חיטוי שפכים: שיטות ותכונותיהן

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

אין כרגע שיטה אוניברסלית אחת. בחירת שיטת חיטוי שפכים מתאימה תלויה בתוצאות בדיקות מעבדה מקדימות. נעשה שימוש בשיטות שונות בביוב פרטי, תעשייתי וציבורי.

דרגת ניקוי נדרשת

במקרים מסוימים, מספיק לסנן את המים לרמה הטכנית. תעשיות מסוימות מאפשרות לפשט את מנגנוני הניקוי. זה קורה בדרך כלל במפעלים שבהם רמת הזיהום הביולוגי אינה קריטית. הליכי הסינון הראשוניים, ללא קשר לאובייקט ולמטרה הסופית של המים, הם בדרך כלל זהים. ההבדלים מתחילים רק בשלב הסופי, כאשר נקבעת מידת הטיהור הנדרשת.

לדוגמה, כיום מוטלות דרישות שונות מאוד לחיטוי שפכים בהפיכת שפכים ביתיים ונוזל ממקורות טבעיים למי שתייה נקיים. מספר כללים ונורמות סניטריים מחייבים כבר נשמרים כאן. באופן כללי, ההליך הופך להיות הרבה יותר מסובך ויקר. מסיבה זו, כל עיר או ניקיון תעשייתילתחנה יש מעבדה משלה, שבה מומחים עוקבים באופן קבוע אחר איכות סינון המים.

שיטות בפועל

מטרת ההליכים הללו היא להפחית את הסיכון למחלות זיהומיות המוניות, כמו גם לבטל את התנאים המוקדמים להשפעה שלילית על בריאותם של אנשים. ניתן לחלק את כל השיטות לחיטוי שפכים לארבע קבוצות גדולות.

1. ניקוי פיזי. כולל חשיפה למים על ידי קרינה אלקטרומגנטית או חשמל.
2. ניקוי כימי. עיקר העבודה נעשית באמצעות הכנסת אלמנטים וקשרים שונים.
3. ניקוי פיסי-כימי. זה מרמז על שימוש בשיטות סינון משותפות.
4. טיפול ביולוגי. מוצג בשיטות של ביוצנוזיס טבעית ומלאכותית.

כפי שמראה בפועל, השימוש הרצוף בשיטות ניקוי שונות מוכיח את היעילות הגדולה ביותר. אם יש צורך, אז לא רק המים עצמם עוברים חיטוי, אלא גם חפצים שבאו איתם במגע ישיר, למשל ציוד כירורגי, חומרים ומכשור בתעשיות המזון והביוכימיה. לצרכים טכניים, שיטות ניקוי חמורות יותר מותרות.

חיטוי קרינה פיזית

קבוצת האפשרויות הזו נחשבת די פשוטה וזולה לתפעול. הנפוצים ביותר הם מכשירים אינפרא אדום ומייננים, כמו גם פולטי UV. חיטוי של שפכים בעזרת אחרוניציוד מסוג זה משפיע ישירות על ה-DNA של מיקרואורגניזמים החיים בנוזל. קרינה אולטרה סגולה אינה נראית לעין האנושית, אולם ההשפעה המכוונת של גלים עם אורך גל של כ-255 ננומטר הורסת את המבנה של כל החיידקים והנגיפים שעלולים להיות מסוכנים.

אחד היתרונות של שיטה זו הוא היעדר השפעות שיוריות שליליות. העלות הנמוכה של הציוד הובילה לכך ששיטת ניקוי זו הפכה לאחת הפופולריות ביותר בענף. במקרים מסוימים, חיטוי UV של שפכים משולב עם חשיפה לאור שמש ישיר. אוורור כפוי בבריכות באוויר הפתוח עוזר גם לעצור את הרבייה של מיקרואורגניזמים ולהשמיד אותם.

קרינה אינפרא אדומה נחשבת לשיטה עקיפה, מכיוון שאין לה השפעה קוטל חיידקים. חיטוי נוזלי מתרחש עקב חימום של חפצים פיזיים והצטברויות שונות של מזהמים. בקרינה מייננת משתמשים רק במצבים שבהם אפשרויות אחרות אינן מביאות את התוצאה הרצויה. השיטה יקרה מאוד וקשה לשימוש.

תכונות של חיטוי שפכים באור אולטרה סגול

בדוגמה של שיטה זו, אתה יכול לשקול את התקן ההתקנה הראשי ואת עקרון השימוש. בכל גרסה, יש יחידה ראשית - מצלמת אולטרה סגול או תא חיטוי. גלים אלקטרומגנטיים ספקטרליים בתדר מסוים נוצרים בתוך המכשיר. חומר החדר הוא נירוסטה, המתאים עבורשימוש בתעשיית המזון. הנטלים עצמם ממוקמים במה שנקרא ארונות נטל אלקטרוניים. אוטומציה מסופקת על ידי יחידת מערכת הבקרה, והיחידה לשטיפה כימית של כיסויי קוורץ אחראית על הפעולה החלקה.

