6. Dezynfekcja wody – cel, metody, czynniki wpływające na efektywność procesu, charakterystyka stosowanych dezynfektantów.

Cel dezynfekcji (pojęcie dezynfekcji):
- zniszczenie żywych i przetrwalnikowych form organizmów patogennych (bakterii, wirusów, grzybów, pierwotniaków)

- zapobieganie ich wtórnemu rozwojowi w sieci wodociągowej

- zapobieganie rozprzestrzenianiu się chorób

Sposoby dezynfekcji wody:

1. Fizyczne:

- gotowanie

- pasteryzacja – zapewniając odpowiednią temperaturę wody oraz czas jej ogrzewania można uzyskać odkażenie wody przez niszczenie wszystkich organizmów patogennych.

- stosowanie ultradźwięków – przyjmuje się, że bakterie i wirusy niszczone są mechanicznie drganiami fal w polu działania ultradźwięków

- stosowanie promieni UV – skutecznie niszczy mikroorganizmy, a maksymalną efektywność destrukcji stwierdza się przy długości fal 265 nm. Wadą tej metody jest to, że działanie dezynfekujące występuje tylko w czasie naświetlania wody promieniami UV, wobec czego jeden z celów dezynfekcji – zapobieganie wtórnemu rozwojowi bakterii w sieci wodociągowej – nie jest spełniony. Zaletą natomiast jest fakt, iż metoda ta nie zmienia składu fizyczno-chemicznego wody

- promieniowanie gamma

1. Chemiczne:

- stosowanie chloru i jego związków (chlor, dwutlenek chloru, podchloryn sodu, chloraminy)

- utlenianie pierwiastków z rodziny fluorowców (jod, brom)

- ozonowanie

- utlenianie kwasem nadoctowym

Dobry dezynfektant powinien:

- charakteryzować się dużą siłą bakteriobójczą, wirusobójczą w stosunku do wszystkich patogenów, które znajdują się w wodzie i niszczyć je w wyznaczonym czasie

- zabezpieczyć wodę przed wtórnym skażeniem w sieci wodociągowej

- nie wytwarzać związków toksycznych w wodzie

- nie wpływać ujemnie na cechy organoleptyczne wody, tj, zapach, smak

Dezynfektanty:

Skuteczność Å›rodków chemicznych: O₃ > ClO₂ > Cl₂ > chloraminy

TrwaÅ‚ość Å›rodka: Chloraminy > ClO₂ > Cl₂ > O₃

• chlor gazowy Cl₂ – stosowany w postaci gazowej lub roztworu wodnego, tzw. Wody chlorowej
• dwutlenek chloru ClO₂
• podchloryn sodu NaOCl
• chloraminy NH₂Cl, NHCl₂, NCl₃

• wapno chlorowane Ca(ClO)Cl, Ca(ClO)₂

Mechanizm działania dezynfekcji wszystkich dezynfekantów sprowadza się do reagowania ze składnikami cytoplazmy, co powinno prowadzić do zabicia mikroorganizmów. Po wprowadzeniu dezynfekanta do wody najpierw zachodzi utlenianie związków nieorganicznych i organicznych, a następnie dopiero właściwa dezynfekcja.

Wskaźnik skuteczności dezynfekcji wody CT
C – stężenie pozostałego środka dezynfekującego (mg/l)

T – czas kontaktu (min)

Zależy od temperatury i pH. Zapewniający usunięcie 99,9% cyst Giardia i 99,9% wirusów.

Czynniki decydujące o przebiegu i skuteczności dezynfekcji:

- liczba i rodzaj mikroorganizmów

- skład fizyczny i chemiczny wody (odczyn pH , temperatura, ilość i rodzaj redukowanych substancji organicznych i nieorganicznych, zawiesiny, mętność)

- rodzaj środka

- dawka, czas kontaktu (wpÅ‚yw czasu i dawki na skuteczność dezynfekcji okreÅ›la wzór: Cⁿ*t=k)

- odporność mikroorganizmów

Chlorowanie – polega na wprowadzeniu do wody chloru. Część wprowadzonego chloru zużyta jest na utlenienie zawartych w wodzie substancji nieorganicznych. Ta ilość chloru nazywa się ogólnie zapotrzebowaniem chloru. Po zakończeniu reakcji utleniania w wodzie pozostaje jeszcze tzw. chlor pozostały związany oraz pozostały chlor wolny (HClO lub ClO^-)

Wykres

A – nie zawiera azotu amonowego, w wodzie bez azotu amonowego po utlenieniu związków zredukowanych stężenie chloru pozostałego wzrasta proporcjonalnie do dwaki.

B – zawiera azot amonowy, gdy w wodzie jest azot amonowy to po utlenianiu powstają i gromadzą się chloraminy, aż do max (b1), dalsze wprowadzanie chloru powoduje utlenienie chloramin, aż do pojawienia się chloru pozostałego wolnego, ten moment nazywamy punktem przełamania (b2)

Ozonowanie - do wytwarzania ozonu służą generatory ozonu – ozonatory – płytowe lub surowe.
Suche i czyste powietrze przepływa przez komorę cichych wyładowań elektrycznych uzyskanych pod wpływem działania prądu zmiennego o napięciu 10-20kV. Powietrze opuszczając komorę ozonatora zawiera ok. 0,5-1,5%. Objętości ozonu wprowadzane są do dezynfekowanej wody.

Promieniowanie UV – wywołuje zmiany w obrębie DNA, prowadzi do śmierci komórki. Zbyt małe może działać stymulująco lub bakteriostatycznie.
Zalety: brak produktów ubocznych dezynfekcji
Wady: efektywność nie może być zaraz sprawdzona przez pomiar pozostałego środka dezynfekcyjnego, brak pozostałego środka dezynfekcyjnego zabezpieczającego wodę przez wtórnym zanieczyszczeniem.

Warunki prowadzenia skutecznej dezynfekcji wody
- korzystanie ze źródeł wody możliwie nie skażonych zanieczyszczeniami typu feralnego oraz zapewnienie ochrony źródeł przed zanieczyszczeniami
- skuteczne oczyszczanie wody w procesach poprzedzajÄ…cych dezynfekcje
- przestrzeganie odpowiednich warunków prowadzenia procesu (np. pH)
- zapewnienie odpowiedniej klarowności wody