arrow_backEmergency WASH

POST Третинне фільтрування та дезінфекція

Залежно від кінцевого використання стоків або національних стандартів для скиду та кінцевого використання може бути потрібним такий етап як пост-обробка для видалення патогенів, залишкових завислих твердих часток та/або розчинених компонентів. Найчастіше з цією метою використовуються процеси третинного фільтрування та дезінфекції.

Пост-обробка потрібна не завжди, і рекомендується використовувати прагматичний підхід. Якість стоків повинна відповідати будь-якому бажаному кінцевому використанню, якості приймаючої водойми та місцевим нормативам щодо скидання стоків. Рекомендації Всесвітньої організації охорони здоров’я надають корисну інформацію про оцінювання та управління ризиками, пов’язаними з мікробіологічними загрозами та токсичними хімікатами. Хлорний розчин може дезінфікувати стоки із низьким вмістом органічних речовин та зменшити кількість патогенів у фекальному мулі, але хлор витрачається на окиснення органіки і тому не використовується ефективно. Дезінфекція мулу не є пост-обробкою і може проводитися з використанням молочнокислого бродіння S.19 , обробки сечовиною S.18 та обробки гашеним вапном S.17 .

Знищення (патогенних) мікроорганізмів шляхом інактивації (за допомогою хімічних реактивів, радіації чи тепла) або процесів фізичного розділення (наприклад, мембран). Див. POST

Проєктні міркування

Процеси третинного фільтрування можна класифікувати або як глибинне (або з ущільненим шаром) фільтрування, або як поверхневе фільтрування (наприклад, мембрани). Глибинне фільтрування передбачає видалення залишкових завислих твердих часток через пропускання рідини крізь фільтруючий шар із гранульованого фільтруючого матеріалу (наприклад, піску). У разі використання активованого вугілля в якості фільтруючого матеріалу, основним процесом є адсорбція. Абсорбери з активованим вугіллям видаляють різноманітні органічні та неорганічні сполуки, а також усувають смак і запах. Поверхневе фільтрування передбачає видалення твердої фракції шляхом механічного просіювання у ході того, як рідина проходить через тонку перегородку (наприклад, фільтруючий шар). Глибинна фільтрація успішно використовується для видалення цист та ооцист найпростіших, тоді як ультрафільтраційні мембрани надійно видаляють бактерії та віруси. Розробляються процеси мембранної фільтрації низького тиску (у тому числі гравітаційні мембранні фільтри). Дезінфекція включає руйнування, інактивацію та/або видалення патогенних мікроорганізмів, що досягається хімічними, фізичними або біологічними засобами. З огляду на низьку вартість, наявність та легку експлуатацію хлор історично був саме тим засобом для дезінфекції, який обирали для обробки стічних вод. Хлор окислює органічні речовини, у тому числі мікроорганізми та патогени. Альтернативні системи дезінфекції включають ультрафіолетове (УФ) світло та озонування. УФ-світло із сонячного світла вбиває віруси та бактерії. Дезінфекція відтак може відбуватися у неглибоких ставках. УФ випромінювання також можна генерувати за допомогою спеціальних ламп, які можна встановлювати у каналі чи трубі. Озон є потужним окиснювачем та генерується із кисню в енергоємкому процесі. Він розкладає як органічні, так і неорганічні забрудники, у тому числі речовини, які спричиняють появу неприємного запаху.

Знищення (патогенних) мікроорганізмів шляхом інактивації (за допомогою хімічних реактивів, радіації чи тепла) або процесів фізичного розділення (наприклад, мембран). Див. POST

Матеріали

Технології пост-обробки потребують спеціальних матеріалів. Доступ до хлору, УФ ламп, фільтруючих матеріалів, таких як активоване вугілля чи мембрани, може бути ускладненим, особливо на фазі гострого реагування. Доступ до хлору може бути чутливим питанням, оскільки його можна використовувати для виробництва хімічної зброї.

