¿Cuáles son los principales métodos de desinfección del agua actualmente?
En segundo lugar, introduzca la desinfección física
Principios biológicos de la desinfección ultravioleta
A. Breve análisis de la aplicación de la tecnología de desinfección ultravioleta en el agua potable desinfección con cloro desinfección con cloro Puede producir subproductos cancerígenos de la desinfección con cloro. En los últimos años, el descubrimiento de Giardia y Cryptosporidium ha planteado serios desafíos al proceso de desinfección con cloro existente. La gente ha comenzado a buscar nuevas tecnologías de desinfección alternativas para mejorar eficazmente el efecto de la desinfección y reducir el impacto de los subproductos producidos durante el proceso de desinfección. sobre los peligros potenciales para la salud humana para garantizar la seguridad microbiológica y química del agua potable. Entre las muchas tecnologías de desinfección disponibles, la desinfección ultravioleta ha atraído mucha atención porque no agrega productos químicos, tiene buenos efectos de desinfección y no tiene subproductos de desinfección. La desinfección UV tiene una historia muy larga. En Europa, la desinfección ultravioleta del agua potable tiene una historia de casi cien años.
En 1910, una planta potabilizadora de Marsella, Francia, instaló por primera vez un sistema de desinfección ultravioleta para desinfectar el agua potable. Hasta ahora, se han instalado casi 4.000 sistemas de desinfección ultravioleta a gran escala en plantas de tratamiento de aguas residuales en los países occidentales desarrollados, y el número de fabricantes que aplican esta tecnología representa aproximadamente el 10% del total de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Al mismo tiempo, a finales de 2001, más de 2.000 plantas acuáticas habían adoptado la tecnología de desinfección ultravioleta, lo que representa más del 10% del número total de plantas acuáticas. Un gran número de proyectos de transformación de la tecnología de desinfección ultravioleta están en marcha. Debido a las destacadas ventajas de la desinfección ultravioleta en términos de protección ambiental y seguridad personal, muchos países de Europa y América del Norte han incluido la desinfección ultravioleta como la primera opción para terminales de agua y entradas de agua de usuarios y pequeños sistemas de suministro de agua. Especialmente después de que se descubrió Cryptosporidium en el agua del grifo, Estados Unidos ha incluido la tecnología de desinfección ultravioleta en las regulaciones de suministro de agua como el mejor medio para desinfectar el agua del grifo.
El ultravioleta se encuentra entre los rayos X y la luz visible, y generalmente se divide en la región ultravioleta del vacío (
El ácido nucleico es la sustancia básica y base de la vida de todos los seres vivos. Nucleico El ácido se puede dividir en ácido ribonucleico (ARN) y ácido desoxirribonucleico (ADN). Son similares en que son cadenas de polinucleótidos conectadas por enlaces fosfodiéster basados en el principio de emparejamiento de bases purina y pirimidina. absorben energía ultravioleta, causando así daño al ADN. Las dos formas más comunes de daño son los dímeros de ciclobutano-pirimidina (CPD) y los fotoproductos de pirimidina-pirimidinona (PP). Cuando el ADN se expone a la luz ultravioleta, las bases de pirimidina adyacentes. -La unión forma un anillo tetracíclico de ciclobutano, saturando los dobles enlaces en las posiciones 5 y 6 de las dos bases, formando un fotoproducto de pirimidina-pirimidinona que consta de 5 átomos de carbono de 5 pirimidinas y 6 o 3 carbonos de pirimidina. Se formó el anillo de dioxano o azetidina 4. entre el átomo 4 y el átomo de oxígeno o isómero imino ubicado en el átomo de carbono 4 hay un enlace químico relativamente estable, lo que evita la replicación del ADN. Por otro lado, bajo la irradiación ultravioleta, se pueden generar radicales libres que causan fotoionización, lo que hace que los microorganismos sean incapaces de hacerlo; se reproducirán y reproducirán de forma natural o serán destruidos por el sistema inmunológico humano sin causar daño al cuerpo humano, logrando así el propósito de la desinfección
B. en agua, la desinfección ultravioleta tiene un efecto de inactivación muy bueno sobre varios microorganismos en el agua y la velocidad de esterilización es rápida, principalmente en 1 segundo. Además, la tecnología de desinfección ultravioleta también tiene un efecto de inactivación muy bueno sobre varios microorganismos en el agua. un buen efecto de inactivación sobre los microorganismos patógenos Giardia y Cryptosporidium que se han descubierto en los últimos años. Los quistes de Cryptosporidium se descargan al medio ambiente a través de las heces de humanos y animales, y los huevos de Cryptosporidium pueden sobrevivir en el medio ambiente durante mucho tiempo. Los quistes de Giardia sobreviven más tiempo que otros patógenos transmitidos por el agua y pueden causar brotes de muchas enfermedades. Las enfermedades causadas por Cryptosporidium son muy graves, con síntomas comunes que incluyen diarrea, vómitos y fiebre baja, similares a los síntomas de la gripe.
