ในใบอนุญาตปล่อยทิ้งทางอุตสาหกรรมโดยทั่วไป หมายเลขแรกที่ล้มเหลวคือค่า BOD หรือสารแขวนลอย ซึ่งก็คือแบคทีเรีย พืชที่นั่งสบายๆ ภายในขีดจำกัดทางอินทรีย์เกือบตลอดทั้งปีจะถูกจับออกไปในฤดูร้อน เมื่อน้ำทิ้งที่อุ่นขึ้นทำให้จำนวนอุจจาระโคลิฟอร์มฟื้นตัว และผลลัพธ์เดียวที่สูงกว่า 1,000 MPN ต่อ 100 มล. ส่งผลให้การระบายออกไม่เป็นไปตามข้อกำหนด การฆ่าเชื้อในการบำบัดน้ำ เป็นอุปสรรคที่สร้างขึ้นเพื่อป้องกันความล้มเหลวนั้นอย่างแน่นอน และมีลักษณะการทำงานไม่เหมือนกับกระบวนการในหน่วยอื่นๆ ในไซต์งาน โดยจะขจัดสิ่งใดๆ ที่คุณสามารถชั่งน้ำหนักออกได้ และผลลัพธ์ส่วนใหญ่จะตัดสินจากความสะอาดของน้ำเมื่อมาถึง
คู่มือนี้จะเปรียบเทียบวิธีการทำงานสามวิธี ได้แก่ การทำคลอรีน อัลตราไวโอเลต (UV) และโอโซน เทียบกับปริมาณที่แต่ละวิธีต้องการจริงๆ จากนั้นจะอธิบายตัวเลือกอุปกรณ์ต้นทางที่จะตัดสินอย่างเงียบๆ ว่าขั้นตอนการฆ่าเชื้อจะผ่านหรือล้มเหลว หากคุณระบุ ซื้อ หรือใช้งานอุปกรณ์บำบัดน้ำเสีย ตัวเลขเหล่านี้คือตัวเลขที่ควรค่าแก่การจดจำ
การฆ่าเชื้อมุ่งเป้าไปที่จุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค เช่น แบคทีเรีย ไวรัส และปรสิตโปรโตซัว และลดการป้องกันลงสู่ระดับการป้องกันที่กำหนดและวัดผลได้ ทุกสิ่งทุกอย่างเกี่ยวกับหัวข้อ ตั้งแต่ขนาดเครื่องปฏิกรณ์ไปจนถึงการจัดเก็บสารเคมี เป็นไปตามประโยคเดียวนั้น
การฆ่าเชื้อในการบำบัดน้ำ 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.
ความแตกต่างมีความสำคัญในเชิงพาณิชย์ ไม่ใช่แค่ในทางเทคนิคเท่านั้น การฆ่าเชื้อน้ำทิ้งจากโรงงานอุตสาหกรรมทุกลูกบาศก์เมตรมีราคาแพงมากและไม่จำเป็น ดังนั้นการอนุญาตจึงขอลดปริมาณไม้แทน และระดับบันทึกก็ไม่น่าให้อภัย:
ขีดจำกัดวลีของหน่วยงานกำกับดูแลในบันทึกเนื่องจากเปอร์เซ็นต์ซ่อนมาตราส่วน การบอกว่าสิ่งมีชีวิต 99.9% ถูกฆ่าฟังดูสมบูรณ์จนกว่าคุณจะคำนวณว่าหนึ่งในพันมีชีวิตรอด และในการปล่อยก๊าซหลายพันลูกบาศก์เมตรต่อวัน ส่วนที่เหลือนั้นยังคงเป็นเซลล์จำนวนมหาศาล
ไม่มีสารฆ่าเชื้อชนิดใดที่จะชนะได้ทุกที่ คลอรีนมีราคาถูกที่สุดและเป็นทางเลือกเดียวที่ทิ้งสารตกค้างในการป้องกัน UV ไม่เพิ่มสารเคมีและทำงานได้ภายในไม่กี่วินาที และโอโซนเป็นสารที่แข็งแกร่งที่สุดต่อปรสิตที่ทนต่อคลอรีนแต่มีค่าใช้จ่ายมากที่สุดในการดำเนินการ