Застосовність

Рішення встановити технологію пост-обробки залежить переважно від вимог якості щодо бажаного кінцевого використання та/або національних стандартів. Інші фактори, які потрібно врахувати, включають характеристики стоків, бюджет, наявність матеріалів, а також спроможності щодо експлуатації та технічного обслуговування. Пост-обробку можна застосовувати ефективно лише після функціонуючої вторинної очистки. Патогени часто маскуються за завислими твердими частками у невідфільтрованих вторинних стоках. Хлор не повинен використовуватися, якщо вода містить значну кількість органічних речовин, оскільки можуть формуватися похідні продукти дезінфекції. Пост-обробка не є пріоритетним завданням під час гострого реагування. Проте з огляду на її високу ефективність щодо видалення патогенів її впровадження можна розглядати під час фази відновлення задля мінімізації ризиків для громадського здоров’я.

Організм або інший збудник, що викликає захворювання.

Експлуатація та технічне обслуговування

Методи пост-обробки вимагають постійного моніторингу (якості стоків, втрати напору у фільтрах, дозування речовин для дезінфекції тощо) задля забезпечення високої ефективності. З огляду на накопичення твердих часток і ріст мікроорганізмів ефективність піщаних, мембранних фільтрів та фільтрів з активованого вугілля зменшується із часом. Потрібне часте очищення (зворотне промивання) або заміна фільтруючого матеріалу. Потрібні експертні знання, особливо задля уникнення пошкодження мембран або визначення правильного дозування хлору та забезпечення належного змішування. Озон потрібно генерувати на місці, оскільки він є хімічно нестабільним та швидко розкладається до кисню. Під час УФ дезінфекції УФ лампу потрібно регулярно чистити та замінювати щороку. 

Здоров’я та безпека

Потрібно завжди використовувати належне особисте захисне спорядження. У разі застосування хлору (чи озону) до недостатньо очищених стоків, можуть з’явитися такі похідні продукти дезінфекції, як тригалометани, що може становити загрозу навколишньому середовищу та людському здоров’ю. Також існують занепокоєння щодо безпеки, пов’язані з роботою та зі зберіганням рідкого хлору. Адсорбція активованого вугілля та озонування можуть видаляти неприємні запахи і кольори, покращувати прийняття населенням повторного використання оборотної води. Фільтруючий матеріал забруднюється після використання і потребує належної обробки/утилізації у разі заміни.

Витрати

Фільтрування через пісок та ставки є відносно дешевими (але ставки потребують багато місця), тоді як активоване вугілля та мембранні фільтри є дорожчими варіантами. У випадку адсорбції активованого вугілля фільтруючий матеріал потрібно регулярно замінювати. Витрати на озонування зазвичай є вищими порівняно з іншими методами дезінфекції. Хлор часто є широкодоступним і недорогим.

Процес механічного розділення з використанням пористого матеріалу (наприклад, тканини, паперу, шару піску або шару змішаних середовищ), який затримує тверді частинки і пропускає рідку або газоподібну фазу. Розмір пор матеріалу визначає, що затримується, а що проходить.

Соціальні міркування

Для експлуатації та управління технологіями пост-обробки потрібні фахівці.

Ключові критерії прийняття рішень

Вхідні продукти

Стічні води

Вихідна продукція


Екстрена фаза

Гостра реакція +
Стабілізація +
Відновлення + +

Складні ґрунтові умови

Підходить

Рівень застосування / масштаб

Околиці +
Громадський + +

Водні та сухі технології

На водній основі

Рівень управління

Спільний доступ +
Місто + +

Технічна складність

Середній

Потрібне місце

мало

Цілі та основні функції

Видалення залишкових завислих твердих часток та патогенів

Сила і слабкість

  • Додаткове видалення патогенів та/або хімічних забрудників
  • Може дозволяти безпосереднє повторне використання очищеної стічної води
  • Навички, технологія, запчастини та матеріали можуть не бути локально доступними
  • Потрібне постійне джерело електропостачання та/або хімікатів
  • Фільтруючі матеріали потребують регулярного промивання або заміни
  • Хлорування та озонування можуть формувати токсичні похідні продукти дезінфекції

Вибрана література

Robbins, D. M., Ligon, G. C. (2014): How to Design Wastewater Systems for Local Conditions in Developing Countries. IWA Publishing, London, UK

Tchobanoglous, G., Burton, F. L., Stensel, H.D. (2004): Wastewater Engineering: Treatment and Reuse. Metcalf & Eddy, New York, US

NWRI (2012): Ultraviolet Disinfection. Guidelines for Drinking Water and Water Reuse., California, US

WHO (2006): WHO Guidelines for the safe use of wastewater, excreta and greywater, Geneva, Switzerland

arrow_upward