در یک مجوز تخلیه صنعتی معمولی، اولین عددی که از کار می افتد به ندرت BOD یا جامدات معلق است - باکتری ها هستند. گیاهانی که در بیشتر سال به راحتی در محدوده ارگانیک خود قرار می گیرند در تابستان گرفتار می شوند، زمانی که پساب گرمتر به جمعیت کلیفرم مدفوع اجازه بازگشت مجدد می دهد و یک نتیجه واحد بالای 1000 MPN در هر 100 میلی لیتر ترشحات را از انطباق خارج می کند. ضد عفونی در تصفیه آب مانعی است که دقیقاً برای جلوگیری از این شکست ساخته شده است و برخلاف هر فرآیند واحد دیگری در محل عمل می کند: چیزی را که بتوانید وزن کنید را حذف نمی کند و نتیجه آن عمدتاً به میزان تمیزی آب در هنگام رسیدن تعیین می شود.
این راهنما سه روش کار - کلرزنی، اشعه ماوراء بنفش (UV) و ازن - را با دوزهایی که هر یک واقعاً به آن نیاز دارند مقایسه میکند، سپس انتخابهای تجهیزات بالادستی را توضیح میدهد که بیسر و صدا تصمیم میگیرند که آیا مرحله ضدعفونی انجام میشود یا ناموفق. اگر تجهیزات تصفیه فاضلاب را مشخص، خریداری یا استفاده می کنید، این اعداد ارزش به خاطر سپردن هستند.
ضدعفونی میکروارگانیسمهای بیماریزا - باکتریها، ویروسها و انگلهای تک یاختهای - را هدف قرار میدهد و آنها را تا سطح حفاظتی تعریفشده و قابل اندازهگیری کاهش میدهد. همه چیزهای دیگر در مورد موضوع، از اندازه رآکتور گرفته تا ذخیره سازی مواد شیمیایی، از همین جمله ناشی می شود.
ضد عفونی در تصفیه آب is the selective killing or inactivation of pathogenic microorganisms in water to a target protection level. It differs from sterilization: a disinfected effluent still carries harmless microbes, just not enough of the dangerous ones to pose a risk.
تمایز از نظر تجاری مهم است، نه فقط از نظر فنی. استریل کردن هر متر مکعب پساب صنعتی بسیار پرهزینه و غیر ضروری خواهد بود، بنابراین مجوزها در عوض کاهش لگ را درخواست می کنند - و مقیاس ورود به سیستم قابل بخشش نیست:
تنظیمکنندهها محدودیتها را در گزارشها بیان میکنند زیرا درصدها مقیاس را پنهان میکنند. گفتن اینکه 99.9 درصد از موجودات کشته شده اند به نظر کامل می رسد تا زمانی که محاسبه کنید که از هر هزار یک نفر زنده می ماند - و در تخلیه چند هزار متر مکعبی در روز، این باقیمانده هنوز تعداد بسیار زیادی سلول است.
هیچ ماده ضدعفونی کننده ای در همه جا برنده نمی شود: کلر ارزان ترین و تنها گزینه ای است که باقیمانده محافظتی به جا می گذارد، UV هیچ ماده شیمیایی اضافه نمی کند و در عرض چند ثانیه کار می کند، و ازن قوی ترین در برابر انگل های مقاوم به کلر است اما بیشترین هزینه را برای اجرا دارد.
جدول زیر متغیرهایی را که در واقع یک تصمیم خرید را تغییر می دهند - دوز، زمان تماس، رفتار باقیمانده و محصول جانبی که هر روش ایجاد می کند، فشرده می کند.
| روش | دوز معمولی | زمان تماس | باقیمانده | ریسک محصول جانبی اصلی | بهترین تناسب |
| کلرزنی (NaOCl) | 2-8 میلی گرم در لیتر کلر آزاد | 30-60 دقیقه در یک مخزن تماسی | بله، 0.2-1.0 میلی گرم در لیتر | تری هالومتان ها، هالواستیک اسیدها | ریزش های طولانی، عملیات مبتنی بر بودجه |
| تابش اشعه ماوراء بنفش | 12-186 mJ/cm2 توسط ارگانیسم هدف | ثانیه، بدون تانک | هیچ کدام | هیچ کدام | طرحهای استفاده مجدد، محدودیتهای سخت محصولات جانبی |
| ازن زنی | 0.5-3 میلی گرم در لیتر ازن منتقل شده | 10-15 دقیقه | در عرض چند دقیقه پوسیده می شود | برومات در آب غنی از برمید | تک یاخته مقاوم، پولیش رنگ و بو |
دوز UV برای غیرفعال سازی 4-log (99.99%) توسط میکروارگانیسم مورد نیاز است
مقادیر بر حسب mJ/cm2، گرد شده از راهنمای طراحی اشعه ماوراء بنفش EPA ایالات متحده. آدنوویروس، نه باکتری، بیشتر راکتورهای UV در مقیاس کامل را اندازه میگیرد.