ตารางด้านล่างจะสรุปตัวแปรที่ขับเคลื่อนการตัดสินใจจัดซื้อจัดจ้างจริงๆ - ปริมาณ เวลาสัมผัส พฤติกรรมคงเหลือ และผลพลอยได้ที่แต่ละวิธีสร้างขึ้น
| วิธีการ | ปริมาณโดยทั่วไป | เวลาติดต่อ | สารตกค้าง | ความเสี่ยงผลพลอยได้หลัก | พอดีที่สุด |
| คลอรีน (NaOCl) | คลอรีนอิสระ 2-8 มก./ลิตร | 30-60 นาทีในถังสัมผัส | ใช่ 0.2-1.0 มก./ลิตร | ไตรฮาโลมีเทน กรดฮาโลอะซิติก | การหยุดทำงานที่ยาวนาน การดำเนินการที่ขับเคลื่อนด้วยงบประมาณ |
| การฉายรังสี UV | 12-186 mJ/cm2 โดยสิ่งมีชีวิตเป้าหมาย | วินาทีไม่มีรถถัง | ไม่มี | ไม่มี | รูปแบบการนำกลับมาใช้ใหม่ ข้อจำกัดด้านผลพลอยได้ที่เข้มงวด |
| โอโซน | โอโซนที่ถ่ายโอน 0.5-3 มก./ลิตร | 10-15 นาที | สลายตัวภายในไม่กี่นาที | โบรเมตในน้ำที่อุดมด้วยโบรไมด์ | ทนต่อโปรโตซัว ขัดสีและกลิ่น |
ปริมาณรังสียูวีที่จำเป็นสำหรับการยับยั้ง 4-log (99.99%) โดยจุลินทรีย์
ค่าในหน่วย mJ/cm2 ปัดเศษจากแนวทางการออกแบบอัลตราไวโอเลตของ US EPA อะดีโนไวรัส ไม่ใช่แบคทีเรีย มีขนาดเท่ากับเครื่องปฏิกรณ์ UV เต็มรูปแบบส่วนใหญ่
อนุภาคเป็นศัตรูตัวฉกาจของทุกกระบวนการฆ่าเชื้อโรค โดยพวกมันจะบังจุลินทรีย์จากแสงยูวีและกินคลอรีนก่อนที่จะไปถึงสิ่งมีชีวิตที่มันตั้งใจจะปิดการใช้งาน
เกณฑ์การทำงานไม่น่าให้อภัย เครื่องปฏิกรณ์ UV ได้รับการออกแบบโดยมีการส่งผ่านรังสีอัลตราไวโอเลต (UVT) และส่วนใหญ่ต้องการน้ำทิ้งที่สูงกว่า UVT ประมาณ 55 ถึง 65% ซึ่งในทางปฏิบัติหมายถึงของแข็งแขวนลอยที่มีค่าต่ำกว่า 20 มก./ลิตร และความขุ่นต่ำกว่า 5 NTU สำหรับคลอรีน ของแข็งอินทรีย์ทุกมิลลิกรัมจะสร้างความต้องการคลอรีนที่ต้องได้รับก่อนที่จะมีสารตกค้าง ดังนั้นน้ำสกปรกจึงเพิ่มค่าสารเคมีอย่างเงียบๆ
นี่คือเหตุผลว่าทำไมนักออกแบบที่มีประสบการณ์จึงถือว่าขบวนของแข็งเป็นส่วนหนึ่งของระบบการฆ่าเชื้อ แทนที่จะเป็นขั้นตอนที่แยกจากกัน การแข็งตัวของแถบการลอยตัวของอากาศที่ละลายจะแขวนลอยของแข็งและน้ำมันก่อนที่จะถึงสิ่งกีดขวางสุดท้าย
เครื่องลอยอยู่ในอากาศละลายสำหรับการกำจัดของแข็งและน้ำมัน หน่วย DAF อัตโนมัติที่ผสานรวมนี้จะจับตัวเป็นก้อนและลอยของแข็งแขวนลอย น้ำมัน และสิ่งปนเปื้อนอื่น ๆ ออกก่อนการคัดกรองอย่างละเอียด การถอดภาระนั้นออกก่อนจะช่วยให้สิ่งกีดขวางในการฆ่าเชื้อบริเวณปลายน้ำได้รับน้ำทิ้งที่มีความขุ่นต่ำตามการออกแบบ ดูผลิตภัณฑ์ → การคัดกรองอย่างละเอียดจะขัดน้ำทิ้งทุติยภูมิลงไปจนถึงหน้าต่างที่มีความขุ่นต่ำตามการออกแบบ UV บนกระดาษ
