การฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสีย: วิธีการและคุณสมบัติ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ขณะนี้ยังไม่มีวิธีสากลวิธีเดียว การเลือกวิธีการฆ่าเชื้อในน้ำเสียที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับผลการทดสอบในห้องปฏิบัติการเบื้องต้น มีการใช้วิธีการต่างๆ ในท่อระบายน้ำส่วนตัว ทางอุตสาหกรรม และสาธารณะ

ระดับการทำความสะอาดที่ต้องการ

ในบางกรณีก็เพียงพอที่จะกรองน้ำถึงระดับเทคนิค อุตสาหกรรมบางประเภททำให้กลไกการทำความสะอาดง่ายขึ้น ซึ่งมักเกิดขึ้นในโรงงานที่ระดับการปนเปื้อนทางชีวภาพไม่สำคัญ ขั้นตอนการกรองเบื้องต้น โดยไม่คำนึงถึงวัตถุและวัตถุประสงค์สุดท้ายของน้ำ โดยทั่วไปจะเหมือนกัน ความแตกต่างเริ่มต้นเฉพาะในขั้นตอนสุดท้าย เมื่อกำหนดระดับการทำให้บริสุทธิ์ที่ต้องการ

ตัวอย่างเช่น ข้อกำหนดที่แตกต่างกันอย่างมากในปัจจุบันถูกกำหนดไว้สำหรับการฆ่าเชื้อน้ำเสียในการเปลี่ยนน้ำเสียและของเหลวจากแหล่งธรรมชาติให้เป็นน้ำดื่มสะอาด มีการปฏิบัติตามกฎและบรรทัดฐานด้านสุขอนามัยที่จำเป็นจำนวนหนึ่งแล้ว โดยทั่วไปขั้นตอนจะซับซ้อนและมีราคาแพงกว่ามาก ด้วยเหตุนี้ทุกเมืองหรืออุตสาหกรรมทำความสะอาดสถานีมีห้องปฏิบัติการของตัวเอง ซึ่งผู้เชี่ยวชาญจะคอยตรวจสอบคุณภาพการกรองน้ำอย่างสม่ำเสมอ

วิธีการจริง

วัตถุประสงค์ของขั้นตอนเหล่านี้คือการลดความเสี่ยงของโรคติดเชื้อจำนวนมาก เช่นเดียวกับการกำจัดข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับผลกระทบด้านลบต่อสุขภาพของผู้คน วิธีการฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสียทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มใหญ่

1. ทำความสะอาดร่างกาย. รวมการสัมผัสกับน้ำโดยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหรือไฟฟ้า
2. ล้างสารเคมี. งานหลักทำผ่านการแนะนำองค์ประกอบและการเชื่อมต่อต่างๆ
3. ทำความสะอาดกายภาพ-เคมี. หมายถึงการใช้วิธีการกรองร่วม
4. การบำบัดทางชีวภาพ. นำเสนอโดยวิธี biocenosis ตามธรรมชาติและเทียม

ตามแนวทางปฏิบัติ การใช้วิธีการทำความสะอาดแบบต่างๆ อย่างต่อเนื่องแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพสูงสุด หากมีความจำเป็น ไม่เพียงแต่น้ำจะถูกฆ่าเชื้อเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัตถุที่สัมผัสโดยตรงกับน้ำ เช่น อุปกรณ์ผ่าตัด วัสดุและอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมอาหารและชีวเคมี สำหรับความต้องการด้านเทคนิค อนุญาตให้ใช้วิธีทำความสะอาดที่รุนแรงกว่านี้ได้