התקנת UV לחיטוי שפכים מתאימה כמעט בכל המקרים. עם זאת, נוזל מעונן ומזוהם מאוד ניתן לנקות בצורה גרועה יותר. מים כאלה מוכנים מראש בשיטות אחרות לטיפול בהמשך בקרינה אולטרה סגולה. טיהור מקדים של הנוזל מתכלילים מכניים שונים, אלמנטים צבעוניים, פטריות ודפנות תאים מאפשר להגביר את האפקטיביות של חשיפה ל-UV. הידידות הסביבתית והבטיחות של שיטת עיבוד זו הופכות את הנוזל לבטוח למאכל אדם, שכן המאפיינים הכימיים והאורגנולפטיים נותרים ללא שינוי.

שיטות ניקוי פיזיות אחרות

האפשרויות שלהלן משולבות לרוב עם חיטוי אולטרה סגול של שפכים. בין שאר שיטות הניקוי הפיזי, ישנן השפעות תרמיות, זרמים חשמליים בתדרים גבוהים ואולטרה-גבוהים וכן אולטרסאונד. האחרון, למשל, הורס את קרומי התא של וירוסים וחיידקים עקב התדירות הגבוהה של תנודות של האות המופעל. יחידות אולטרסאונד פועלות בצורה היעילה ביותר בשילוב עם חומרים קוטלי חיידקים המוספים למים.

השיטה הבאה מוכרת לכולם ברמת משק הבית: האפקט התרמי פועל פשוט על ידי הרתחת מים בקומקום. מוות מוחלט של כל המיקרואורגניזמים האפשריים מתרחש רק לאחר30-40 דקות מנוכחותם בנוזל רותח. עם זאת, שיטה זו יקרה מדי מבחינה פיננסית. נדרשת אנרגיה רבה כדי לחמם כמות גדולה של מים. וירוסים, חיידקים והנבגים שלהם מסוגלים לשרוד בהצלחה במים רותחים לפרק זמן קצר.

פעולת התקנות של זרמים חשמליים בעלי מוליכות גבוהה ואולטרה-גבוהה דומה במובנים רבים לשיטה הקודמת. כאן, באותו אופן, מיקרואורגניזמים פתוגניים מושפעים מחימום הנוזל. מתקן לחיטוי שפכים מסוג זה פועל כמו תנור מיקרוגל רגיל. תדרים גבוהים במיוחד של תנודות שדה אלקטרומגנטי משפיעים לרעה על המבנה הסלולרי של חיידקים ווירוסים.

שיטות חיטוי כימיות

יש מספר רב של יסודות שעלולים להרוס את כל החומר האורגני שחי בנוזל ביעילות גבוהה. אלה כוללים תרכובות של ברום ויוד, אוזון ומי חמצן. עם זאת, קודם כל, חיטוי כימי של שפכים עם כלור עולה בראש. חומר זה משמש לעתים קרובות יותר מאשר אחרים. ניתן להשתמש בגז כלור, סידן או נתרן היפוכלוריט, כלור דו חמצני, ברום כלוריד, נירטן, כלורמין או אקונומיקה. הבעיה העיקרית היא שכל החומרים הללו מזיקים לגוף האדם. מסיבה זו, נדרש חיטוי נוסף של מים לאחר מריחת כלור.

ניתן גם לבחור בניקוי עדין. הכלור דו חמצני הכי פחות מזיק לבני אדםמתמודד עם הרס של וירוסים וחיידקים גרוע יותר מאשר אנלוגים. אם אנחנו מדברים על יסודות ותרכובות אחרות לחיטוי שפכים לשתייה, אז אנחנו יכולים לחשוב רק על אשלגן פרמנגנט, חומצה פראצטית וחומרי חיטוי כימיים דומים. עם זאת, תכונות קוטל חיידקים חלשות מאוד אינן מאפשרות להם להתחרות עם כלור ונגזרותיו. לפעמים משתמשים במתכות מסוימות, כמו תרכובות נחושת וכסף. הם מסוגלים לשחרר יונים בעלי תכונות קוטל חיידקים. היעילות של חיטוי מתכות נמוכה למדי, ולכן השיטה משמשת רק כתוספת.

תכונות השימוש ביוד וברום

קוטלי החיידקים לעיל שימשו במשך זמן רב ביישומים רפואיים שונים. עם זאת, אותו יוד מופץ בצורה גרועה בנוזלים בפני עצמו, ולכן יש צורך להשתמש בתרכובות אורגניות של יסוד זה לטיהור וחיטוי של שפכים. לאחר ההליך, נשאר ריח מאוד ספציפי. מסיבה זו, רצוי להשתמש ביוד רק עבור מים טכניים, אך לא עבור מי שתייה. בנפחים תעשייתיים גדולים, תרכובות כאלה אינן מעשיות לשימוש בשל התפוצה הנמוכה שלהן. יוד אינו עמיד לאור השמש ואינו מגיב עם אמוניה כמו כלור.