ตัวกรองไมโครดรัมสำหรับการขัดน้ำทิ้งแบบละเอียด ด้วยตาข่ายสแตนเลส 316L ขนาด 10-100μm และการล้างย้อนอย่างต่อเนื่องอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ตัวกรองแบบดรัมนี้จะขัดน้ำทิ้งทุติยภูมิให้เป็นของแข็งแขวนลอยต่ำ โดยจะเตรียมน้ำสำหรับสภาวะความขุ่นคงที่ ซึ่งขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการฆ่าเชื้อที่สม่ำเสมอ ดูผลิตภัณฑ์ → การปฏิบัติตามข้อกำหนดในการฆ่าเชื้อโรคเป็นปัญหาในการควบคุมก่อนที่จะเป็นปัญหาทางเคมี - พืชที่ผ่านอย่างสม่ำเสมอคือพืชที่ให้ปริมาณและเวลาสัมผัสคงที่ในขณะที่อิทธิพลเปลี่ยนแปลงรอบตัว
สำหรับวิธีการทางเคมี หน่วยงานกำกับดูแลจะประเมินค่า กะรัต: ความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้ออิสระ (C มีหน่วยเป็น มก./ลิตร) คูณด้วยเวลาสัมผัสที่มีประสิทธิผล (t เป็นนาที) พืชที่จ่าย 3 มก./ลิตร ลงในถังสัมผัสของแท้เป็นเวลา 30 นาที จะสะสม CT อยู่ที่ 90 ซึ่งสูงกว่าค่าที่แบคทีเรียเป้าหมายส่วนใหญ่ต้องการในน้ำอุ่นอย่างสบายๆ แต่อุณหภูมิที่ลดลง ค่า pH ที่เพิ่มขึ้น และความต้องการคลอรีนจากอินทรียวัตถุ ล้วนส่งผลให้ CT ที่ต้องการสูงขึ้น ซึ่งมักจะเป็นปัจจัยสองหรือสามเท่าระหว่างฤดูร้อนและฤดูหนาว
CT คือเลขคณิตที่ผู้ตรวจสอบใบอนุญาตทุกคนรู้ หากถังสัมผัสเกิดการลัดวงจร หรือกำหนดปริมาณรังสีด้วยมือหนึ่งครั้งต่อกะ CT ที่คุณออกแบบจะไม่ใช่ CT ที่คุณส่งมอบ
ระบบอัตโนมัติคือสิ่งที่ปิดช่องว่างดังกล่าว อุปกรณ์จ่ายสารอัตโนมัติเต็มรูปแบบจะควบคุมการฉีดสารเคมีให้ไหลและตัดกับเครื่องวิเคราะห์ที่ตกค้าง โดยกักคลอรีนอิสระไว้ภายในแถบแคบ แทนที่จะโอเวอร์ชู้ตระหว่างการแก้ไขด้วยตนเอง ตรรกะเดียวกันนี้ใช้กับต้นน้ำ โดยที่สารตกตะกอนและสารเคมีปรับ pH เผชิญกับการแกว่งที่เหมือนกัน ซึ่งเป็นสาเหตุ การจ่ายสารเคมีอัตโนมัติ ได้กลายเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับโรงงานบำบัดน้ำเสียสมัยใหม่
อุปกรณ์จ่ายสารเคมีอัตโนมัติเต็มรูปแบบสำหรับการควบคุมสารเคมี ระบบสามถังที่ควบคุมด้วย PLC จะเตรียมและสูบจ่ายโพลีเมอร์หรือสารละลายเคมีอย่างต่อเนื่อง โดยให้ปริมาณยาคงที่เมื่อมีการเปลี่ยนแปลง การเว้นจังหวะอัตโนมัติจะรักษาสารฆ่าเชื้อและสารตกตะกอนที่ตกค้างให้อยู่ในแถบแคบ ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงทั้งทางจุลชีววิทยาและสารเคมี ดูผลิตภัณฑ์ → การฆ่าเชื้อด้วยสารเคมีแลกความเสี่ยงทางจุลชีววิทยากับสารเคมี และใบอนุญาตสมัยใหม่ก็จำกัดการค้าทั้งสองด้านมากขึ้น