การฆ่าเชื้อด้วยรังสีทางกายภาพ

ตัวเลือกกลุ่มนี้ถือว่าค่อนข้างง่ายและราคาไม่แพงในการดำเนินการ ที่ใช้กันมากที่สุดคืออุปกรณ์อินฟราเรดและไอออไนซ์ เช่นเดียวกับตัวปล่อยรังสียูวี การฆ่าเชื้อน้ำเสียด้วยความช่วยเหลือของสุดท้ายอุปกรณ์ประเภทนี้ส่งผลโดยตรงต่อ DNA ของจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในของเหลว รังสีอัลตราไวโอเลตมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์ อย่างไรก็ตาม การกระแทกโดยตรงของคลื่นที่มีความยาวคลื่นประมาณ 255 นาโนเมตร ทำลายโครงสร้างของแบคทีเรียและไวรัสที่อาจเป็นอันตรายทั้งหมด

ข้อดีอย่างหนึ่งของวิธีนี้คือไม่มีผลตกค้างที่เป็นลบ อุปกรณ์ที่มีต้นทุนต่ำทำให้วิธีการทำความสะอาดนี้ได้รับความนิยมสูงสุดวิธีหนึ่งในอุตสาหกรรม ในบางกรณี ยูวีฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสียรวมกับการสัมผัสกับแสงแดดโดยตรง การเติมอากาศแบบบังคับในบ่อน้ำกลางแจ้งยังช่วยหยุดการแพร่พันธุ์ของจุลินทรีย์และทำลายพวกมัน

รังสีอินฟราเรดถือเป็นวิธีการทางอ้อม เนื่องจากไม่มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย การฆ่าเชื้อด้วยของเหลวเกิดขึ้นเนื่องจากความร้อนของวัตถุทางกายภาพและการสะสมของสารปนเปื้อนต่างๆ การแผ่รังสีไอออไนซ์จะใช้เฉพาะในกรณีที่ตัวเลือกอื่นไม่ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการเท่านั้น วิธีการนี้มีราคาแพงมากและใช้งานยาก

คุณสมบัติในการฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสียด้วยแสงอัลตราไวโอเลต

ในตัวอย่างของวิธีนี้ คุณสามารถพิจารณาอุปกรณ์การติดตั้งหลักและหลักการใช้งานได้ ในเวอร์ชันใด ๆ มียูนิตหลัก - กล้องอัลตราไวโอเลตหรือห้องฆ่าเชื้อ คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสเปกตรัมของความถี่หนึ่งถูกสร้างขึ้นภายในอุปกรณ์ วัสดุห้องเป็นสแตนเลสซึ่งเหมาะสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร บัลลาสต์เองตั้งอยู่ในตู้บัลลาสต์อิเล็กทรอนิกส์ที่เรียกว่า ระบบอัตโนมัติจัดทำโดยชุดระบบควบคุม และหน่วยสำหรับการล้างสารเคมีของฝาครอบควอตซ์มีหน้าที่ในการทำงานที่ราบรื่น

ติดตั้งยูวีสำหรับฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสียเหมาะเกือบทุกกรณี อย่างไรก็ตาม ของเหลวที่ขุ่นและปนเปื้อนอย่างหนักสามารถทำความสะอาดได้ค่อนข้างแย่กว่านั้น น้ำดังกล่าวเตรียมเบื้องต้นโดยวิธีอื่นเพื่อการบำบัดในภายหลังด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต การทำให้ของเหลวบริสุทธิ์ในเบื้องต้นจากการรวมตัวทางกลไกต่างๆ องค์ประกอบที่มีสี เชื้อรา และผนังเซลล์ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของการสัมผัสรังสียูวีได้ ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัยของวิธีการประมวลผลนี้ทำให้ของเหลวปลอดภัยสำหรับการบริโภคของมนุษย์ เนื่องจากลักษณะทางเคมีและทางประสาทสัมผัสยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

