Page 1

ΜΑΘΗΜΑΤΑ eLEARNI NG ΓΙ Α ΤΟΝ ΛΕΙ ΤΟΥΡΓΟ ΤΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ ΒΙ ΟΛΟΓΙ ΚΟΥ ΚΑΘΑΡΙ ΣΜΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙ Ο 2. 6

ΚΥΡΙΕΣΜΕΘΟΔΟΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΑΣΤΙΚΩΝ ΛΥΜΑΤΩΝ


Nireas Project

E-learning

Page 1


Nireas Project

Πίνακας περιεχομένων 1. ..........................................................................................Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 2. ..........................................................................................Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 2.6 ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ....................................................................................................................... 7 2.6.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ................................................................................................................. 7 2.6.2 ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΜΕ ΧΛΩΡΙΝΗ................................................................................ 10 2.6.2.1 2.6.2.2 2.6.2.3 2.6.2.4 2.6.2.5 2.6.2.6 2.6.2.7 2.6.2.8 2.6.2.9 2.6.2.10 2.6.2.11

2.6.3 2.6.3.1 2.6.3.2 2.6.3.3 2.6.3.4 2.6.3.5 2.6.3.6 2.6.3.7 2.6.3.8 2.6.3.9 2.6.3.10

2.6.4 2.6.4.1 2.6.4.2 2.6.4.3 2.6.4.4 2.6.4.5 2.6.4.6 2.6.4.7

2.6.5 2.6.5.1 2.6.5.2 2.6.5.3 2.6.5.4

2.6.6 2.6.7

E-learning

Εισαγωγή. ...................................................................................................................... 10 Health effects of chlorine ............................................................................................... 11 Κοινά εμπορικά προιόντα ............................................................................................... 12 Μηχανισμός της δράσης της απολύμανσης .................................................................... 13 Παράμετροι που επηρεάζουν την απολυμαντική δράση ................................................. 14 Kinetic disinfection by chlorination .................................................................................. 17 Επιλογή μεθόδου & εξοπλισμού χλωρίωσης .................................................................. 18 Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων χλωρίωσης................................................................. 46 Πλεονεκτήματα & μειονεκτήματα της απολύμανσης με χλώρίωση .................................. 47 Designing a chlorination system .................................................................................... 48 Troubleshooting guide – chlorination .............................................................................. 50

ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΜΕ ΥΠΕΡΙΩΔΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ .................................................... 55 Εισαγωγή ....................................................................................................................... 55 Health effects of UV radiation ........................................................................................ 55 Μηχανισμός της απολυμαντικής δράσης ........................................................................ 56 Παράμετροι που επηρεάζουν την απολυμαντική δράση ................................................. 61 Υπολογισμοί απολύμανσης με UV ακτινοβολία............................................................... 64 Επιλογή μεθόδου UV απολύμανσης & εξοπλισμού ........................................................ 67 Εγκατάσταση συστήματος απολύμανσης UV και απαιτήσεις εγκατάστασης ................... 72 Λειτουργία και συντήρηση συστήματος απολύμανσης .................................................... 73 Πλεονεκτήματα & μειονεκτήματα απολύμανσης με UV ακτινοβολία ................................ 74 Designing a UV disinfection system ................................................................................ 75

ΟΖΟΝΩΣΗ .............................................................................................................. 79 Εισαγωγή ....................................................................................................................... 79 Μηχανισμός απολυμαντικής δράσης .............................................................................. 80 Παράμετροι που επηρεάζουν την απολυμαντική δράση ................................................. 81 Υπολογισμοί της απολύμανσης με όζον ......................................................................... 83 Επιλογή & εξοπλισμός μεθόδου οζόνωσης..................................................................... 85 Λειτουργία και συντήρηση............................................................................................... 90 Πλεονεκτήματα & μειονεκτήματα της απολύμανσης με οζόνωση .................................... 92

ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΜΕ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΧΛΩΡΙΟΥ .................................................... 94 Εισαγωγή ....................................................................................................................... 94 Μηχανισμός απολυμαντικής δράσης .............................................................................. 94 Μέθοδος & εξοπλισμός απολύμανσης ............................................................................ 95 Πλεονεκτήματα & μειονεκτήματα της απολύμανσης με ClO2 ........................................... 96

ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΘΟΔΩΝ ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗΣ ............................................................... 96 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ & ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ................................................................................. 98

Page 2


Nireas Project

Βιβλιογραφία California State University. (2008). Operation of Wastewater Treatment Plants - Volume I. Sacramento . David H.F. Liu, Bela G. Liptak. (1999). Environmental Engineers Handbook. Eddy, Μ. &. (1999). Wastewater treatment. Emerick, R. F. (2000). Modeling the inactivation of particle assosiated coliform bacteria. Water Environment Research , 72 (4). Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez. (2003). Water Disinfection. Harold Wright, Gail Sakamoto, / Revised and expanded by Gabriel Chevrefils, Eric Caron. (2006). UV Dose Required to Achieve Incremental Log Inactivation of Bacteria, Protozoa and Viruses. London, Ontario, Canada, Montreal: Trojan Technologies Inc. Harris, G. (1987). Ultraviolet inactivation of selected vacteria and viruses with photoreactivation of vacteria. Water Resources (21), p. 692. Ho, K. a. (1981). UV disinfection of tertiary and secondary effluents. Wat. Pollution Res. J. of Canada , 16,33. John M. Stubbart, W. G. (2006 ). AWWA Wastewater Operator Field Guide. USA. NSF, (. S. (1991). NSF Standard 55: Ultraviolet Water Treatment Systems. National Sanitation Foundation, Ann Arbor, MI. Office of Water Program Operations, US EPA. Performance evaluation and trouble shooting at municipal wastewater treatment facilities. Washington, DC. Office of Water Programms, College of Engineering and Computer Science, California State University. (2008). Operation of Wastewater Treatment Plants (7 ed., Vol. I). Sacramento. Qualls B.G., J. J. (1985). Modeling and efficiency of Ultraviolet disinfection systems. Water Research , 8, 1039. Tchobanoglous G., a. C. (1998). Small and Decentralized Wastewater. New York, USA: The McGraw-Hill Companies. Tchobanoglous, G. (1997). UV Disinfection: An Update. Presented at Sacramento Municipal Utilities District Electrotechnology Seminar Series. Sacramento, CA. USEPA. (1996). Ultraviolet Light Disinfection Technology in Drinking Water Application - An Overview. (W. O. Drinking, Ed.) EPA , 811-R-96-002. White, G. (1978). Disinfection of Wastewater and Water for Reuse.

E-learning

Page 3


Nireas Project

Πίνακες 1-1 Λοιμώδεις παράγοντες δυνητικά παρόντες στα ανεπεξέργαστα οικιακά λύματα ............. 7 1-2 Αφαίρεση ή καταστροφή των βακτηρίων από τις διάφορες διαδικασίες επεξεργασίας .. 8 1-3 Ποσοστό των συστημάτων επεξεργασίας νερού που χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνικές απολύμανσης για τις δημοτικές υπηρεσίες των ΗΠΑ (1998) ...................................... 9 1-4 Κύριες ιδιότητες των συνηθέστερων εμπορικών προιόντων χλωρίου ............................ 12 1-5

Χρόνος

απολύμανσης

για

πολλούς

διαφορετικούς

τύπους

παθογόνων

μικροοργανισμών με χλωριωμένο νερό, που περιέχει χλώριο συγκέντρωσης 1 mg / L (1 ppm), όταν το ρΗ = 7,5 και Τ = 25 ° C ......................................................................................... 14 1-6 Αντιπροσωπευτικά παραπροϊόντα απολύμανσης, που οφείλονται από στη χλωρίωση λυμάτων, που περιέχουν οργανικλα και ορισμένα ανόργανα συστατικά .............................. 16 1-7 Τυπικές δόσεις χλωρίου,που απαιτουνται για επίτευξη ορισμένων στανταρντ εκροής σε ολικά κολοβακτηριοειδή για διαφορες μορφες αστικών λυμάτων, μετά από 30 min χρόνο επαφής .......................................................................................................................................... 17 1-8 Ευρέως χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός χλωρίωσης ....................................................... 18 1-9 Aντίσταση(αντοχή)ορισμένων υλικών στις διάφορες μορφές χλωρίου ........................... 23 1-10 Συγκριτικός πίνακας πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων των διαφορόρων μεθόδων χλωρίωσης ................................................................................................................................... 46 1-11 Troubleshooting guide – chlorination ................................................................................ 50 1-12 UV doses for multiple Log reductions for various spores ............................................... 57 1-13 UV doses for multiple Log reductions for various bacteria ............................................. 57 1-14 UV doses for multiple Log reductions for various protozoa ............................................ 60 1-15 Typical absorbance values for various wastewaters at 254 nm ...................................... 65 1-16 Impact of wastewater constituents on the use of ozone for wastewater disinfection ... 82 1-17 Typical ozone dosages required to achieve different effluent coliform disinfection standards for various wastewaters based on a 15-min contact time ..................................... 84 1-18 Μηχανισμοί απολύμανσης με χλώριο, UV και όζον ......................................................... 97 1-19 Σύγκριση μεθόδων απολύμανσης ...................................................................................... 97

