MARCIN

GROCHOWSKI

III ROK OCHRONY ŚRODOWISKA

Metody dezynfekcji wody

przeznaczonej do celów

pitnych

www.prominent.pl

Cel i istota dezynfekcji

Dezynfekcja wody

Dezynfekcja wody

to proces, którego zadaniem

to proces, którego zadaniem

jest zniszczenie lub inaktywacja żywych i

jest zniszczenie lub inaktywacja żywych i

przetrwalnikowych form organizmów patogennych

przetrwalnikowych form organizmów patogennych

oraz zapobieżenie ich wtórnemu rozwojowi w sieci

oraz zapobieżenie ich wtórnemu rozwojowi w sieci

wodociągowej. Ma ona zapobiegać

wodociągowej. Ma ona zapobiegać

rozprzestrzenianiu się chorób zakaźnych za

rozprzestrzenianiu się chorób zakaźnych za

pośrednictwem wody używanej do picia. W

pośrednictwem wody używanej do picia. W

technologii uzdatniania wody dezynfekcja jest

technologii uzdatniania wody dezynfekcja jest

ostatnim etapem tego procesu .

ostatnim etapem tego procesu .

Główne gatunki bakterii chorobotwórczych

przenoszonych przez wodę

Bakterie

chorobotwórcze

Choroby

Salmonella typhi

dur brzuszny

S.Paratyhpi A,B,C

dur rzekomy, salmomelloza

shigella

czerwonka, ostre zapalenie

żołądka, biegunki

Escherichia Coli

ostre biegunki

Vibrio cholerae

cholera

Mycobacterium tuberculosis

gruźlica płuc

legionnella

ostre zapalenie płuc, choroba

legionisty

Leptospira

żółtaczka krętkowa, leptospiroza

C.tetani

tężec

Yersinia enterocolitica

nieżyt żołądka i jelit

Tabela

1.na podstawie, praca zbiorowa pod redakcją Jacka Nawrockiego i Sławomira Biłoroza Uzdatnianie

wody, Procesy chemiczne i biologiczne Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa-Poznań 2000

Podział metod

Metody

dezynfekcji

fizyczne

chemiczne

temperatura

ultradźwięki

Promieniowanie UV

Promieniowanie UV

www.prominent.pl

Rodzaj
mikroorganizmu

Energia E

b

[ J/m

2

]

Bakterie

20 - 200

Wirusy

26 -440

Grzyby

60 - 350

Bakterie coli

26 - 66

Energia niezbędna do niszczenia różnych
mikroorganizmów

Wady i zalety dezynfekcji wody promieniowaniem

UV

www.prominent.pl

Warunki wpływające na przebieg i

skuteczność dezynfekcji



Liczba i rodzaj mikroorganizmów



Skład fizyczno-chemicznej wody



pH



Temperatura

www.ifosn.org.pl



Ilość i rodzaj zredukowanych substancji

organicznych i nieorganicznych



Ilość zawiesin



Rodzaju środka dezynfekującego i jego dawki



Czasu kontaktu



Odporności mikroorganizmu

Zależność prędkości wymierania bakterii od czasu

działania czynnika dezynfekującego ustala prawo Chicka

α

t

=α

0

× e

-kt

α

0

-

początkująca liczba mikroorganizmów, α

t

– liczba

organizmów po czasie t, k- współczynnik szybkości obumierania
mikroorganizmów, t – czas kontaktu

Wynika stąd zależność :

k=1/t × ln α

0

/α

t

Otrzymana z tego równania wartość k określa aktywność

dezynfekującą danego środka chemicznego. Mała wartość tego
współczynnika świadczy o znacznej sile bakteriobójczej danego
środka.

Kinetyka dezynfekcji

Czas wymagany do zabicia wszystkich

mikroorganizmów można skrócić, zwiększając
stężenie środka bakteriobójczego. Wpływ wielkości
dawki początkowej i czasu kontaktu na skuteczność
dezynfekcji określa prawo Watsona :

c

n

× t = k

*

c-stężenie dezynfektanta , t - czas niezbędny do

zabicia określonej liczby mikroorganizmów , n –
wykładnik rozcieńczenia , k

*

- stała

proporcjonalności

Chemiczne metody dezynfekcji wody

Dezynfekcja wody metodami chemicznymi

polega na dawkowaniu do niej silnych utleniaczy
takich jak:

a.

Chlor

b.

Podchloryn sodowy

c.

Dwutlenek chloru

d.

Chloraminy

e.

Ozon

f.

Nadmanganian potasu

Charakterystyka dezynfektantów chlorowych

Chlor ma dwojakie zastosowanie w technologii

uzdatniania wody – jako utleniacz wstępny i
dezynfektant . Jako utleniacz wstępny jest
wykorzystywany w celu :



Niszczenia zoo- i fitoplanktonu



Wspomagania flokulacji



Obniżenia barwy przez utlenianie substancji
humusowych



Usuwania nieprzyjemnego zapachu lub smaku

Podchloryn sodowy

Podchloryn sodowy

Chloraminy

Chloraminy



Występuje w postaci uwodnionych

soli NaOCl × 5 H

2

O



Jest związkiem nietrwałym



Łatwo rozpuszcza się w wodzie



Do dezynfekcji stosuje się

rozcieńczone

wodne roztwory NaOCl



Produkt handlowy występuje w

gatunkach

A i B , które różnią się zawartością

NaOH .