วิธีทำความสะอาดร่างกายแบบอื่นๆ

ตัวเลือกด้านล่างมักใช้ร่วมกับการฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสียด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต ในบรรดาวิธีการทำความสะอาดทางกายภาพอื่นๆ มีทั้งผลกระทบจากความร้อน กระแสไฟฟ้าที่มีความถี่สูงและสูงพิเศษ เช่นเดียวกับอัลตราซาวนด์ ตัวอย่างเช่นหลังทำลายเยื่อหุ้มเซลล์ของไวรัสและแบคทีเรียเนื่องจากความถี่ของการสั่นของสัญญาณที่ใช้สูง หน่วยอัลตราโซนิกทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุดร่วมกับสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่เติมลงในน้ำ

ทุกคนในครอบครัวคุ้นเคยกับวิธีต่อไปนี้: เอฟเฟกต์ความร้อนทำงานโดยการต้มน้ำในกาต้มน้ำ การตายโดยสมบูรณ์ของจุลินทรีย์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะเกิดขึ้นหลังจากการปรากฏตัวของพวกเขา 30-40 นาทีในของเหลวเดือด อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีราคาแพงเกินไปจากมุมมองทางการเงิน ใช้พลังงานเป็นจำนวนมากเพื่อให้ความร้อนแก่น้ำปริมาณมาก ไวรัส แบคทีเรีย และสปอร์ของพวกมันสามารถอยู่รอดได้สำเร็จในน้ำเดือดในช่วงเวลาสั้นๆ

การทำงานของการติดตั้งกระแสไฟฟ้าที่มีค่าการนำไฟฟ้าสูงและสูงมากเป็นพิเศษนั้นคล้ายคลึงกับวิธีการก่อนหน้านี้หลายวิธี ในทำนองเดียวกันจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคได้รับผลกระทบจากการให้ความร้อนกับของเหลว โรงบำบัดน้ำเสียประเภทนี้ทำงานเหมือนกับเตาอบไมโครเวฟทั่วไป ความถี่สูงพิเศษของการสั่นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าส่งผลเสียต่อโครงสร้างเซลล์ของแบคทีเรียและไวรัส

วิธีฆ่าเชื้อด้วยสารเคมี

มีองค์ประกอบจำนวนมากที่สามารถทำลายอินทรียวัตถุทั้งหมดที่อาศัยอยู่ในของเหลวที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งรวมถึงสารประกอบของโบรมีนและไอโอดีน โอโซน และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ อย่างไรก็ตาม ก่อนอื่นต้องคำนึงถึงการฆ่าเชื้อด้วยสารเคมีในน้ำเสียด้วยคลอรีน สารนี้ใช้บ่อยกว่าสารอื่นมาก สามารถใช้ก๊าซคลอรีน แคลเซียมหรือโซเดียมไฮโปคลอไรท์ คลอรีนไดออกไซด์ โบรมีนคลอไรด์ นิรแทน คลอรามีน หรือสารฟอกขาวได้ ปัญหาหลักคือสารเหล่านี้ทั้งหมดเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ ด้วยเหตุนี้ จึงต้องมีการฆ่าเชื้อในน้ำเพิ่มเติมหลังจากใช้คลอรีน

คุณสามารถเลือกทำความสะอาดอย่างอ่อนโยนได้ คลอรีนไดออกไซด์ที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์น้อยที่สุดรับมือกับการทำลายของไวรัสและแบคทีเรียค่อนข้างแย่กว่าอะนาล็อก หากเราพูดถึงองค์ประกอบและสารประกอบอื่นๆ ในการฆ่าเชื้อน้ำดื่มเสีย เราจะนึกถึงโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนต กรดเปอร์อะซิติกและสารเคมีฆ่าเชื้อที่คล้ายกันเท่านั้น อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่อ่อนแอมากทำให้ไม่สามารถแข่งขันกับคลอรีนและอนุพันธ์ของคลอรีนได้ บางครั้งมีการใช้โลหะบางชนิด เช่น สารประกอบทองแดงและเงิน พวกมันสามารถปล่อยไอออนที่มีคุณสมบัติฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้ ประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อด้วยโลหะค่อนข้างต่ำ ดังนั้นจึงใช้วิธีการนี้เป็นวิธีการเพิ่มเติมเท่านั้น