ברום מופיע באור נוח יותר. הוא אינו רעיל, נטול כל ריח אופייני ואינו מזיק לחלוטין לבני אדם. עם כל היתרונות שלו, ברום דורש שימוש בריכוזים גבוהים יותר עלאותו נפח נוזל בהשוואה ליוד. ביצועים קוטלי חיידקים גבוהים מושגים עקב חמצון החומר. מומחים ממליצים להוסיף ברום או יוד במקומות שבהם משתמשים באותם מים פעמים רבות. הרעילות הגבוהה של תוצרי לוואי שנוצרו במהלך העבודה עדיין לא מאפשרת שימוש באלמנטים הזולים האלה בכל מקום.

חיטוי אוזון

השיטה נמצאת בשימוש פעיל על ידי ארגונים באירופה ובצפון אמריקה. תרכובות אוזון מתמודדות בקלות עם מגוון רחב של וירוסים מזיקים, חיידקים, פטריות ופתוגנים אחרים. אם אנחנו מדברים על מערכות מורכבות לחיטוי שפכים, אז שיטה זו יכולה להיקרא הסופי או הגמר. במהלך האוזון, הנוזל כבר מסונן היטב ומעובד בשיטות טיהור פיזיקליות וכימיות אחרות. בין ההיבטים השליליים של השימוש בשיטה זו, ניתן לציין את המסיסות הלקויה של שינוי זה של חמצן במים, את הסיכון לפיצוץ של רכיבים ורמה מוגברת של רעלים משוחררים. תוצרי לוואי המופיעים כתוצאה מהליך הניקוי עלולים לפגוע בבני אדם ובסביבה.

הסכמה של המכשיר מורכבת משישה בלוקים עיקריים בו-זמנית. הרשימה המלאה שלהם מובאת להלן:

1. מחוללי אוזון. הם ממוקמים ישירות מול מיכל הטיפול העיקרי. ספק את הרכיב הזה לבלוקים אחרים.
2. תאים לאוזון ראשוני ומשני.
3. חסום עבורהצטברויות של הבוצה שנוצרה.
4. מסנן חול מיוחד. בדרך כלל ממוקם בין תא האוזון הראשי והמשני.
5. יחידת עיבוד UV.
6. מסנן ספיגה.

שיטות פיסיקליות-כימיות לחיטוי

באופן כללי, אנו יכולים לומר שרמת האיכות של השפעות שונות על הנוזל עולה לעתים קרובות עקב הוספה של חומרים ואלמנטים כלשהם בעלי תכונות קוטל חיידקים הנדרשות. לפעמים משתמשים בזרם חשמלי ישר גם ביחידה מיוחדת לחיטוי שפכים. ההפרשה נמצאת במגע מצוין עם וירוסים וחיידקים בנוזל. תוספת של יסודות כימיים מסוימים למים הנתונים לזרם חשמלי קבוע עלולה לגרום למולקולות להתנתק ליונים. מומחים מסווגים שיטת ניקוי זו כשיטת ניקוי פיזיקלית-כימית.

הרס אפקטיבי של תאים של מיקרואורגניזמים פתוגניים מושג באמצעות השתתפות של וירוסים וחיידקים עצמם בתהליך של פירוק תאים. לעתים קרובות, הידרוליזה ויינון של מים מתבצעים גם. ניתן לאתר את העבודה המשותפת של שיטות פיזיקליות וכימיות גם כאשר מחממים נוזל. לרמה הטובה ביותר של חיטוי שפכים, טמפרטורות גבוהות משולבות עם תוספת של מרכיבים מסוימים, כגון סבון פשוט או לוב. במקרים מורכבים יותר, כבר נעשה שימוש בחומרי חיטוי מיוחדים, שפותחו ונבדקו במעבדות.

שימוש בביוצנוזות לניקוי

שיטה חדשה יחסית. חיטוי בוצת ביוב מתרחש עקב חיידקים אנאירוביים ואירוביים, הניזונים ממזהמים ביולוגיים שונים. אנזימים מיוחדים מאפשרים לך לפרק מיקרואורגניזמים פתוגניים לתרכובות כימיות פשוטות. לאחר מכן, החיידקים סופגים את כל החומר האורגני שנמצא. מומחים מגדלים באופן מלאכותי תרבויות של "מנקים" כאלה, תוך יצירת תנאים מתאימים לקיומם ולרבייה שלהם. בית הגידול של החיידקים קרוב לטבעי ככל האפשר. בדרך כלל שיטה זו משמשת אחת האחרונות, כאשר המים כבר טופלו מספיק בקרינה אולטרה סגולה, הכלרה, אוזונציה או אולטרסאונד.

פשוט בלתי אפשרי לבחור את שיטת הניקוי הטובה ביותר שתיחשב אוניברסלית. על פי רוב, הכל תלוי במטרה הספציפית של המים המחוטאים, כמו גם בתוצאות של ניתוח מעבדה כימי ובקטריולוגי. בעיקרון, נבחרות שתיים או שלוש שיטות היעילות ביותר. ניואנס מעניין הוא גם שחיידקים ווירוסים יכולים בסופו של דבר להסתגל ולהיות חסינים מפני השפעות מסוימות. זו הסיבה שמומחים לוקחים באופן קבוע דגימות של שפכים ובודקים אם רמת טיהור מספקת ממיקרואורגניזמים פתוגניים.