เมื่อคลอรีนทำปฏิกิริยากับอินทรียวัตถุที่หลงเหลืออยู่ในน้ำทิ้งที่มีการขัดเงาไม่ดี จะเกิดเป็นไตรฮาโลมีเทนและกรดฮาโลอะซิติก สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมของสหรัฐอเมริกาจำกัดปริมาณไตรฮาโลมีเทนทั้งหมดไว้ที่ 0.080 มก./ลิตร และกรดฮาโลอะซิติกทั้งห้าชนิดที่ 0.060 มก./ลิตรในน้ำดื่ม และกรอบการนำกลับมาใช้ใหม่มีความเข้มข้นมากขึ้นตามลำดับที่คล้ายกัน โอโซนมีปัญหาในตัวเอง กล่าวคือ ในน้ำที่อุดมด้วยโบรไมด์ อาจเกิดโบรเมตได้ ซึ่งถูกควบคุมที่ระดับไมโครกรัม
การควบคุมผลพลอยได้ที่ถูกที่สุดไม่ใช่สารเคมีชนิดอื่น แต่เป็นน้ำที่สะอาดกว่า
ในทางปฏิบัติ พืชที่ต้องต่อสู้กับผลพลอยได้แทบจะไม่ขาดสารฆ่าเชื้อเลย เนื่องจากขาดการบำบัดล่วงหน้า
การฆ่าเชื้อจะช่วยลดจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรคให้เหลือระดับการป้องกันเป้าหมาย ซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็น 3-log หรือ 99.9% ของการลดลง การฆ่าเชื้อจะทำลายจุลินทรีย์ทั้งหมด ซึ่งไม่จำเป็นและไม่ประหยัดสำหรับน้ำทิ้งและน้ำดื่ม
การปฏิบัติงานทั่วไปจะใช้เวลา 30 ถึง 60 นาทีในถังสัมผัสแบบงงงัน โดยกักเก็บคลอรีนอิสระที่ตกค้างประมาณ 0.2 ถึง 1.0 มก./ลิตร สิ่งมีชีวิตที่ทนต่อคลอรีน เช่น Giardia และ Cryptosporidium ต้องการค่า CT สูงกว่าหลายร้อยเท่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพืชหลายชนิดจึงจับคู่คลอรีนกับการกรองหรือรังสียูวี
การไหลเข้าของพายุเพิ่มความขุ่นและลดการส่งผ่านรังสีอัลตราไวโอเลต ดังนั้นอนุภาคจึงบดบังสิ่งมีชีวิตจากแสง หากระบบ UV ไม่ทำงานเฉพาะในสภาพอากาศที่เปียกชื้น สาเหตุที่แท้จริงคือการโหลดของแข็งที่ต้นน้ำแทนที่จะเป็นเครื่องปฏิกรณ์ - ให้ตรวจสอบขั้นตอนการลอยตัวและการกรองก่อน
ปฏิบัติต่อขบวนของแข็งในฐานะส่วนหนึ่งของการฆ่าเชื้อ: การลอยตัวของอากาศที่ละลายในน้ำและการตกตะกอนของท่อแบบเอียงจะช่วยลดภาระ การกรองแบบไมโครดรัมจะช่วยขัดความขุ่น และอุปกรณ์จ่ายสารเคมีอัตโนมัติจะกักเก็บสารเคมีฆ่าเชื้อไว้ที่เป้าหมาย ผู้ผลิต เช่น Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd. ที่สร้างหน่วยเหล่านี้เป็นบรรทัดเดียวทำให้อินเทอร์เฟซเหล่านั้นรักษาความสม่ำเสมอได้ง่ายขึ้น