Dezynfekcja wody. Woda pitna powinna być pozbawiona substancji chorobotwórczych. Dlatego wody naturalne zawierające bakterie i wirusy muszą być poddane dezynfekcji. Woda jest też jednym z podstawowych składników wielu produktów spożywczych. Zapewnienie czystości mikrobiologicznej wody ma podstawowe znaczenie dla jakości produktu finalnego. Przykładem może być przemysł piwowarski, rozlewnie napojów, przemysł mięsny, owocowo-warzywny.
Dezynfekcji wymaga także woda do basenów kąpielowych oraz do obiegów chłodniczych. Dezynfekcja wody polega na zniszczeniu bakterii znajdujących się w wodzie lub usunięciu ich w takim stopniu, aby spożywana woda lub produkty żywnościowe wytwarzane przy jej użyciu nie mogły być źródłem powstawania chorób. Dezynfekcja może być przeprowadzona za pomocą: – naświetlania wody promieniami ultrafioletowymi, – chlorowania, – ozonowania, – ultrafiltracji.
1. Dezynfekcja wody za pomocą ultrafioletu. Naświetlanie wody światłem ultrafioletowym jest metodą dezynfekcji, która nie wprowadza żadnych środków chemicznych, nie zmienia smaku i zapachu wody oraz nie grozi przedawkowaniem środka dezynfekcyjnego. Światło UV. Światło ultrafioletowe jest promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fali 100-400 nm. Jest to zakres światła niewidzialnego składający się z trzech przedziałów UV-A, UV-B, UV-C. Przedział UV-C o zakresie od 200 do 280 nm jest odpowiedzialny za bakteriobójcze oddziaływanie ultrafioletu na drobnoustroje. Działanie bakteriobójcze polega na absorbowaniu światła UV-C przez strukturę DNA drobnoustrojów. Stosując odpowiednio dobrany czas i natężenie promieniowania UV można całkowicie zniszczyć drobnoustroje poprzez destrukcje ich DNA. Poszczególne drobnoustroje posiadają różną odporność na działanie ultrafioletu. Dla zniszczenia określonych drobnoustrojów podawane są wielkości dawki UV w mJ/cm2.
Skuteczność dezynfekcyjna zależy od skażenia mikrobiologicznego wody przeznaczonej dla dezynfekcji. Zwykle określa się ją dla bakterii wskaźnikowych, czyli dla Escherichia Coli. Dla potrzeb dezynfekcji wody pitnej w wodociągach zwykle przyjmuje się skuteczność dla e. coli na poziomie 99,9%. Taką skuteczność zapewnia dawka UV na poziomie 40 mJ/cm2. Dawka dobierana jest w zależności od zastosowań.
|
Zastosowanie dezynfekcji
|
Dawka UV [mJ/cm]
|
| Woda procesowa. |
50 – 75
|
| Woda przeznaczona do mycia w systemie CIP. |
50
|
| Woda w myjce butelek. |
30
|
| Woda dla potrzeb farmacji i przemysłu kosmetycznego. |
75
|
| Degradacja ozonu |
125 – 150
|
Skuteczność światła UV maleje w funkcji odległości od lampy UV i zależy od parametrów fizycznych naświetlanego ośrodka (barwa, zawiesina, mętność).
2. Chlorowanie wody.
Chlorowanie jest najtańszym i najbardziej popularnym sposobem dezynfekcji. Bakterie niszczy się działając na wodę związkami chloru lub czystym chlorem gazowym. Powstają przy tym podchloryny – jako czynny związek w odkażaniu wody. Najbardziej popularnym środkiem stosowanym do dezynfekcji jest roztwór podchlorynu sodu NaOCl. Dawka chloru powinna być dobierana odpowiednio do jakości wody. Do przygotowywania i dawkowania roztworu służą chloratory.
Chlorator składa się z: - przeponowej pompy ssąco-tłoczącej z silnikiem, - polietylenowego zbiornika na roztwór podchlorynu sodowego, - przewodu zasysającego zawarty w zbiorniku roztwór dezynfekujący, - przewodu odprowadzającego. Chlorator powinien być instalowany w osobnych pomieszczeniach wyposażonych w wentylację i możliwie najbliżej odbiornika, do którego ma być wtłaczany roztwór podchlorynu sodowego. Ubocznym skutkiem dezynfekcji wody chlorem jest pogorszenie jej zapachu i smaku.
3. Dezynfekcja wody metodą ozonowania.
Ozonowanie polega na przepuszczaniu przez wodę powietrza nasyconego ozonem O3 (tlenem trójatomowym). Ozon wytwarzany jest w specjalnych urządzeniach zwanych ozonatorami (generatorami ozonu). Produkcja ozonu oparta jest na zasadzie cichego, elektrycznego wyładowania w zmiennym polu wysokiego napięcia, które oddziaływuje na strumień czystego, suchego tlenu lub powietrza z otoczenia. Stacja ozonowania wody składa się z urządzeń do wytwarzania ozonu (ozonatorów) oraz zbiorników kontaktowych służących do wprowadzania ozonu do dezynfekowanej wody. Mieszanie ozonu z dezynfekowaną wodą odbywa się w zbiorniku absorbcyjnym (absorberze).
Jako podstawową powszechnie obowiązującą zasadę przyjęto następujące wymaganie: aby uzyskać najwyższy stopień dezynfekcji wody pitnej, stężenie ozonu resztkowego w ilości 0,4 mg/dm3 musi być utrzymywane przez okres 4 minut. Ozon posiada wiele zalet, które wykorzystuje się w uzdatnianiu wody: - podczas wstępnego ozonowania wpływa na poprawę koloru i smaku wody, - powoduje zniszczenie drobnoustrojów znajdujących się w wodzie, - w czasie ozonowania zasadniczego utlenieniu ulegają zanieczyszczenia śladowe takie jak pestycydy i substancje powierzchniowo czynne, - ozon powoduje biologiczną dezintegrację substancji organicznych, które z kolei na biologicznie aktywnym filtrze ulegają dalszemu rozpadowi na CO2 i wodę. Dezynfekcję wody metodą ozonowania stosuje się najczęściej w odniesieniu do wody basenowej, a także w przypadku takich obiektów jak delfinaria lub duże akwaria. Ozon stosuje się także do oczyszczania ścieków np. substancji powierzchniowo czynnych i detergentów z pralni.