คุณลักษณะของการใช้ไอโอดีนและโบรมีน

สารฆ่าเชื้อแบคทีเรียข้างต้นมีการใช้งานมาอย่างยาวนานในด้านการแพทย์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม ไอโอดีนชนิดเดียวกันมีการกระจายตัวในของเหลวได้ไม่ดี ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องใช้สารประกอบอินทรีย์ของธาตุนี้ในการทำให้บริสุทธิ์และฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสีย หลังจากทำหัตถการแล้วจะมีกลิ่นเฉพาะเจาะจงมาก ด้วยเหตุผลนี้ จึงแนะนำให้ใช้ไอโอดีนสำหรับน้ำทางเทคนิคเท่านั้น แต่ไม่ควรใช้สำหรับน้ำดื่ม ในปริมาณอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ สารประกอบดังกล่าวไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากมีการกระจายต่ำ ไอโอดีนไม่ทนต่อแสงแดดและไม่ทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียเหมือนคลอรีน

โบรมีนปรากฏตัวในแง่ดีขึ้น ไม่เป็นพิษ ไม่มีกลิ่นเฉพาะ และไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์อย่างแน่นอน ด้วยข้อดีทั้งหมด โบรมีนต้องใช้ความเข้มข้นที่สูงขึ้นในปริมาณของเหลวเท่ากันเมื่อเทียบกับไอโอดีน ประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อแบคทีเรียสูงเกิดจากการออกซิเดชันของสาร ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้เติมโบรมีนหรือไอโอดีนในสถานที่ที่ใช้น้ำเดียวกันหลายครั้ง ความเป็นพิษสูงของผลิตภัณฑ์พลอยได้ที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานยังคงไม่อนุญาตให้ใช้องค์ประกอบที่มีราคาไม่แพงเหล่านี้ทุกที่

โอโซนฆ่าเชื้อ

วิธีการนี้ถูกใช้อย่างแข็งขันโดยองค์กรในยุโรปและอเมริกาเหนือ สารประกอบโอโซนสามารถรับมือกับไวรัส แบคทีเรีย เชื้อรา และเชื้อโรคอื่นๆ ที่เป็นอันตรายได้อย่างง่ายดาย หากเราพูดถึงระบบที่ซับซ้อนสำหรับการฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสีย วิธีนี้เรียกว่าขั้นสุดท้ายหรือขั้นสุดท้าย ในระหว่างการทำโอโซน ของเหลวจะถูกกรองและแปรรูปอย่างละเอียดแล้วโดยใช้วิธีการทำให้บริสุทธิ์ทางกายภาพและทางเคมีอื่นๆ ในบรรดาแง่ลบของการใช้วิธีการนี้ เราสามารถสังเกตได้ว่าการดัดแปลงออกซิเจนในน้ำได้ไม่ดี ความเสี่ยงต่อการระเบิดของส่วนประกอบ และระดับของสารพิษที่ปล่อยออกมาเพิ่มขึ้น ผลพลอยได้จากกระบวนการทำความสะอาดอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

รูปแบบของอุปกรณ์ประกอบด้วยบล็อกหลักหกบล็อกในคราวเดียว รายชื่อทั้งหมดอยู่ด้านล่าง:

1. เครื่องผลิตโอโซน. ตั้งอยู่ด้านหน้าถังบำบัดหลัก จัดเตรียมองค์ประกอบนี้ให้กับบล็อคอื่นๆ
2. ช่องสำหรับโอโซนปฐมภูมิและทุติยภูมิ
3. บล็อกสำหรับการสะสมของกากตะกอนที่เกิดขึ้น
4. กรองทรายพิเศษ. มักจะอยู่ระหว่างช่องโอโซนปฐมภูมิและทุติยภูมิ
5. เครื่องฉายแสงยูวี
6. ตัวกรองการดูดซับ

