân tích hóa học và vi khuẩn trong phòng thí nghiệm. Về cơ bản, hai hoặc ba phương pháp hiệu quả nhất được chọn. Một sắc thái thú vị cũng là vi khuẩn và vi rút cuối cùng có thể thích nghi và trở nên miễn dịch với một số ảnh hưởng nhất định. Đó là lý do tại sao các chuyên gia thường xuyên lấy mẫu nước thải và kiểm tra xem có đủ mức độ lọc sạch khỏi vi sinh vật gây bệnh hay không.