Para los pacientes con una función inmunológica comprometida, como los pacientes con SIDA, la afección es más grave y puede provocar la muerte.
Por ejemplo, en 1994 se produjo un brote de criptosporidiosis en Las Vegas, EE. UU., y murieron 20 pacientes de SIDA. Las investigaciones de los últimos años han demostrado que cuando la dosis de radiación de las lámparas de mercurio de baja presión y de media presión es de 30 J/m2, el Cryptosporidium parvum puede inactivarse en más del 99,9%. Un gran número de experimentos han demostrado que la baja presión. Las lámparas de mercurio y las lámparas de mercurio de presión media pueden inactivar eficazmente el criptosporidio. La desinfección UV también es muy eficaz contra Legionella. Muraca comparó los efectos de inactivación del ozono, la luz ultravioleta, el cloro y el calor sobre la bacteria Legionella. La luz ultravioleta y el calentamiento (60 grados) durante 65.438±0 horas producen una inactivación de 5 log, mientras que el cloro y el ozono requieren 5 horas para lograr el mismo efecto de inactivación.
c Comparación de la desinfección ultravioleta y otros métodos de desinfección Comparación de cinco métodos de desinfección comúnmente utilizados en términos de efectividad, costo y seguridad de la desinfección. Como se puede ver en la tabla, varios desinfectantes químicos chinos tardan mucho en inactivar los microorganismos, mientras que la desinfección ultravioleta solo tarda unos segundos en lograr el mismo efecto de inactivación. Los desinfectantes químicos producirán algunos subproductos de la desinfección que son perjudiciales para la salud humana y su funcionamiento y gestión también son complicados. La desinfección ultravioleta no produce subproductos de desinfección durante el proceso de esterilización, es simple de operar y tiene menores inversiones en infraestructura y costos operativos que otros métodos de desinfección química.
d Ventajas y desventajas de las aplicaciones de desinfección ultravioleta La tecnología de desinfección ultravioleta tiene ventajas incomparables sobre otras tecnologías de desinfección y supera las deficiencias de las tecnologías de desinfección tradicionales existentes. Muchos países de Europa, Canadá y Estados Unidos en América del Norte revisaron respectivamente su legislación ambiental en la década de 1990 y recomendaron el uso de tecnología de desinfección ultravioleta en la desinfección de aguas residuales tratadas y agua potable.
Ventajas de la desinfección ultravioleta
(1) La tecnología de desinfección ultravioleta tiene una alta eficiencia de esterilización y un funcionamiento seguro y confiable. La desinfección ultravioleta tiene una alta eficiencia para inactivar bacterias y virus. Dado que no se agregan productos químicos, no causará contaminación secundaria al agua ni al medio ambiente.
(2) Tiene especial efecto desinfectante sobre Cryptosporidium y Giardia. El proceso de desinfección con cloro convencional tiene un efecto de inactivación muy bajo sobre Cryptosporidium y Giardia. Producirá una gran cantidad de subproductos de desinfección con una dosis de cloro más alta, mientras que la desinfección ultravioleta puede lograr el efecto deseado con una dosis de ultravioleta más baja. contra Cryptosporidium y Giardia.
(3) No produce subproductos tóxicos y nocivos y no aumenta el contenido de AOC del agua potable. La desinfección ultravioleta no cambia las características de la materia orgánica y, debido a que no agrega ninguna sustancia química, no producirá subproductos dañinos para el cuerpo humano y no aumentará el AOC, BDOC y otros subproductos que dañen el sistema biológico. Estabilidad de la red de tuberías de agua.
