Laky Dóra Ózon és ultraibolya sugárzás felhasználása ivóvíz fertőtlenítésre Konzulens: Dr. Licskó István Prof. Tuula Tuhkanen 2002. szeptember 25.

Az előadások a következő témára: "Laky Dóra Ózon és ultraibolya sugárzás felhasználása ivóvíz fertőtlenítésre Konzulens: Dr. Licskó István Prof. Tuula Tuhkanen 2002. szeptember 25."— Előadás másolata:

1

2 Laky Dóra Ózon és ultraibolya sugárzás felhasználása ivóvíz fertőtlenítésre Konzulens: Dr. Licskó István Prof. Tuula Tuhkanen 2002. szeptember 25.

3 FERTŐTLENÍTÉS

4 Fertőtlenítés vízben élő patogének számának csökkentése baktériumok, vírusok, protozoák Vibrio Cholerae Giardia lamblia Cryptosporidium parvum egyéb fertőtlenítőszerek vizsgálata Célja: 1910-től klór alkalmazása (olcsó, hatékony) 1970-es évek: klór káros melléktermékeinek felfedezése

5 Matematikai modellek t N N0N0 t -ln(N/N 0 ) -dN/dt = k 1 N N t = N 0 exp(-kt) -dN/dt = k C n N N t = N 0 exp(-kC n t) N t = N 0 exp(-kCt) Chick modell Chick-Watson modell CT koncepció n = 1 CntCnt CntCnt Ct

6 ÓZON ALKALMAZÁSA

7 Ózon alkalmazása az ivóvízkezelésben 1886 - fertőtlenítő hatás felismerése Kezdeti alkalmazások fertőtlenítés íz- és szaganyagok eltávolítása 1960 - új alkalmazások vas- és mangán eltávolítás színanyagok eltávolítása a koaguláció-flokkuláció hatékonyabbá tétele mikroszennyezők eltávolítása alga eltávolítás

8 O3O3 Előállítása: levegő ill. oxigén 3 O 2 + energia  2 O 3 Gázok előkezelése szükséges ózon előállítást megelőzően

9 Ózon generálás

10 Láncreakciót kezdeményező anyagok Láncreakciót elősegítő anyagok Láncreakciót akadályozó anyagok

11 T = 20 ˚C pH = 6-7 Ózon lebomlása – ionmentes víz idő (min) Ózon koncentráció (mg/l) T = 10 ˚C pH = 8,6 Ózon lebomlása – csapvíz idő (min) Ózon koncentráció (mg/l)

12 Oxidáció az ózon által Oxidáció az OH gyökök által Oxidációs lehetőségek O3O3 M M OH OH - M ox M’ ox

13 Fertőtlenítés ózonnal Reakció a sejtet alkotó molekulákkal szénhidrátok aminosavak zsírsavak nukleotidok Mikroorganizmusok hatástalanítása baktériumok: membrán, nukleinsav, enzimek vírusok: fehérjeburok, nukleinsav protozoák: ciszta fala átjárható, nukleinsav fehérjék membrán DNS, RNS nukleinsav, sejtfal enzimek sejtet alkotó fehérjék ! !

14 Mikroorganizmus KlórKlóramin Klórdioxid Ózon pH = 6 - 7 pH = 8 - 9 E. coli Polio 1 Rotavirus G. lamblia cyst G. muris cyst C. parvum 47-150 0,006-0,06 0,2-2,1 3810-6480 0,01-0,05 0,1-0,2 0,2-6,7 770-3740 1,1-2,5 0,034-0,0595-180 0,4-0,75 0,02 0,5-0,6 30-630 1400 1,8-2,0 7,2-18,5 7200 7200* 78* 5-10 _ _ 99%-os hatástalanításhoz tartozó CT értékek az egyes fertőtlenítőszerek esetében (mg x min / l) (* 90%-os hatástalanítás) (EPA, Öllős, Langlais et al.)

15 Előny Hátrány hatékony fertőtlenítőszer fertőtlenítési melléktermékek reakció egyéb szennyezőkkel gyors lebomlás; maradék fertőtlenítőszer hiánya o o o O3O3 másodlagos fertőtlenítőszer fertőtlenítési melléktermékek; szerves molekulák

16 Előny Hátrány hatékony fertőtlenítőszer fertőtlenítési melléktermékek reakció egyéb szennyezőkkel gyors lebomlás; maradék fertőtlenítőszer hiánya fertőtlenítési melléktermékek; szerves molekulák, o o o O3O3 másodlagos fertőtlenítőszer BAC esetleges bromát képződés költség

17 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 543210543210 idő (nap) logCFU/mL Mikroorganizmusok újraszaporodása fertőtlenítés után Klórral kezelt Fertőtlenítés nélkül Ózonnal kezelt (Miettinen et al.)

18 t N N0N0 Ct t -ln(N/N 0 ) Ct Méretezés: CT-koncepció alapján

19

20 Ózonmentes víz Ózondús víz Ózondús gáz

21 ózon bevezetés kontaktidő biztosítása terelőfalak  kedvezőbb hidraulika

22 Szajna vízelosztó hálózat flokkuláció ülepítő aktív szén tisztavíz med. előózonozás ózon vegyszer bekeverés koaguláns közbenső ózonozás ózon végső ózonozás ózon klór

23 UV SUGÁRZÁS ALKALMAZÁSA

24 UV sugárzás – fizikai úton hatástalanítja a mikroorganizmusokat T G AAC TTGT A G C C A T G C G C A A C G T UV 253,7 nm KETTŐS KÖTÉS KIALAKULÁSA DNS

25

26 Részleges áthatolás UV fény szóródás Árnyékolás Korlátozott hatástalanítás Teljes áthatolás UV fény szóródás Korlátozott hatástalanítás UV lámpa Árnyékolás Részleges áthatolás Teljes áthatolás UV lámpa

27 UV sugárzás – előnyök és hátrányok Előnyök fizikai úton hatástalanítja a mikroorganizmusokat egészségre ártalmas fertőtlenítési melléktermékek nem keletkeznek rövid kontakt idő Hátrányok maradék fertőtlenítőszer hiánya vízminőség hatása a fertőtlenítés hatékonyságára vas, magnézium, kálcium lerakódás biofilm képződés fényelnyelés, részecskék hatása

28 FERTŐTLENÍTÉS UTÁNI VÍZMINŐSÉG ROMLÁS

29 g/m 2 belső csőfelület Biofilm képződés (Lund et al.) Fertőtlenítés nélkül Klórral kezelt UV sugárzással kezelt Ózonnal kezelt

30 Összefoglalás, következtetések vízminőségi paraméterek értékelése fertőtlenítés hatékonysága az egyéb oxidációs folyamatok értékelése fertőtlenítési melléktermékek keletkezése fertőtlenítést követő vízminőség romlás

31