Obecność NaOH zwiększa trwałość
wodnego roztworu .
Podchloryn sodowy stosuje się do
dezynfekcji wody jest ≤ 2000m

3

/d

.



Są stabilne w wodzie



Chloraminy organiczne i

nieorganiczne

charakteryzują się znacznie

niższą siłą

bakteriobójczą niż chlor

Aby mogły powstać w ilości

niezbędnej do

dezynfekcji , wymagane jest

odpowiednie

stężenie azotu amonowego .

Zalety ClO2 z punktu widzenia
efektu bakteriologicznego

Zalety ClO2 z punktu widzenia
efektu bakteriologicznego

Działanie dezynfekujące ClO2

Działanie dezynfekujące ClO2

a.

Wysoka skuteczność

bakteriobójcza

b.

Brak wpływu pH na skuteczność

działania bakterio – i

wirusobójczego

c.

Silne właściwości wirusobójcze

d.

Zabezpieczenie na długi czas

wody w sieci wodociągowej

przed ewentualnym wtórnym

zakażeniem

e.

Słabsza reaktywność w

stosunku do materii organicznej

w wodzie

f.

Brak reaktywności z

amoniakiem



Reaguje z aminokwasami
prowadząc do przerwania
syntezy protein bakteryjnych



W przypadku wirusów osłabia
syntezę RNA



Wpływa inhibitująco na
enzymy

Sposoby chlorowania wody

a.

Chlorowanie wody małą dawką chloru

b.

Chlorowanie nadmiarem chloru

c.

Chloroaminowanie

d.

Chlorowanie do punktu przełamania

.

Dechloracja wody



Nadmiar chloru usuwa się za pomocą

następujących związków



Siarczyn lub tiosiarczan sodowy



Dwutlenek siarki



Amoniak



Węgiel aktywny

Ozonowanie

Ozon można uzyskać

następującymi
metodami :

a.

Ciche wyładowania
elektryczne

b.

Fotochemiczne
generowanie

c.

Elektrochemiczne
generowanie

d.

Radiochemiczne
generowanie ozonu

Ozonowanie wstępne

Ozonowanie wstępne

Działanie dezynfekujące
ozonu

Działanie dezynfekujące
ozonu



Wzrost średniej wielkości
cząstek koloidalnych



Wzrost prędkości opadania
kłaczków



Przedłużenie cykli
filtracyjnych



Poprawę cech
organoleptycznych wody



Utlenienie materii
organicznej i
mikrozanieczyszczeń



Ozon jest najsilniejszym
środkiem dezynfekującym z
tradycyjnie stosowanych
utleniaczy



Wnikający do komórek ozon
niszczy struktury wewnątrz
komórkowe , głównie kwasy
nukleinowe powodując śmierć
komórki



Ozon od 600 d0 3000 razy
szybciej niszczy bakterie
Escherichia Coli niż chlor

Ozonowanie

Uboczne produkty dezynfekcji wody

Środek

dezynfekujący

Organiczne

produkty uboczne

Nieorganiczne

produkty uboczne

Chlor

THM, kwasy
halogenooctowe,
halogenoacetonitryle,
haloaldehydy, haloketony,
chlorofenole,
halogenopikryny, kwasy
karboksylowe,

_

Dwutlenek chloru

Aldehydy, kwasy
karboksylowe

Chloryny, Chlorany

Ozon

Kwasy karboksylowe,
aldehydy, aldo i ketokwasy

Bromiany

Metody dezynfekcji stosowane w różnych

krajach

Kraj

chlor

Dwutlene

k chloru

Ozon

Promieniowani

e UV

Australia

+++ +

-

+

Austria

+++ +

+

+

Belgia

+++ +

+

-

Francja

++

++

++

+

Niemcy

+++ +++

++

+

USA

+++ +

+

+

Szwajcar

ia

+

++

++ ++

Czechy

+++ -

+

-

Włochy

+++ +++

-

-

+++ metoda dominująca ++ stosowana ze średnią częstotliwością + z
rzadką częstotliwością

Skuteczność dezynfekcji wody przy

zastosowaniu różnych metod

Patogeny

Chlor Dwutlenek

chloru

Chlora

miny

Ozon

UV

Bakterie

++
+

+++

++ ++

+

++
+

Wirusy

++ +++

+ ++

+

++

+

Cysty
pierwotni

a-ków

+

+

+ ++ +

+++ wysoka ++ średnia + niska

Biorąc pod uwagę skuteczność działania

środków dezynfekujących, szereg od
najlepszego do najsłabszego przedstawia się
następująco :

ozon > ClO2 > Cl2 > chloraminy

natomiast ranking trwałości, od największej

do najmniejszej wygląda następująco :

chloraminy > ClO2 > Cl2 > ozon