วิธีฆ่าเชื้อทางเคมีกายภาพ

โดยทั่วไป เราสามารถพูดได้ว่าระดับคุณภาพของผลกระทบต่างๆ ต่อของเหลวมักจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเติมสารและองค์ประกอบใดๆ ที่มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่จำเป็น บางครั้งกระแสไฟฟ้าตรงก็ถูกใช้ในหน่วยฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสียแบบพิเศษด้วย การปลดปล่อยนั้นสัมผัสกับไวรัสและแบคทีเรียในของเหลวได้อย่างดีเยี่ยม การเติมองค์ประกอบทางเคมีบางอย่างลงไปในน้ำที่มีกระแสไฟฟ้าคงที่อาจทำให้โมเลกุลแตกตัวเป็นไอออนได้ ผู้เชี่ยวชาญจำแนกวิธีการทำความสะอาดนี้เป็นวิธีการทางเคมีกายภาพ

การทำลายเซลล์ของจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคอย่างมีประสิทธิภาพทำได้โดยการมีส่วนร่วมของไวรัสและแบคทีเรียในกระบวนการแยกเซลล์ บ่อยครั้งที่มีการไฮโดรไลซิสและไอออไนซ์ของน้ำ นอกจากนี้ยังสามารถตรวจสอบการทำงานร่วมกันของวิธีการทางกายภาพและทางเคมีได้เมื่อของเหลวถูกทำให้ร้อน เพื่อการฆ่าเชื้อโรคในน้ำเสียในระดับที่ดีที่สุด อุณหภูมิสูงจะถูกรวมเข้ากับส่วนผสมบางอย่าง เช่น สบู่ธรรมดาหรือน้ำด่าง ในกรณีที่ซับซ้อนมากขึ้น มีการใช้สารฆ่าเชื้อพิเศษที่พัฒนาและทดสอบในห้องปฏิบัติการแล้ว

การใช้ biocenoses ในการทำความสะอาด

วิธีที่ค่อนข้างใหม่ การฆ่าเชื้อกากตะกอนน้ำเสียเกิดขึ้นเนื่องจากแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจนและแอโรบิกซึ่งถูกป้อนด้วยสารปนเปื้อนทางชีวภาพต่างๆ เอ็นไซม์พิเศษช่วยให้คุณสามารถแยกจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคออกเป็นสารประกอบทางเคมีอย่างง่าย หลังจากนั้นแบคทีเรียจะดูดซับสารอินทรีย์ทั้งหมดที่พบ ผู้เชี่ยวชาญผสมพันธุ์วัฒนธรรมของ "น้ำยาทำความสะอาด" ดังกล่าวโดยสร้างเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการดำรงอยู่และการสืบพันธุ์ แหล่งที่อยู่อาศัยของแบคทีเรียนั้นใกล้เคียงกับธรรมชาติมากที่สุด โดยปกติวิธีนี้จะใช้วิธีสุดท้ายเมื่อน้ำได้รับการบำบัดอย่างเพียงพอด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต คลอรีน โอโซนหรืออัลตราซาวนด์

เป็นไปไม่ได้เลยที่จะเลือกวิธีการทำความสะอาดที่ดีที่สุดซึ่งถือว่าเป็นสากล โดยส่วนใหญ่แล้ว ทุกอย่างขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์เฉพาะของน้ำที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว เช่นเดียวกับผลการวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการทางเคมีและทางแบคทีเรีย โดยทั่วไป จะเลือกวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสองหรือสามวิธี ความแตกต่างที่น่าสนใจอีกอย่างหนึ่งก็คือ ในที่สุดแบคทีเรียและไวรัสก็สามารถปรับตัวและกลายเป็นภูมิคุ้มกันต่ออิทธิพลบางอย่างได้ในที่สุด นั่นคือเหตุผลที่ผู้เชี่ยวชาญเก็บตัวอย่างน้ำเสียและตรวจสอบระดับการทำให้บริสุทธิ์จากจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคอย่างเพียงพอ