ذرات دشمن بی سر و صدا هر فرآیند ضد عفونی هستند: آنها میکروارگانیسم ها را از نور UV سایه می اندازند و کلر را قبل از رسیدن به ارگانیسمی که قرار است آن را غیرفعال کند مصرف می کنند.
آستانه های کاری نابخشودنی است. راکتورهای فرابنفش حول محور عبور ماوراء بنفش (UVT) طراحی شدهاند و اکثراً به پساب بالاتر از تقریباً 55 تا 65 درصد UVT نیاز دارند - که در عمل به معنی جامدات معلق زیر 20 میلیگرم در لیتر و کدورت زیر 5 NTU است. برای کلرزنی، هر میلی گرم از جامدات آلی نیاز به کلر ایجاد می کند که باید قبل از وجود باقیمانده آزاد برآورده شود، بنابراین آب کثیف بی سر و صدا صورت حساب شیمیایی را چند برابر می کند.
به همین دلیل است که طراحان با تجربه، قطار جامدات را بهعنوان بخشی از سیستم ضدعفونیکردن بهجای یک مرحله جداگانه در نظر میگیرند. انعقاد با نوارهای شناور هوای محلول، جامدات و روغن ها را قبل از رسیدن به سد نهایی معلق می کند.
دستگاه فلوتاسیون هوای محلول برای حذف جامدات و روغن این واحد یکپارچه و خودکار DAF مواد جامد معلق، روغن ها و سایر آلاینده ها را قبل از غربالگری خوب منعقد کرده و شناور می کند. حذف آن بار ابتدا به سد ضدعفونی پایین دست کمک می کند تا پساب با کدورت پایینی را که طراحی آن فرض می شود، به دست آورد. مشاهده محصول → غربالگری دقیق سپس پساب ثانویه را تا پنجره با کدورت کم که طراحی UV روی کاغذ فرض می شود، صیقل می دهد.
فیلتر میکرو درام برای پرداخت ریز پساب این فیلتر درام با شبکه فولادی ضد زنگ 10-100 میکرومتر 316 لیتری و شستشوی معکوس پیوسته کاملاً خودکار، پساب ثانویه را به مواد جامد معلق کم جلا می دهد. آب را برای شرایط کدورت پایدار که عملکرد ضد عفونی ثابت به آن بستگی دارد، آماده می کند. مشاهده محصول → انطباق ضد عفونی قبل از اینکه یک مشکل شیمی باشد یک مشکل کنترلی است - گیاهانی که به طور مداوم عبور می کنند آنهایی هستند که دوز و زمان تماس را ثابت نگه می دارند در حالی که نفوذ در اطراف آنها تغییر می کند.
برای روشهای شیمیایی، تنظیمکنندهها مقدار سی تی را ارزیابی میکنند: غلظت ضدعفونی آزاد (C، بر حسب میلیگرم در لیتر) ضرب در زمان تماس مؤثر (t، بر حسب دقیقه). گیاهی که دوز 3 میلیگرم در لیتر را در یک مخزن تماس واقعی 30 دقیقهای مصرف میکند، CT 90 را جمعآوری میکند، که به راحتی بیشتر از آنچه اکثر اهداف باکتری در آب گرم نیاز دارند، جمعآوری میکند. اما دماهای پایین تر، رانش pH و تقاضای کلر از مواد آلی همگی CT مورد نیاز را به سمت بالا می برند - اغلب بین تابستان و زمستان دو یا سه برابر.
CT حسابی است که هر بازرس مجوز می داند. اگر مخزن تماسی اتصال کوتاه پیدا کند، یا دوز یک بار در هر شیفت با دست تنظیم شود، CT طراحی شده، CT مورد نظر شما نیست.
