Czy oczyszczanie ścieków usuwa patogeny?

Oczyszczanie ścieków jest kluczowym procesem oczyszczania wody przed jej ponownym uwolnieniem do środowiska. Kluczową częścią tego procesu jest usuwanie patogenów - mikroorganizmów chorobotwórczych, takich jak bakterie, wirusy i pierwotniaki. Ale jak skuteczne jest oczyszczanie ścieków w faktycznym eliminowaniu tych zagrożeń? Jako profesjonalista dostawca uzdatniania wodypomogę ci to odkryć!

Przegląd oczyszczania ścieków

Zacznijmy od krótkiego przeglądu oczyszczalni ścieków. Skupię się w szczególności na procesach związanych z usuwaniem patogenów.

Oczyszczanie ścieków Zazwyczaj obejmuje trzy główne etapy:

1. Oczyszczanie wstępne - sita, zbiorniki i osadniki usuwają duże ciała stałe i około 50% zawieszonych ciał stałych. Występuje pewna sedymentacja patogenów.
2. Oczyszczanie wtórne - Procesy biologiczne eliminują 85%+ materii organicznej. Patogeny są usuwane poprzez naturalne wymieranie i drapieżnictwo.
3. Oczyszczanie trzeciorzędowe - filtracja, usuwanie składników odżywczych i dezynfekcja dodatkowo oczyszczają ścieki. Następuje dodatkowe usuwanie patogenów.

Po oczyszczeniu trzeciorzędowym ścieki (obecnie nazywane ściekami) są bezpieczne do odprowadzenia lub ponownego wykorzystania.

Oczywiście jest to szeroki przegląd. Stanowi on jednak podstawę do zagłębienia się w kluczowe pytanie:

Jak skuteczne są te procesy w usuwaniu patogenów?

Czy podstawowe oczyszczalnie ścieków usuwają patogeny?

Leczenie podstawowe mają na celu usunięcie gruboziarnistych ciał stałych z surowych ścieków poprzez przesiewanie i sedymentację.

Usuwanie patogenów robi występują w leczeniu podstawowym, ale są ograniczone:

• Badanie przesiewowe usuwa większe patogeny, takie jak cysty pierwotniaków, które są przyczepione do zanieczyszczeń.
• Usuwanie piasku Komory osadzają piasek i żwir. Niektóre encystowane patogeny osadzają się.
• Osadniki wstępne umożliwiają oddzielenie pływających smarów i sedymentację organicznych ciał stałych. Około 10-20% wirusów i bakterie są usuwane.

Jednak większość patogenów ma niską prędkość osiadania, więc pozostają zawieszone w ściekach.

Ogólnie rzecz biorąc, leczenie podstawowe redukuje patogeny tylko o około 1-2 jednostki dziennika (co oznacza usunięcie od 90 do 99%). Nadal istnieje znaczące ryzyko dla procesów niższego szczebla i środowiska odbiorczego.

Procesy usuwania patogenów w oczyszczaniu wtórnym

Głównym celem obróbka wtórna jest drastyczna redukcja materii organicznej i zawieszonych ciał stałych przy użyciu biologicznych procesów oczyszczania.

Istnieją jednak również możliwości usuwania patogenów:

• Naturalne wymieranie - Niekorzystne warunki (takie jak brak składników odżywczych) powodują wymieranie niektórych patogenów.
• Drapieżnictwo - Inne mikroorganizmy żywią się patogenami jako źródłem pożywienia.
• Adsorpcja i filtracja - Patogeny przyczepiają się do powierzchni nośników poprzez procesy fizykochemiczne.

Zgodnie z literaturą, dobrze zoptymalizowane procesy oczyszczania biologicznego zazwyczaj osiągają Redukcje od 1 do 4 kłód dla kluczowych grup patogenów. Jednak kwestie takie jak zwarcie mogą zmniejszyć wydajność usuwania.

Ogólnie rzecz biorąc, samo oczyszczanie wtórne nie spełnia współczesnych wytycznych dotyczących usuwania patogenów. Potrzebne jest dodatkowe oczyszczanie trzeciorzędowe.

Rola oczyszczania trzeciego stopnia w usuwaniu patogenów

Leczenie trzeciego stopnia reprezentuje końcowe "polerowanie" ścieków, aby uczynić je bezpiecznymi do zrzutu lub ponownego użycia. Procesy te obejmują filtrację granulowaną, usuwanie składników odżywczych i dezynfekcję.

Oczyszczanie trzeciorzędowe oferuje główne korzyści w zakresie usuwania patogenów:

Usuwanie składników odżywczych

Filtry denitryfikacyjne wykorzystują wióry drzewne lub inne biodegradowalne media do usuwania azotu. Dodatkową korzyścią jest to, że filtrują również patogeny poprzez adsorpcję i drapieżnictwo.