E-learning

Page 4


Nireas Project

Σχήματα 1-1 Εξοπλισμός χλωριωτή αέριου κενού ................................................................................... 19 1-2 Αέριος χλωριωτής ................................................................................................................. 19 1-3 Τροφοδότης χλωριωτή κενού αέρα ..................................................................................... 20 1-4 Εξοπλισμός τροφοδοσίας χλωριωτή πεπιεσμένου αέρα .................................................. 21 1-5 Τυπική κάτοψη μίας μικρής εγκατάστασης χλωρίωσης αερίου. ....................................... 22 1-6 Βαλβίδα με πλωτήρα σε σύστημα κουτιού ......................................................................... 27 1-7 Πλωτός σωλήνας με το σύστημα οπής ............................................................................... 27 1-8 Σύστημα φιάλης/ποτηριού..................................................................................................... 28 1-9 Τυπικοί αναμείκτες για την προσθήκη του χλωρίου: (α) εν σειρά στροβιλοαναμεικτήρας και (β) τύπος της αντλίας έγχυσης ............................................................................................. 29 1-10 Τυπικοί διαχυτήρες που χρησιμοποιούνται για την έγχυση διαλύματος χλωρίου: (α) μόνο εγχυτήρας για μικρό σωλήνα, (β) διπλής έγχυσης για μικρό σωλήνα, (γ) εγκάρσια του διαχυτήρα σωλήνων για σωλήνες μεγαλύτερες από 0,9 m (3 ft) σε διάμετρο, (δ) σύστημα διαχυτήρα για μεγάλους αγωγούς, (ε) μόνος διαχυτήρας εγκάρσια του καναλιού, και (στ) χαρακτηριστικός τύπος διαχυτήρα χλωρίου κρεμάμενου ακροφυσίου για ανοικτά κανάλια. ....................................................................................................................................................... 30 1-11 Συσκευή δοσιμετρίας με αντλία διαφράγματος σε σωλήνα αρνητικής πίεσης ( σωλήνας προσαγωγής) .............................................................................................................. 32 1-12

Τυπική εγκατάσταση ενός

venture

– τύπος

του συστήματος

τροφοδοσίας

αναρρόφησης ............................................................................................................................... 33 1-13 Τυπικό σύστημα χλωρίωσης βαθέος φρέατος .................................................................. 34 1-14 Σύστημα χλωρίωσης υποχλωριώδους ασβεστίου ........................................................... 35 1-15 Τυπική εγκατάσταση χλωρίωσης υποχλωριώδους ασβεστίου ...................................... 37 1-16 Τροφοδότες ταμπλέτων διάβρωσης υποχλωριώδους ασβεστίου.................................. 43 1-17 Τροφοδότης δισκίου υποχώριώδους ασβεστίου ............................................................. 43 1-18 UV αντιδραστήρας, τύπος κλειστού δοχείου – ροή παράλληλη προς το μήκος των λαμπών ......................................................................... Σφάλμα! Δεν έχει οριστεί σελιδοδείκτης. 1-19 UV αντιδραστήρας, τύπος ανοιχτού καναλιού – (α_ ροή παράλληλη προς το μήκος των λαμπών, (β) ροή κάθετη προς το μήκος των λαμπώνΣφάλμα!

Δεν

έχει

οριστεί

σελιδοδείκτης.

E-learning

Page 5


Nireas Project

1-20 Διάγραμμα διαδικασίας οζόνωσης .................................................................................... 85 1-21 Διηλεκτρικό γεννήτριας όζοντος ........................................................................................ 86 1-22 Βασική διαμόρφωση οζονιστήρα ....................................................................................... 87 1-23 Ξεχωριστός θάλαμος επαφέα με εκτροπείς και διαχυτήρες ............................................ 89 1-24 Τυπικό διάγραμμα ροής για την εφαρμογή όζοντος για απολύμανση. .......................... 89

Εικόνες 1-2 Τροφοδότες ταμπλέτων διάβρωσης υποχλωριώδους ασβεστίου – Εμπορικό μοντέλο 44 1-3 UV αντιδραστήρας, τύπος ανοιχτού καναλιού - ροή παράλληλη προς το μήκος των λαμπών - εμπορικό μοντέλο ...................................................................................................... 70 1-4 UV αντιδραστήρας reactor, τύπος κλειστού δοχείου - ροή παράλλξλη προς το μήκος των λαμπών – εμπορικό μοντέλο .............................................................................................. 70 1-5 Λειτουργικές μονάδες σε τραπεζική διάταξη ....................................................................... 71

E-learning

Page 6


Nireas Project

2.6 ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ 2.6.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η απολύμανση θεωρείται ότι είναι ο κύριος μηχανισμός για την αδρανοποίηση / καταστροφή των παθογόνων οργανισμών με σκοπό την πρόληψη της εξάπλωσης των υδατογενών νόσων στους χρήστες ανακυκλωμένου νερού και στο περιβάλλον. Είναι σημαντικό τα λύματα να είναι επαρκώς επεξεργασμένα πριν από την απολύμανση προκειμένου το οποιοδήποτε απολυμαντικό να είναι αποτελεσματικό. Παρακάτω πίνακα παρατίθενται μερικοί κοινοί μικροοργανισμοί που βρίσκονται στα οικιακά λυμάτα και τις ασθένειες που συνδέονται με αυτούς. 2.6.1 Λοιμώδεις παράγοντες δυνητικά παρόντες στα ανεπεξέργαστα οικιακά λύματα

E-learning

Page 7


Nireas Project

(Tchobanoglous G., 1998) Οι διαδικασίες προκαταρκτικής και πρωτοβάθμιας επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία των λυμάτων (π.χ. χονδρές και λεπτές σχάρες, αμμοσυλλέκτες και πρωτοβάθμια καθίζηση ) είναι ικανές να εξαλείψουν ή να καταστρέψουν ένα μεγάλο αριθμό βακτηρίων. Οι τυπικές αποδόσεις απομάκρυνσης για διάφορες εργασίες επεξεργασίας σε μια εγκατάσταση επεξεργασίας λυμάτων αναφέρονται στον ακόλουθο πίνακα. 2.6.2 Αφαίρεση ή καταστροφή των βακτηρίων από τις διάφορες διαδικασίες επεξεργασίας Διαδικασία

% Ποσοστό απομάκρυνσης

E-learning

Page 8


Nireas Project

Χονδρές εσχάρες

0-5

Λεπτές εσχάρες

10-20

Εξαμμωτές

10-25

Καθίζηση

25-75

Χημική κατακρήμνιση

40-80

Βιολογικά φίλτρα

90-95

Ενεργός ιλύς

90-98

Χλωρίωση

98-99.999 (Eddy, 1999)

Η απολύμανση επιτυγχάνεται συνήθως με τη χρήση 1) Χημικών παραγόντων 2) Φυσικών παραγόντων 3) Μηχανικών μέσων 4) Ακτινοβολίας Οι πιο κοινές χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται για την απολύμανση είναι το χλώριο και οι ενώσεις του. Το όζον είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό, αλλά δεν έχει υπολειμματική δράση.. Τα οξέα και τα αλκάλια χρησιμοποιούνται μερικές φορές καθώς το pΗ >11 ή το pH <3, είναι τοξικά για τα περισσότερα βακτήρια. Το βρώμιο, το ιώδιο, οι φαινόλες, αλκοόλες, και το υπεροξείδιο του υδρογόνου αποτελούν άλλους συνηθισμένους παράγοντες χημικής απολύμανσης. Η θερμότητα και το φως (κυρίως υπεριώδες φως) είναι αποτελεσματικοί φυσικοί παράγοντες απολύμανσης. Ωστόσο, η χρήση θερμότητας και υπεριώδους φωτός για την απολύμανση μεγάλων ποσοτήτων λυμάτων έχει απαγορευτικό κόστος. Η παρουσία των αιωρούμενων σωματιδίων στα λύματα μπορεί επίσης να μειώσει την αποτελεσματικότητα της υπεριώδους ακτινοβολίας. Από μία έρευνα που έγινε το 1998, προέκυψε η ακόλουθη κατανομή της χρήσης της τεχνολογίας απολύμανσης στις Ηνωμένες Πολιτείες:

2.6.3 Ποσοστό των συστημάτων επεξεργασίας νερού που χρησιμοποιούν διαφορετικές τεχνικές απολύμανσης για τις δημοτικές υπηρεσίες των ΗΠΑ (1998)

E-learning

Page 9


Nireas Project

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003)

2.6.2 ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΜΕ ΧΛΩΡΙO 2.6.2.1 Εισαγωγή. Η απολύμανση του νερού με χλωρίωση, εισήχθη μαζικά σε όλο τον κόσμο στις αρχές του εικοστού αιώνα, προκαλώντας μια τεχνολογική επανάσταση στην επεξεργασία των λυμάτων καθώς συμπλήρωσε τη γνωστή και χρησιμοποιηθείσα διαδικασία της διήθησης. Τα κλειδιά για την επιτυχία του είναι η εύκολη πρόσβαση για όλες σχεδόν τις χώρες του κόσμου, το λογικό κόστος, η ικανότητα για οξείδωση- ο μηχανισμός για την καταστροφή της οργανικής ύλης και η υπολειμματική επίδραση. Παρά το γεγονός ότι το χλώριο και οι σχετικές με χλώριο ουσίες δεν είναι τέλεια απολυμαντικά, έχουν μια σειρά από χαρακτηριστικά που τα καθιστούν ιδιαίτερα πολύτιμα: • Έχουν ευρύ φάσμα μικροβιοκτόνου δράσης. • Δείχνουν καλό βαθμό ανθεκτικότητας σε δίκτυα, όταν λαμβάνει χώρα επαναχρησιμοποίηση των επεξεργασμένων λυμάτων. Οι εύκολα μετρήσιμες υπολειμματικές ιδιότητες μπορούν να παρακολουθούνται με δίκτυα μετά τη ν επεξεργασία και / ή κατά την παράδοση στην περιοχή της τελικής διάθεσης. • Ο εξοπλισμός τροφοδοσίας είναι απλός, αξιόπιστος και φθηνός. Σε επίπεδο μικρών οικισμών, υπάρχουν επίσης μια σειρά από «κατάλληλες τεχνολογικά» συσκευές που οι εργαζόμενοι είναι σε θέση να χειριστούν εύκολα. • Οι ενώσεις χλωρίου μπορούν εύκολα να βρεθούν, ακόμη και σε απομακρυσμένες περιοχές των αναπτυσσόμενων χωρών. • Αυτή η μέθοδος είναι η οικονομική και αποδοτική.

E-learning

Page 10


Nireas Project

Οι ακόλουθες ενώσεις χλωρίου για την απολύμανση του νερού, μπορούν να βρεθούν στην αγορά: • αέριο χλώριο • χλωριο-υποχλωριώδες ασβέστης • υποχλωριώδες νάτριο • υποχλωριώδες ασβέστιο Η ποσότητα του απολυμαντικού που θα χρειαστεί εξαρτάται από τη ροή του νερού προς επεξεργασία, την απαιτούμενη δοσολογία ανάλογα με την ποιότητα του νερού και τα πρότυπα επεξεργασίας λυμάτων της χώρας. more …….

2.6.2.2 Health effects of chlorine The reaction of the human body to chlorine depends on the concentration of chlorine present in air, and on the duration and frequency of exposure. Effects also depend on the health of an individual and the environmental conditions during exposure. When small amounts of chlorine are breathed in during short time periods, this can affect the respirational system. Effects vary from coughing and chest pains, to fluid accumulation in the lungs. Chlorine can also cause skin and eye irritations. These effects do not take place under natural conditions. When chlorine enters the body it is not very persistent, because of its reactivity. Pure chlorine is very toxic, even small amounts can be deadly. During World War I chlorine gas was used on a large scale to hurt or kill enemy soldiers. The Germans were the first to use chlorine gas against their enemies. Chlorine is much denser than air, causing it to form a toxic fume above the soil. Chlorine gas affects the mucous membrane (nose, throat, eyes). Chlorine is toxic to mucous membranes because it dissolves them, causing the chlorine gas to end up in the blood vessels. When chlorine gas is breathed in the lungs fill up with fluid, causing a person to sort of drown. Exposure for 30 to 60 min in atmospheric air, containing from 40 to 60 ppm chlorine is dangerous and in higher concentrations (approximately 1000 ppm) is immediately lethal.

E-learning

Page 11


Nireas Project

2.6.2.3 Κοινά εμπορικά προιόντα Τα εμπορικά προϊόντα χλωρίου λαμβάνονται με διάφορες μεθόδους, οι οποίες καθορίζουν τη συγκέντρωση του ενεργού χλωρίου, την παρουσίαση και τη σταθερότητα. "Ενεργό χλώριο" είναι το ποσοστό κατά βάρος του μοριακού χλωρίου που παρέχεται από ένα μόριο της ένωσης. Αν, για παράδειγμα, ένα συγκεκριμένο διάλυμα περιέχει 10% ενεργό χλώριο, αυτό είναι ισοδύναμο με 10 g αερίου χλωρίου υπό μορφή φυσαλίδων (και πλήρως απορροφούμενα) σε 100 ml (100 g) νερού χωρίς καμία απώλεια, ως εκ τούτου, το "10%". Η λέξη "ενεργό" σημαίνει ότι αυτό το χλώριο είναι έτοιμη να τεθεί σε δράση, είναι έτοιμη και «αναμένει» να επιτεθεί στην οργανική ύλη ή οποιαδήποτε άλλη ουσία που είναι ικανή για οξείδωση. Στο συγκριτικό πίνακα που ακολουθεί παρατίθενται οι βασικές ιδιότητες του κάθε εμπορικού προϊόντος χλωρίου: 2.6.4 Κύριες ιδιότητες των συνηθέστερων εμπορικών προιόντων χλωρίου

E-learning

Page 12


Nireas Project

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003) 2.6.2.4 Μηχανισμός της δράσης της απολύμανσης Η προσθήκη του χλωρίου στο νερό, προκαλεί το σχηματισμό υποχλωριώδους οξέος (HOCl), η οποία είναι μια άμεση ένδειξη της ισχύος του απολυμαντικού. MORE Main reactions take place when adding chlorine in water are given bellow.

a.First stage

The reaction in the case of gaseous chlorine is as follows: CL2 + H2O  HCL + HOCL For sodium hypochlorite (NaOCl), the reaction that takes place is: NaOCl + H2O  Na+ + OH- + HOCl With calcium hypochlorite and the active portion of chlorinated lime, the reaction is as follows: Ca(OCl)2 + 2H2O  Ca++ + 2OH- + 2HOCl When ammonia is present in the water, chemical disinfection produces compounds such as chloramines, dichloramines and trichloramines. The chloramines serve as disinfectants also, but they react very slowly.

b.Second stage The disinfecting agent is hypochlorous acid (HOCl), which splits into hydrogenous ions (H+) and hypochlorite (OCl-) and takes on its oxidizing properties: HOCl  H+ + OClHypochlorous acid (HOCl) and hypochlorite (OCl-) as strong oxidizing agents, cause destruction of microorganisms (acts by oxidation of sulfhydryl groups).