(4) Puede reducir el olor y degradar trazas de materia orgánica. Los rayos ultravioleta tienen cierta capacidad para degradar diversas trazas de materia orgánica en el agua y pueden reducir el olor y el sabor del agua.
(5) Tamaño reducido, operación y mantenimiento sencillos y bajo coste. La desinfección con cloro de 50.000 toneladas de aguas residuales al día requiere la construcción de un canal de contacto de 1,30 m de largo y 3 m de ancho. El uso de desinfección ultravioleta solo requiere un área de 20 metros de largo y 3 metros de ancho. La desinfección ultravioleta es simple de operar y mantener, tiene bajos costos operativos y solo cuesta 4 yuanes o menos por tonelada de agua. ventajas de rentabilidad. (6) El efecto de desinfección se ve muy poco afectado por la temperatura del agua y el valor del pH.
Las deficiencias de la tecnología de desinfección ultravioleta en aplicaciones de ingeniería
Incluyen principalmente los siguientes aspectos:
(1) No existe capacidad de esterilización continua si el agua desinfectada. Se contaminará nuevamente cuando se encuentre con nuevas fuentes de contaminación y debe usarse junto con cloro (2) La turbidez y los sólidos suspendidos en el agua tienen un mayor impacto en la esterilización ultravioleta, lo que reduce el efecto de desinfección;
(3) Carcasa de la lámpara ultravioleta Es fácil de escalar, lo que afecta la penetración y el efecto de esterilización de los rayos ultravioleta. La cubierta exterior debe limpiarse con regularidad y se deben tomar medidas de enfriamiento de la superficie para evitar la formación de incrustaciones en el tubo. >
(4) Fenómeno de resurrección bacteriana, algunos virus y bacterias que son inactivados por rayos ultravioleta. Los tejidos dañados se pueden reparar con la ayuda de la luz para lograr la resurrección, mientras que otros pueden sufrir una resurrección oscura (sin luz);
(5) Hay poca experiencia en uso doméstico. En nuestro país, aunque paulatinamente se han ido utilizando sistemas ultravioleta en ingeniería, la investigación sobre la tecnología de desinfección ultravioleta no se ha llevado a cabo en su totalidad y todavía existen muchos problemas en la aplicación de la desinfección ultravioleta.
Perspectivas de aplicación de la tecnología de desinfección ultravioleta
La desinfección ultravioleta tiene un amplio espectro y es muy eficaz contra muchos microorganismos patógenos. Muchos países de Europa, Canadá y Estados Unidos de América del Norte revisaron su legislación ambiental en la década de 1990 y se recomendó la tecnología de desinfección UV para la desinfección de aguas residuales tratadas y agua potable. En la actualidad, la luz ultravioleta se ha utilizado en la desinfección de agua potable, agua reciclada, aguas residuales domésticas y aguas residuales industriales. Aunque existen algunos problemas con la tecnología de desinfección ultravioleta, como la falta de capacidad de esterilización duradera, problemas de fotorreparación bacteriana, vida útil de las lámparas, etc., se cree que con la profundización de la investigación sobre la tecnología de desinfección ultravioleta, el desarrollo de medios -aparecerán lámparas de presión y lámparas de pulso con mayor eficiencia de esterilización, lo que extenderá la vida útil de la lámpara. Además de una investigación en profundidad sobre el diseño de sistemas de desinfección ultravioleta, la comercialización y localización de productos de dispositivos de desinfección ultravioleta, la tecnología de desinfección ultravioleta ecológica y eficiente tendrá buenas perspectivas de aplicación en la desinfección del agua potable de mi país. En resumen, varios desinfectantes tienen sus propias ventajas y desventajas y deben aplicarse de acuerdo con las características del agua cruda y las plantas acuáticas.
Tres. Introducción a la desinfección química
Los procesos habituales de desinfección del agua potable incluyen cloro líquido, cloramina, dióxido de cloro, ozono, luz ultravioleta, desinfección por membranas, etc. Se analizaron el mecanismo, las características operativas y los efectos del tratamiento de varios procesos de desinfección. El proceso de purificación profunda del agua potable puede eliminar eficazmente los precursores de subproductos de desinfección y los microorganismos patógenos. Se recomienda utilizar cloramina o dióxido de cloro como desinfectante final, y la oxidación con ozono se puede utilizar como solución de tratamiento previo. Se analizó el ámbito de aplicación de la tecnología de desinfección ultravioleta.