Badania terenowe pokazują, że trzeciorzędowa denitryfikacja osiąga od 0,2 do 4,5 redukcje kłód dla bakterii i wirusów - lepiej niż typowe procesy wtórne.

Procesy filtracji

Filtry piaskowe, tekstylne i membranowe fizycznie zatrzymują patogeny, aby osiągnąć docelową skuteczność usuwania. Mikrofiltracja niezawodnie usuwa pierwotniaki i większość bakterii z redukcją >4 log. Ultrafiltracja eliminuje wirusy z redukcją >3 log.

Technologie dezynfekcji

Chlor, promieniowanie UV i ozonowanie działają na nieaktywne patogeny poprzez chemiczne uszkodzenie struktur komórkowych. Można łatwo osiągnąć redukcję o ponad 3 do 6 log.

Czy leczenie wieloma barierami zapewnia usunięcie patogenów?

Na podstawie powyższego faktu jasne jest, że poleganie tylko na przetwarzaniu pierwotnym i wtórnym nie wystarczy do ponownego wykorzystania ścieków.

Trzeciorzędne etapy polerowania, takie jak filtracja i dezynfekcja, są niezbędne do usuwania pozostałości patogenów wirusowych i bakteryjnych. Z łatwością osiągają one poziom redukcji >4 log ustalony przez międzynarodowe wytyczne.

Najbardziej niezawodne podejście wykorzystuje Obróbka wielobarierowa - łącząc uzupełniające się technologie, takie jak fermentacja biologiczna, filtracja i dezynfekcja chemiczna.

W ten sposób wszelkie luki w skuteczności leczenia przez jeden proces są wspierane przez inne. Redundancja zwiększa odporność.

A połączony efekt jest większy niż jakikolwiek pojedynczy proces. Przy optymalnym działaniu oczyszczone ścieki mogą w pełni spełniać wytyczne mikrobiologiczne dotyczące odprowadzania i ponownego wykorzystania.

Pojawiające się zagrożenia patogenami w oczyszczaniu ścieków

Wraz z postępem wiedzy zawsze pojawiają się nowe obawy dotyczące zagrożeń stwarzanych przez patogeny ścieków. Ostatnio skupiono się na oporności na antybiotyki i konkretnych patogenach, takich jak SARS-CoV-2.

Zagrożenia związane z opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe

Oczyszczalnie ścieków otrzymują ścieki z domów i szpitali - oba źródła bakterii chorobotwórczych. Oczyszczone ścieki nadal zawierają żywe bakterie i geny odporne na antybiotyki.

Istnieją obawy, że ta odporność genetyczna może przenieść się na naturalne populacje drobnoustrojów. Albo że nieodpowiednio oczyszczone ścieki mogą wywołać epidemie chorób.

Aby zmniejszyć ryzyko zrzutu ścieków, niektóre instalacje wykorzystują obecnie zaawansowane utlenianie w celu uszkodzenia struktur komórkowych i inaktywacji odpornych patogenów.

Zanieczyszczenie koronawirusem

SARS-CoV-2 był często wykrywany w nieoczyszczonych ściekach, co stanowi przydatne narzędzie epidemiologiczne oparte na ściekach. Jednak procesy dezynfekcji trzeciego stopnia, takie jak promieniowanie UV, wydają się skutecznie nieaktywne patogeny koronawirusa - zmniejszając ryzyko dla środowiska i pracowników.

Podsumowanie

Oczywiste jest, że oczyszczanie ścieków stanowi istotną barierę przed patogenami przenoszonymi przez wodę, które mają wpływ na zdrowie publiczne i ekologiczne.

Podczas gdy samo przetwarzanie pierwotne i wtórne pozwala osiągnąć rozsądną redukcję patogenów, polerowanie trzeciorzędowe jest zwykle niezbędne do spełnienia wytycznych dotyczących zrzutu lub ponownego użycia - zwłaszcza etapów filtracji i dezynfekcji.

Dobrze zoptymalizowany, wielobarierowy system oczyszczania niezawodnie eliminuje patogeny bakteryjne, wirusowe i pierwotniakowe, pomagając chronić obieg wody. Ciągły postęp technologiczny pomaga radzić sobie z pojawiającymi się zagrożeniami związanymi z zanieczyszczeniami, takimi jak oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe.

Dzięki zrównoważonemu ponownemu wykorzystaniu wody wspartemu skutecznym oczyszczaniem ścieków, społeczności na całym świecie mogą odblokować niezawodne zasoby wody, które są bezpieczne przed zagrożeniami patogennymi teraz i w przyszłości.