E-learning

Page 13


Nireas Project

2.6.2.5 Παράμετροι που επηρεάζουν την απολυμαντική δράση Αρχική ανάμιξη Η αρχική ανάμιξη στη διαδικασία της απολύμανσης είναι ιδιαίτερα σημαντική. Έχει αποδειχθεί ότι η εφαρμογή του χλωρίου σε ένα εξαιρετικά στροβιλώδες καθεστώς (RN ≥ 104) , θα έχει ως αποτέλεσμα θανάτους δύο τάξεις μεγέθους περισσότερους από ό, τι όταν το χλώριο προστίθεται χωριστά σε ένα συμβατικό αντιδραστήρα ταχείας μίξης υπό παρόμοιες συνθήκες. Χρόνος επαφής Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά και τα είδη των μικροοργανισμών που πρέπει να αφαιρεθούν, απαιτούνται διαφορετικοί χρόνοι επαφής. 2.6.5

Χρόνος

απολύμανσης

για

πολλούς

διαφορετικούς

τύπους

παθογόνων

μικροοργανισμών με χλωριωμένο νερό, που περιέχει χλώριο συγκέντρωσης 1 mg / L (1 ppm), όταν το ρΗ = 7,5 και Τ = 25 ° C Κοπρανώδης ρύπος

Απαιτούμενος χρόνος επαφής

E. coli 0157 H7 bacterium

< 1 minute

Hepatitis A virus

about 16 minutes

Giardia parasite

about 45 minutes

Cryptosporidium

about 7 days

Το μέγεθος της δόσης χλωρίου θα λαμβάνεται μελετώντας την απαίτηση χλωρίου και την αναμενόμενη συγκέντρωση του υπολειμματικού χλωρίου, όπως ορίζεται συνήθως από τα πρότυπα ποιότητας επεξεργασίας λυμάτων της κάθε χώρας. Σε αυτήν την σύνδεση και, ως σχήμα αναφοράς, θεωρείται ότι μία συγκέντρωση των 2 mg / L του ελεύθερου υπολειμματικού χλωρίου στο επεξεργασμένο λύματα μετά από μια περίοδο επαφής 60 λεπτών, αποτελεί εγγύηση ικανοποιητικής απολύμανσης. Επίπεδα pH Το υποχλωριώδες οξύ (HOCl) και τα υποχλωριώδη ιόντα (OCl-) είναι και τα δύο παρόντα σε κάποιο βαθμό όταν το pH των λυμάτων κυμαίνεται μεταξύ 6 και 9. Όταν η τιμή του ρΗ του

E-learning

Page 14


Nireas Project

χλωριωμένου νερού είναι 7.5, το 50% της συγκέντρωσης χλωρίου θα αποτελείται από αδιάστατο υποχλωριώδες οξύ και το υπόλοιπο 50% θα είναι ιόντα υποχλωριώδους. Οι διαφορετικές συγκεντρώσεις των δύο ειδών κάνει μια σημαντική διαφορά στη βακτηριοκτόνο δράση του χλωρίου, καθόσον αυτές οι δύο ενώσεις έχουν διαφορετικές μικροβιοκτόνες ιδιότητες. Για την ακρίβεια, η απόδοση του HOCl είναι τουλάχιστον 80 φορές μεγαλύτερη από εκείνη των OCl-. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο, κατά την παρακολούθηση του χλωρίου, είναι σκόπιμο να παρακολουθείται επίσης το επίπεδο pΗ, καθώς αυτό θα δώσει μια ιδέα της πραγματικής βακτηριοκτόνου δυνατότητας των απολυμαντικών που είναι παρόντα. Είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι ο ΠΟΥ συνιστά pH <8 για την κατάλληλότητα του χλωρίου για απολύμανση .. Θολερότητα Η θολερότητα είναι ένα άλλο σημαντικό θέμα καθοριστικό για την απόδοση της απολύμανσης. Η υπερβολική θολερότητα θα μειώσει την αποτελεσματικότητα του χλωρίου και ταυτόχρονα θα προστατεύσει τα βακτήρια και τους ιούς από τις οξειδωτικές επιδράσεις. Για το λόγο αυτό, ο WHO συνιστά μια θολερότητα μικρότερη από 5 NTU, και ως ιδανική τη μικρότερη από 1 NTU. Θερμοκρασία Η θερμοκρασία του νερού που πρόκειται να απολυμανθεί μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στην απόδοση του χλωρίου. Ο χρόνος που απαιτείται για την απολύμανση γίνεται μεγαλύτερος καθώς η θερμοκρασία του νερού γίνεται μικρότερη. Υπάρχει μια αισθητή διαφορά στο ποσοστό θανάτωσης των βακτηρίων μεταξύ 2 και 20 ° C. Οργανική ύλη Ορισμένοι τύποι οργανικών ενώσεων, όταν βρεθούν σε νερό, έχουν μια υψηλή απαίτηση χλωρίου, που επηρεάζει αρνητικά τη διαδικασία χλωρίωσης. Επίσης, όταν το νερό που πρόκειται να απολυμανθεί περιέχει οργανικά υλικά γνωστά ως "πρόδρομοι", (οργανική ύλη, χουμικά οξέα, κ.λπ.), μπορεί να παραχθούν υποπροϊόντα απολύμανσης (DBPs). Τα πιο χαρακτηριστικά στοιχεία της χλωρίωσης των DBPs είναι τα τριαλογονομεθάνια (THM) και αλογονο-οξεικά οξέα (HΑΑs). Ο σχηματισμός των DBPs προκαλεί μεγάλη ανησυχία λόγω των πιθανών επιπτώσεων αυτών των ενώσεων για τη δημόσια υγεία και το περιβάλλον. Τα THM παράγωγα του μεθανίου θεωρούνται ως καρκινογόνα, σύμφωνα με την οδηγία ΕΕ (98/83).

E-learning

Page 15


Nireas Project

MORE 2.6.1 Αντιπροσωπευτικά παραπροϊόντα απολύμανσης, που οφείλονται από στη χλωρίωση λυμάτων, που περιέχουν οργανικλα και ορισμένα ανόργανα συστατικά

E-learning

Page 16


Nireas Project

(Eddy, 1999) 2.6.2.6 Kinetic disinfection by chlorination Considering that all of the previous parameters affecting disinfection are stable, disinfectant action of chlorine depents only by contact time and residual chlorine concentration in the outlet of chlorination tank.

For the calculation of required chlorine dosage, the following equation of Collins-Selleck (White, 1978) is used : N/No=(1+0,23 Ct)-3

Where,

N=Fecal coliforms in the inlet of chlorination tank No=Fecal coliforms in the outlet of chlorination tank C=concentration of residual chlorine in the outlet of chlorination tank (mg/L) t=contact time of chlorine in chlorination tank (min) 2.6.7 Τυπικές δόσεις χλωρίου,που απαιτουνται για επίτευξη ορισμένων στανταρντ εκροής σε ολικά κολοβακτηριοειδή για διαφορες μορφες αστικών λυμάτων, μετά από 30 min χρόνο επαφής

(Eddy, 1999)

E-learning

Page 17


Nireas Project

2.6.2.7 Επιλογή μεθόδου & εξοπλισμού χλωρίωσης Η επιλογή του δοσομετρητή ή τροφοδότη χλωρίου εξαρτάται από τρία στοιχεία: • Τα χαρακτηριστικά του προϊόντος χλωρίου που θα χρησιμοποιηθεί. • Τη δόση χλωρίου που πρέπει να προστεθεί • Την ποσοτητα (παροχή) των επεξεργασμένων αποβλήτων που πρέπει να απολυμανθεί. 2.6.2 Ευρέως χρησιμοποιούμενος εξοπλισμός χλωρίωσης

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003). Αέριο χλώριο Η απολύμανση με αέριο χλώριο είναι ανέξοδη και αποτελεί την πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία στον κόσμο. Οι τροφοδότες αέριου χλωρίου λειτουργούν με δύο βασικές αρχές: υπί κενό μέσω σωλήνα έγχυσης και υπό πίεση μέσω της διάχυσης σε ανοικτούς αγωγούς ή σωλήνες. Το συνηθέστερα χρησιμοποιούμενο είναι το σύστημα κενού.