اتوماسیون چیزی است که این شکاف را از بین می برد. یک دستگاه دوز کاملاً اتوماتیک، تزریق مواد شیمیایی را به جریان میاندازد و آن را در برابر یک آنالایزر باقیمانده ترمیم میکند، به جای اینکه بین اصلاحات دستی کلر آزاد را در یک نوار باریک نگه دارد. منطق مشابهی در بالادست اعمال می شود، جایی که مواد شیمیایی منعقد کننده و تنظیم کننده pH با نوسانات یکسانی روبرو هستند - به همین دلیل است. دوز شیمیایی خودکار به طور پیش فرض در میان کارخانه های فاضلاب مدرن تبدیل شده است.
دستگاه دوز کاملا اتوماتیک برای کنترل شیمیایی این سیستم سه مخزن کنترل شده با PLC به طور مداوم محلول های پلیمری یا شیمیایی را آماده می کند و اندازه گیری می کند و دوز را به عنوان تغییرات ورودی ثابت نگه می دارد. قدم زدن خودکار، باقیمانده مواد ضدعفونی کننده و منعقد کننده را در داخل نوارهای باریک نگه می دارد و خطرات میکروبیولوژیکی و شیمیایی را کاهش می دهد. مشاهده محصول → گندزدایی شیمیایی یک خطر میکروبیولوژیکی را با یک ماده شیمیایی مبادله می کند و مجوزهای مدرن به طور فزاینده ای هر دو طرف این تجارت را محدود می کنند.
هنگامی که کلر با مواد آلی باقی مانده در پساب با صیقل ضعیف واکنش می دهد، تری هالومتان ها و هالواستیک اسیدها را تشکیل می دهد. EPA ایالات متحده کل تری هالومتان ها را در 0.080 میلی گرم در لیتر و پنج اسید هالواستیک را در 0.060 میلی گرم در لیتر در آب آشامیدنی محدود می کند و چارچوب های استفاده مجدد همچنان در امتداد خطوط مشابه سفت می شوند. ازن نسخه خاص خود را از این مشکل دارد: در آب غنی از برمید می تواند برومات را تشکیل دهد که در سطح میکروگرم تنظیم می شود.
ارزان ترین کنترل محصول جانبی یک ماده شیمیایی متفاوت نیست - آب تمیزتر است.
در عمل، گیاهانی که با محصولات جانبی دست و پنجه نرم می کنند، تقریباً هیچ وقت کمبود مواد ضد عفونی کننده ندارند - آنها از نظر پیش تصفیه کم هستند.
ضد عفونی میکروارگانیسم های بیماری زا را تا سطح حفاظت هدف کاهش می دهد که معمولاً به صورت کاهش 3-log یا 99.9٪ بیان می شود. عقیم سازی تمام حیات میکروبی را از بین می برد که برای جریان های پساب و آب آشامیدنی غیرضروری و غیراقتصادی است.
تمرین مرسوم 30 تا 60 دقیقه در یک مخزن تماس بافل شده در حالی که باقیمانده کلر آزاد تقریباً 0.2 تا 1.0 میلی گرم در لیتر را در خود نگه می دارد. ارگانیسم های مقاوم به کلر مانند ژیاردیا و کریپتوسپوریدیوم به مقادیر CT صدها برابر بیشتر نیاز دارند، به همین دلیل است که بسیاری از گیاهان کلر را با فیلتراسیون یا UV جفت می کنند.
جریان طوفان باعث افزایش کدورت و کاهش تابش اشعه ماوراء بنفش می شود، بنابراین ذرات موجودات زنده را از نور سایه می اندازند. اگر یک سیستم UV فقط در هوای مرطوب از کار بیفتد، علت اصلی معمولاً بارگیری جامدات بالادست به جای راکتور است - ابتدا مراحل فلوتاسیون و فیلتراسیون را بررسی کنید.
با قطار جامدات به عنوان بخشی از ضدعفونی رفتار کنید: شناورسازی هوای محلول و رسوب لوله شیبدار بار را کاهش می دهد، فیلتراسیون میکرو درام کدورت را صیقل می دهد و دستگاه های دوز خودکار مواد ضدعفونی کننده شیمیایی را روی هدف نگه می دارند. تولیدکنندگانی مانند Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd. که این واحدها را به عنوان یک خط یکپارچه میسازند، سازگاری این رابطها را آسانتر میکنند.