E-learning

Page 18


Nireas Project

2.6.2.8 Χλωριωτές κενού αέριου χλωρίου Αυτό το σύστημα αποτελείται από ένα κύλινδρο αερίου, ένα ρυθμιστή με στροφόμετρο (δείκτης ρυθμού τροφοδοσίας) και έναν εγχυτήρα. Λειτουργεί μέσα από το κενό που παράγεται από την ροή του νερού-ενεργοποιημένη από venturι εγχυτήρα που εκτοξεύει ένα μίγμα νερού και αερίου στο σημείο εφαρμογής, όπου το αέριο διαχέεται και διαλύεται. Το σύστημα θα πρέπει να είναι εξοπλισμένος με βαλβίδες αντεπιστροφής για να συγκρατούν το νερό προκειμένου να μη εισέρχεται στους σωλήνες χλωρίου και να διαβρώνουν τον εξοπλισμό εάν η λειτουργία έχει διακοπεί για οποιονδήποτε λόγο. 1-1 Εξοπλισμός χλωριωτή αέριου κενού

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003). 1-2 Αέριος χλωριωτής

E-learning

Page 19


Nireas Project

(John M. Stubbart, 2006 ) 1-3 Τροφοδότης κενού αερίου χλωρίου

(Office of Water Programms, College of Engineering and Computer Science, California State University, 2008) 2.6.2.9 Χλωριωτές αερίου χλωρίου υπό πίεση Η χρήση αυτού του τύπου χλωριωτή συνήθως συνιστάται όταν δεν υπάρχει δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί ένα διαφορικό πίεσης ή όταν δεν υπάρχει ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσει μία ενισχυτική αντλία που θα παράγει την απαραίτητη διαφορά πίεσης για τη λειτουργία των χλωριωτών κενού. Το σύστημα αποτελείται από ένα διάφραγμα που ενεργοποιείται από ένα

E-learning

Page 20


Nireas Project

πεπιεσμένο ρυθμιστή, ενώ ένα ροτάμετρο δείχνει το ρυθμό τροφοδοσίας χλωρίου. Ένας ρυθμιστής ελέγχει την εξέλιξη του αερίου χλωρίου προς το διαχύτηρα. 1-4 Εξοπλισμός τροφοδοσίας χλωριωτή πεπιεσμένου αέρα

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003). 2.6.2.9 Εγκατάσταση χλωριωτή αερίου και απαιτήσεις εγκατάστασης Για την εγκατάσταση ενός συστήματος χλωριωτή αερίου, είναι πρώτα απαραίτητο να καθοριστεί ο πιο κατάλληλος τύπος χλωριωτή. Οι παράγοντες που καθορίζουν την επιλογή του αέριου χλωριωτή είναι η ικανότητα να παράσχει την αναγκαία ποσότητα του χλωρίου ανά μονάδα χρόνου (kg / h) και η λειτουργική ευελιξία. MORE The typical feeding rates for the smallest vacuum chlorinators range from approximately 10 to 100 g/h. The most common devices have maximum operating capacities of 2 kg/h, 5 kg/h and 10 kg/h, making it possible to serve medium-sized to large cities. The smallest pressurized chlorinators have a capacity of between 10 to 150 g/h.

The maximum continuous feeding rate must be calculated according to the lowest environmental temperature forecast because the pressure of the chlorine gas in the cylinder varies according to

E-learning

Page 21


Nireas Project

that temperature. The environmental temperature must be above –5 °C for a continuous chlorine gas feeding rate of 120 g/h. As for the installation requirements and precautions, since the most precise way to determine the effective chlorine gas feeding rate being dosed is by measuring the weight of the chlorine consumed, appropriate scales must be used. Correct weighing will make it possible to calculate the exact amount of chlorine being dosed over a given period of time and also when and how soon the cylinders should be replaced.

All chlorine gas installations must be equipped with chains or other anchoring devices well attached to a wall to keep the chlorine cylinders from being accidentally tipped over. Since chlorine is a dangerous gas, it must be handled carefully. For most safety and economy, gas chlorination systems must be designed and installed by experienced personnel and located far away from laboratories, storage areas, offices, operating areas, etc., to avoid contamination from possible leakage. Το παρακάτω σχήμα δείχνει μία τυπική κάτοψη για μια μικρή εγκατάσταση χλωρίωσης αερίου. 1-5 Τυπική κάτοψη μίας μικρής εγκατάστασης χλωρίωσης αερίου.

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003)

E-learning

Page 22


Nireas Project

Οι κύλινδροι χλωρίου πρέπει να αποθηκεύονται σε ένα ξεχωριστό δωμάτιο σχεδιασμένο ειδικά για το σκοπό αυτό και να φυλάσσονται μακριά από το άμεσο ηλιακό φως για να αποφεύγεται η θέρμανση τους. Οι εγκαταστάσεις πρέπει να αερίζονται κατάλληλα, πάντα στο επίπεδο του δαπέδου διότι το χλώριο είναι βαρύτερο από τον αέρα. Δεδομένου ότι φιάλες ενός τόνου τοποθετούνται σε οριζόντια θέση, πρέπει να υπάρχουν διαθέσιμοι γερανοί για την αντικατάστασή τους και ένα σύστημα αγκύρωσης για να τους κρατήσει για την αποτροπή κύλισης. MORE In the case of pressurized chlorination systems, it is important for the contact chamber, whether channel or tank, to be designed to carry a minimum water head of 0.5 meters over the diffuser to ensure that all of the chlorine gas is dissolved and avoid its loss in the air. Since the pressure of the chlorine gas in the cylinder itself activates this type of chlorinator, there is no need for external electric power. This is an advantage when there is no source of hydraulic or electric power to produce the pressure differential required by a vacuum chlorinator. Relatively little electric power is needed to operate vacuum chlorinators, only enough to introduce the water flow through the ejector (venturi). The needed water flow and differential pressure can be produced by electric or hydraulic means with the aid of a small 1 to 1.5 HP auxiliary (booster) pump. In choosing electrically-operated equipment, the reliability and stability of the power source is an important consideration. In both systems, as a safety measure, a manual pressure relief valve is inserted between the chlorinator and the diffuser to discharge (outside the building) any remaining chlorine gas when cylinders are replaced. In this connection, all large treatment plants must always have a leak detection system and a stock of chlorine neutralizing products on hand. Care must be taken with the materials used in chlorination equipment because they react differently to oxidation. The following table shows the resistance of some of the most common materials. 2.6.3 Aντίσταση(αντοχή)ορισμένων υλικών στις διάφορες μορφές χλωρίου

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003)

E-learning

Page 23


Nireas Project

2.6.2.10 Λειτουργία και συντήρηση των χλωριωτών αερίου χλωρίου Οι χλωριωτές αερίου χλωρίου πρέπει να επιθεωρούνται τακτικά και να συντηρούνται από εκπαιδευμένους χειριστές. Οι οδηγίες του κατασκευαστή πρέπει να ακολουθούνται για να διασφαλιστεί ότι λειτουργούν σωστά και να αποφευχθούν οι δαπανηρές επισκευές και ατυχήματα. Αυτός ο τύπος συστήματος είναι γενικά μακράς διαρκείας και σχετικά χωρίς προβλήματα. Ωστόσο, υπερβολική μέριμνα πρέπει να λαμβάνεται για να κρατά την υγρασία μακρυά από το αέριο χλώριο στο σύστημα τροφοδοσίας, καθώς το αέριο χλώριο με υγρασία μπορεί να διαβρωσει με ταχύτητα και να καταστρέψει τον εξοπλισμό: τα πλαστικά μέρη, μεταλλικά εξαρτήματα, βαλβίδες, εύκαμπτες συνδέσεις, κλπ. Τα υλικά που χρησιμοποιούνται στο σύστημα χλωρίωσης, συμπεριλαμβανομένων των ανταλλακτικών και αξεσουάρ, πρέπει να είναι κατάλληλα για χρήση σε συστήματα αέριου χλωρίου, με ή χωρίς υγρασία.. MORE Ferric chloride scaling on the pipes, generally due to impurities in the chlorine, must be removed regularly. An appropriate quantity of spare parts must be available at all times. Flexible connections must be replaced as recommended by the manufacturer. Lead gaskets between the cylinder and the chlorinator should be used only once. When the joints between cylinder and chlorinator must be opened to replace cylinders, or for any other reason, the gaskets must be replaced by new ones recommended by the manufacturer. The reuse of used gaskets is probably the most common cause of chlorine gas leakage.

The same care must be taken with pressurized chlorination equipment. It is also necessary to keep in mind that a counter pressure of more than 10 m of water column will cause problems in the diffusion of the chlorine in the pipes; in that case, vacuum-type chlorinators should be chosen. It is common practice for an operator to check and, if necessary, adjust the chlorine gas dose three or four times during an eight-hour shift. Care should be taken not to extract more than 18 kg of chlorine gas a day from a single cylinder; more will result in the freezing of the cylinder due to a rapid fall in pressure, known as the “Joule- Thompson effect.”

E-learning

Page 24


Nireas Project

An experienced operator should take less than 15 minutes to routinely replace an empty cylinder with a full one. For safety reasons, at least two operators should be present for this operation.

Because of its extreme toxicity and corrosiveness, strict safety regulations govern the use of gaseous chlorine. In the case of fire, the tanks or cylinders should be removed first because their fire resistance is guaranteed only up to 88 째C (with a 30-bar internal pressure). Because steel will burn in the presence of chlorine, care must be taken not to crack the containers (by not using a hammer to unblock or unfreeze valves). Moist chlorine is highly corrosive: a chlorine leak will cause external corrosion and the entry of water into pipes carrying chlorine will cause them to corrode inside. Gas masks must be used when handling the containers in any of the areas where chlorine is stored and it should be recalled that masks with carbon filters have a limited service life.

E-learning

Page 25


Nireas Project

2.6.2.11 Διαλύματα χλωρίου (υποχλωριώδους άλατος) Όλα τα προϊόντα με βάση το χλώριο, με εξαίρεση το αέριο χλώριο, είναι υγρά ή εάν είναι στερεά μπορούν να διαλυθούν και να χρησιμοποιηθούν ως διάλυμα. Η απολύμανση με υποχλωριώδες είναι η πιο δημοφιλής μέθοδος που χρησιμοποιείται στις αγροτικές περιοχές. Είναι απλή, εύκολη και φθηνή και υπάρχουν πολλές διαθέσιμες συσκευές χρησιμοποιώντας την κατάλληλη τεχνολογία. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να τροφοδοτηθεί ένα διάλυμα και οι δοσομετρητές μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με την κινητήρια δύναμη τους, η οποία μπορεί να είναι δύο ειδών: ατμοσφαιρική πίεση και θετική ή αρνητική πίεση. 2.6.2.12 Τροφοδότες ατμοσφαιρικής πίεσης Μερικές από τις συσκευές που λειτουργούν υπό ατμοσφαιρική πίεση έχουν σχεδιαστεί με διαφορετική κεφαλή (τροφοδότης με πτερυγιοφόρο τροχό ή ο τροχός του Αρχιμήδη για παράδειγμα). Οι πιο δημοφιλείς συσκευές, ωστόσο, είναι εκείνες που λειτουργούν υπό την αρχή τού «σταθερού μανομετρικού" , οι οποίες είναι πιο ακριβείς και αξιόπιστες. Ένα σύστημα σταθερου μανομετρικούαποτελείται από δύο στοιχεία: μια δεξαμενή με σταθερό μανοιμετρικό ύψος εκφόρτισης ενός διαλύματος (σε επαρκή ποσότητα), το οποιο μετά τροφοδοτείται από ένα σύστημα ρύθμισης δοσομέτρησης.. Τρία από τα πιο συνιστώμενη συστήματα τα οποία μπορούν να κατασκευαστούν από υλικά που είναι εύκολο να βρεθούν σε τοπικό επίπεδο, είναι η βαλβίδα με πλωτήρα σε ένα σύστημα

δεξαμενής, επιπλέων σωλήνας με το σύστημα οπής και το σύστημα

φιάλης / ποτηριού.

2.6.2.13 Βαλβίδα με πλωτήρα σε ένα σύστημα δεξαμενής Η καρδιά του συστήματος αυτού είναι μια βαλβίδα πλωτήρα παρόμοια με εκείνες που χρησιμοποιούνται σε καζανάκια τουαλέτας. Μία ή δύο δεξαμενές κρατούν το αποθηκευμένο

E-learning

Page 26


Nireas Project

διάλυμα για να τροφοδοτείται και η βαλβίδα πλωτήρα τοποθετείται σε ένα μικρό κουτί ή φρεάτιο. Το σύστημα, αν και είναι αρκετά απλό και φθηνό, είναι αρκετά ακριβές.

1-6 Βαλβίδα με πλωτήρα σε σύστημα δεξαμενής

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003). 2.6.2.14 Πλωτός σωλήνας με το σύστημα οπής Το βασικό στοιχείο είναι ένας σωλήνας από PVC με μία ή περισσότερες οπές. Ο σωλήνας συνδέεται σε οποιοδήποτε είδος επιπλέουσας συσκευής και η οπή θα πρέπει να βρίσκεται μερικά εκατοστά κάτω από το επίπεδο του διαλύματος έτσι ώστε το διάλυμα να εισέρχεται στο σωλήνα παράδοσης και να ρέει με τον επιθυμητό ρυθμό τροφοδοσίας προς το σημείο εφαρμογής 1-7 Πλωτός σωλήνας με το σύστημα οπής

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003).

E-learning

Page 27


Nireas Project

2.6.2.15 Σύστημα "φιάλης/ποτηριού" Αποτελείται από μία δεξαμενή που περιέχει το αποθηκευμένο διάλυμα, ένα σύστημα δοσομέτρησης , τις συνδέσεις και τη βαλβίδα ρύθμισης. Το σύστημα είναι ακριβές, ανέξοδο και εύκολο να κατασκευαστεί και να λειτουργήσει. Το δοσομετρικό εύρος είναι 2-10 l / h, γεγονός που το καθιστά εφαρμόσιμο για τις μικρές κοινότητες έως 20.000 κατοίκους. 1-8 Σύστημα φιάλης/ποτηριού

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003).

E-learning

Page 28


Nireas Project

1-9 Τυπικοί αναμείκτες για την προσθήκη του χλωρίου: (α) αναμεικτήρας τύπου στροβίλου εν σειρά και (β) σύστημαέγχυσης κατάλληλο για αντλία (με τζιφάρι).

(Eddy, 1999)

E-learning

Page 29


Nireas Project

1-10 Τυπικοί διαχυτήρες που χρησιμοποιούνται για την έγχυση διαλύματος χλωρίου: (α) μονός εγχυτήρας για μικρό σωλήνα, (β) διπλός εγχυτήρας για μικρό σωλήνα, (γ) εγκάρσια του διαχυτήρα αγωγούς διαμέτρου μεγαλύτερης από 0,9 m (3 ft) σε διάμετρο, (δ) σύστημα διαχυτήρα για μεγάλους αγωγούς, (ε) μόνος διαχυτήρας εγκάρσια στη ροή ανοικτού καναλιού, και (στ) χαρακτηριστικός τύπος διαχυτήρα χλωρίου κρεμάμενου ακροφυσίου για ανοικτά κανάλια.

(Eddy, 1999)

E-learning

Page 30


Nireas Project

2.6.2.15 Εγκατάσταση δοσομετρητών διαλύματος Υποχλωριώδους Νατρίου και απαιτήσεις εγκατάστασης Τα συστήματα αυτά θα πρέπει να κατασκευάζονται από υλικά που είναι ανθεκτικά στη διάβρωση που προκαλείται από ένα ισχυρό διάλυμα υποχλωριώδους. Η δεξαμενή του διαλύματος μπορεί να είναι κατασκευασμένα από υψηλής πυκνότητας πολυαιθυλένιο (PEHD), υαλονήματα (fiberglass) ή αμιαντοτσιμέντο. Ο πλωτήρας μπορεί να είναι από PVC ή ξύλο. Δεν θα πρέπει να χρησιμοποιείται αλουμίνιο, χάλυβας, χαλκός ή ανοξείδωτος χάλυβας, επειδή καταστρέφονται γρήγορα. Αυτή η συσκευή, όπως και όλα τα συστήματα σταθερής κεφαλής, είναι εύκολη στην εγκατάσταση. Η εφαρμογή της περιορίζεται σε περιπτώσεις κατά τις οποίες το διάλυμα υποχλωριώδους μπορεί να ρέει λόγω βαρύτητας προς την τοποθεσία ανάμειξης ή το κανάλι ή το θάλαμο επαφής χλωρίου, είτε απευθείας προς μια δεξαμενή αποθήκευσης. Η εγκατάσταση θα πρέπει να περιλαμβάνει εναέριο χώρο στο σωλήνα κατάθλιψης για να αποφευχθεί πιθανός σιφωνισμός. Το σύστημα θα πρέπει επίσης να έχει σχεδιαστεί κατά τέτοιο τρόπο ώστε να μην υπάρχει καμία πιθανότητα το περιεχόμενο της δεξαμενής του διαλύματος να αναρροφηθεί μονομιάς κατά λάθος

μέσα στο

κανάλι του μείγματος ή στο θαλάμου επαφής, εάν ένα εξάρτημα ή σωλήνα έχει σπάσει ή μετά από βλάβη του συστήματος ρύθμισης ροής ή οποιοδήποτε άλλο είδος διαρροής συμβεί (πχ με σιφωνισμό). Ο σχεδιασμός της εγκατάστασης θα πρέπει να διευκολύνει τη διαχείριση των χημικών ενώσεων χλωρίου,των μίγματων διαλύματων και τη ρύθμιση της δοσολογίας. Μια βρύση νερού θα πρέπει να βρίσκεται σε βολική τοποθεσία για χρήση στην παρασκευή των διαλυμάτων και για τη γενική υγιεινή και όταν χρειαστεί νερό για καθαρισμό χεριών ή εκπλυση οφθαλμών ή άλλου μερουςτου σώματος. 2.6.2.16 Λειτουργία και συντήρηση δοσομετρητών διαλύματος χλωρίου Αυτές οι συσκευές είναι εύκολες στη λειτουργία, τη συντήρηση και την επισκευή και δεν απαιτούν τη φροντίδα εξειδικευμένων χειριστών. Οι χειριστές μπορούν εύκολα να εκπαιδευτούν σε ένα σύντομο χρονικό διάστημα. Η συνεχής εποπτεία είναι απαραίτητη, ωστόσο, για να βεβαιωθείτε ότι ο εξοπλισμός, ιδίως η βυθισμένη οπή, διατηρείται καθαρή, ότι το μέγεθος της δόσης είναι κατάλληλο, ότι στη δεξαμενή το διάλυμα δεν έχει εξαντληθεί ή ότι η συγκέντρωση του δεν έχειμειωθεί (λόγω αραίωσης ή αλλοίωσης), ότι δεν υπάρχει μεταβολή της ροής του νερού κλπ.. Για την πρόληψη βουλωμάτων από αιωρήματα, συχνά χρησιμοποιείται κάπιο φίλτρο παγίδευσηςαφαίρεσης στερεών, το οποιο πρέπει να ελέγχεται και να καθαρίζεται συχνά. Μεγάλη προσοχή πρέπει να ληφθεί κατά την παρασκευή του διαλύματος υποχλωριώδους με το χέρι, όπως εξηγήθηκε προηγουμένως. Όταν χρησιμοποιείται υποχλωριώδες ασβέστιο, η

E-learning

Page 31


Nireas Project

συγκέντρωση του διαλύματος πρέπει να είναι μεταξύ 1% και 3% διαθέσιμου χλωρίου για την παρεμπόδιση του υπερβολικού σχηματισμού καθαλάτωσεων ασβεστίου και ιζημάτων. Τα διαλύματα υποχλωριώδους νατρίου πρέπει να έχουν μια συγκέντρωση 3-6% και το πολύ μέχρι 10%. Υψηλότερες συγκεντρώσεις δε συνίστανται επειδή χάνουν την ισχύ τους γρήγορα και αν είναι πολύ υψηλές μπορεί να δημιουργούν αποθεσεις η ιζήματα. Σε πυκνα διαλύματα, συνίσταται αραίωση με αποσκληρυμένο νερό.. 2.6.2.16 Δοσομετρητές υπό πίεση 2.6.2.16-1 Σύστημα τροφοδοσίας με διαφραγματική δοσομετρική αντλία Οι

διαφραγματικές

δοσομετρικές

αντλίες

είναι

τροφοδότες

θετικής

πίεσης

δουλεύουν

ανυψώνοντας και το διάλυμα χλωρίου πάνω από την ατμοσφαιρική πίεση και συνεπώς εγχέοντας το με πίεση σε ένα αγωγό νερού που ειτουργεί πλήρης (υπό πίεση). Οι διαφραγματικές δοσομετρικές αντλίες είναι αρκετά συνηθισμένες και δημοφιλεις. Οι τροφοδότεςαρνητικής πίεσης ή οι αντλίες αναρρόφησης διαλύματος χλωρίου, λειτουργούν με βάση την αρχή ότι το διάλυμα χλωρίου αναρροφάται από την υποπίεση (κενό) που δημιουργείται από ένα venturi ή συνδέοντας τον τροφοδότη διαλύματος

σε ένα σωλήνα προσαγωγής. Το

venture είναι το πιο διαδεδομένο σύστημα αρνητικής πίεσης. Είναι εγκατεστημένο στο σψλήνα υπό πίεση παροχής νερού μόνος του ή σε μια εναλλακτική γραμμή, όπως θα φανεί αργότερα. Αυτές οι αντλίες είναι εξοπλισμένες με ένα περίβλημα του θαλάμου με δύο μονόδρομες βαλβίδες, μια στο σημείο εισόδου και μία στην έξοδο. Το διάλυμα προστίθεται στο θάλαμο μέσω της βαλβίδας εισαγωγής, όπως το διάφραγμα, που τροφοδοτείται από έναν ηλεκτρικό κινητήρα, διαστέλλεται και αποβάλλεται έξω από το θάλαμο από την βαλβίδα εξόδου, καθώς το διάφραγμα συστέλλεται. Το εύκαμπτο διάφραγμα είναι κατασκευασμένο από υλικό ανθεκτικό στις διαβρωτικές επιδράσεις των διαλυμάτων υποχλωριώδους. 1-11 Συσκευή δοσομέτρησης με αντλία διαφράγματος σε σωλήνα αρνητικής πίεσης (adduction pipe)

E-learning

Page 32


Nireas Project

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003). 2.6.2.16-2 Τροφοδότες αναρρόφησης (τύπου venturi) Ο τροφοδότης αναρρόφησης συνήθως εφαρμόζει μια συσκευή venturi που καθιστά δυνατόν να τροφοδοτεί χλωριωμένα διαλύματα χλωρίουυ

μέσω σωλήνων υπό πίεση. Αυτό το είδος του

χλωριωτή βασίζεται στην ίδια αρχή με εκείνη του εγχυτήρα που χρησιμοποιείται στους χλωριωτές αερίου. Το κενό που δημιουργείται από την ροή του νερού μέσω του σωλήνα venturi αναρροφά το υποχλωριώδες διάλυμα και το απορρίπτει άμεσα στο κύριο ρεύμα νερού ή το δευτερεύον. Η τροφοδοσία ρυθμίζεται μέσω μίας βαλβίδα-βελόνας που βρίσκεταιι μεταξύ της συσκευής υποπίεσης venturi και του ροόμετρου. 1-12

Τυπική

εγκατάσταση

ενός

venture

τύπος

του

συστήματος

τροφοδοσίας

αναρρόφησης

E-learning

Page 33


Nireas Project

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003). 1-13 Τυπικό σύστημα χλωρίωσης νερού σε αντλία γεώτρησης (βαθέος φρέατος)

E-learning

Page 34


Nireas Project

(John M. Stubbart, 2006 )

1-14 Σύστημα χλωρίωσης υποχλωριώδους ασβεστίου

(David H.F. Liu, Bela G. Liptak, 1999)

E-learning

Page 35


Nireas Project

Χλωριωτές ταμπλέττας, από τη NORWECO, USA

2.6.2.16-3

Εγκατάσταση

δοσομετρικής

αντλίας

διαφράγματος

και

απαιτήσεις

εγκατάστασης Οι δοσομετρικές αντλίες διαφράγματος συνήθως κινούνται με ηλεκτρικούς κινητήρες. Οι αντλίες υδραυλικής κίνησης είναι λιγότερο συχνές. Οι τελευταίες μπορεί να χρησιμοποιηθούν όταν δεν υπάρχει καμία αξιόπιστη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ένα πλεονέκτημα αυτού του συστήματος είναι ότι ο ρυθμός τροφοδοσίας διαλυματος υποχλωριώδους νατρίου μπορεί να ρυθμιστεί με την ταχύτητα ροής του νερού, χρησιμοποιώντας μια ειδική συσκευή. Ένα μειονέκτημα από τη χρήση υδραυλικής ισχύος είναι η μηχανική πολυπλοκότητα της, η οποία συχνά προκαλεί προβλημάτα λειτουργίας και συντήρησης. Σχετικά μικρή ισχύς, γενικά από ¼ έως ¾ HP, είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του υποχλωριωτή. Κατά την επιλογή αυτού του τύπου χλωριωτή, είναι σημαντικό να επιλεγεται αφού εξετάζεται και αξιολογείταιτης αναξιόπιστη η πηγής ηλεκτρικής ισχύος που θα χρησιμοποιηθεί.

E-learning

Page 36


Nireas Project

Μια καλά σχεδιασμένη εγκατάσταση θα πρέπει να προστατεύει τα χημικά προϊόντα από την επίδραση του ηλιακού φωτός και να παρέχει τις απαραίτητες προϋποθέσεις για την εύκολη διαχείριση και την ανάμιξη των χημικών διαλυμάτων. Θα πρέπει επίσης να αερίζεται καλά και να αποφεύγονται οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες και η υγρασία. Η εγκατάσταση θα πρέπει να σχεδιαστεί για να διευκολύνει τη λειτουργία και συντήρηση του συστήματος και να μειώσει τους πιθανούς κινδύνους από το χλώριο. Ένα ξεχωριστό δωμάτιο συνιστάται για την αποθήκευση του υποχλωριώδους, λόγω της διαβρωτικής και αντιδραστικής φύσης του. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το διάγραμμα μιας τυπικής εγκατάστασης χλωρίωσης υποχλωριώδους ασβεστίου.

1-15 Τυπική εγκατάσταση χλωρίωσης υποχλωριώδους ασβεστίου

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003)

2.6.2.16-4 Λειτουργία και συντήρηση δοσομετρικής αντλίας διαφράγματος Η δυναμικότητα των δοσομετρικών αντλιών διαφράγματος μπορεί να ρυθμίζεται για την τροφοδοσία διαλύματος υποχλωριώδους μέσω ρύθμισης της συχνότητας ή του μήκους της διαδρομής της αντλίας. Οι περισσότερες δοσομετρικές αντλίες χρησιμοποιούν κινητήρες μεταβλητής ταχύτητας για να ρυθμίζουν τη συχνότητα ή το μήκος της διαδρομής της αντλίας. Ορισμένοι χρησιμοποιούν μηχανικά μέσα για να ρυθμίσουν το μήκος της και μερικοί κάνουν χρήση

E-learning

Page 37


Nireas Project

και των δύο μεθόδων. Ο έλεγχος της συχνότητας διαδρομής του εμβόλου διαφράγματος της αντλίας φαίνεται να είναι η μέθοδος επιλογής των πιο μικρών συστημάτων παροχής νερού, λόγω της απλότητα τους. Η έναρξη και η παύση, καθώς και ο ρυθμός τροφοδοσίας, τείνουν να ελέγχονται χειροκίνητα, αν και η έναρξη και η διακοπή μπορούν επίσης να ελέγχονται αυτόματα χρησιμοποιώντας ένα μαγνητικό διακόπτη ροής που συνδέεται άμεσα με το ρυθμιστή της αντλίας νερού. Πολύπλοκα συστήματα ελέγχου που ρυθμίζουν τον ρυθμό τροφοδοσίας αυτόματα γενικά δεν συνιστάνται για χρήση από μικρούς οικισμούς. Οι χλωριωτές αυτού του είδους είναι απλοί στη λειτουργία και τη συντήρηση, αλλά χρειάζονται συνεχή και κατάλληλη συντήρηση. Η τροφοδοσία μπορεί να είναι ακριβής και ομοιόμορφη αν οι βαλβίδες εξοπλισμού διατηρούνται απαλλαγμένες από ιζήματα και άλατα. Μια συγκέντρωση από 1 έως 3% συνιστάται για διαλύματα υποχλωριώδους ασβεστίου προκειμένου να επιτευχθεί μια οικονομική ισορροπία μεταξύ του κόστους άντλησης και της πρόληψη της καθίζησης ασβεστίου στις βαλβίδες ελέγχου και το θάλαμο διαφράγματος. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δίνεται όταν το νερό είναι σκληρό, με υψηλή περιεκτικότητα σε διαλυμένα στερεά, ή κατά τη χρήση διαλυματος υποχλωριώδους ασβεστίου. Η χρήση των διαλυμάτων υποχλωριώδους νατρίου με συγκέντρωση μικρότερη από 10%, συνιστάται προκειμένου να αποφευχθούν κατακρημνίσεις και να διατηρήθει η σταθερότητα του χλωρίου. Επίσης όταν η αντλία διαφράγματος αποτελείται από μεταλλικά κομμάτια, αυτά μπορεί να διαβρωθούν και να μειώσουν τη διάρκεια ζωής του. Για το λόγο αυτό, η αντλία αυτή πρέπει να αντικαθίστανται με νεα μετά από μερικά χρόνια. Οι βαλβίδες ελέγχου εκτίθενται σε καθαλάτωση ασβεστίου και έτσι πρέπει να καθαρίζονται με ένα διάλυμα οξέος για να αποφευχθεί η ανεπαρκής λειτουργία τους ή πρέπει να αντικαθίστανται πιο συχνά λόγω της απώλειας της ελαστικότητας, ως αποτέλεσμα της οξείδωσης. Τα διαλύματα υποχλωριώδους άλατος πρέπει επίσης να αντιμετωπίζονται με προσοχή καθώς είναι εξαιρετικά διαβρωτικά και τα εργαλεία και τα δοχεία που χρησιμοποιούνται για την προετοιμασία τους πρέπει να είναι κατασκευασμένα από πλαστικό ή κεραμικό ή άλλο ανθεκτικό στη διάβρωση υλικό. Το προσωπικό πρέπει να εκπαιδευτεί κατάλληλα για το χειρισμό των διαρροών και της σωστής λειτουργίας του εξοπλισμού και των διαδικασιών συντήρησης.

E-learning

Page 38


Nireas Project

E-learning

Page 39


Nireas Project

Τυπική εγκατασταση μιας δοσομετρικής-διαφραγματικής αντλίας

Τομή μιας δοσομετρικής-διαφραγματικής αντλίας

E-learning

Page 40


Nireas Project

2.6.2.17 Εγκατάσταση δοσομετρητών αναρρόφησης τύπου Venturi και απαιτήσεις εγκατάστασης Η συσκευή venturi λειτουργεί αποτελεσματικά σε ένα σχετικά στενό εύρος (κλίμακα) λειτουργίας. Για το λόγο αυτό, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα στην επιλογή του προκειμένου να διασφαλιστεί ότι οι υδραυλικές απαιτήσεις της συσκευής ταιριάζουν με τα χαρακτηριστικά του συστήματος παροχής νερού ή εκροής ΕΕΛ (μέγιστη και ελάχιστη ροή). Οι συσκευές venturi δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται για μεγάλες διακυμάνσεις της ροής και της πίεσης εκτός του εύρους λειτουργίας τους. Θα πρέπει επίσης να είναι ανθεκτικές σε ισχυρά διαλύματα υποχλωριώδους άλατος, στα οποία η δυνατότητα οξείδωσης μπορεί να καταστρέψει τη συσκευή. Οι συσκευές venturi μπορούν να εγκατασταθούν στον τοίχο ή άμεσα στους σωλήνες, ανάλογα με το σχεδιασμό. Η εγκατάσταση τους είναι τόσο απλή που δεν απαιτούνται ειδικοί. Όλα οι εύκαμπτοι πλαστικοί σωλήνες πρέπει να είναι κατάλληλα συνδεμένοι για να διευκολύνουν τη λειτουργία και τη συντήρηση των συσκευών. Προηγουμένως, ένα φίλτρο θα πρέπει να έχει εγκατασταθεί στη συσκευή και θα πρέπει να έχει διαταχθεί με τέτοιο τρόπο ώστε η venturi να μπορεί εύκολα να αφαιρεθεί για τον καθαρισμό τυχόν ιζημάτων ή αλάτων. Όπως και στην περίπτωση όλων των υποχλωριωτών, ειδικές προφυλάξεις πρέπει να λαμβάνονται κατά τον σχεδιασμό της εγκατάστασης χλωρίωσης και αποθήκευσης, λόγω τηςμεγάλης ικανότητας διάβρωσης των διαλυμάτων χλωρίου. Η συσκευή venturi δεν απαιτεί μεγάλη πίεση του νερού για να λειτουργήσει. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ωστόσο, είναι απαραίτητη μια αξιόπιστη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας για να τροφοδοτεί μια μικρή ποσότητα νερού μέσα από το σωλήνα venturi προκειμένου να δημιουργήσει το απαιτούμενο κενό. 2.6.2.17-1Λειτουργία και συντήρηση Venturi τροφοδοτών αναρρόφησης τύπου Venturi Οι χλωριωτές venturi δεν είναι πολύ ακριβείς, ιδιαίτερα όταν η ροή ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό, γεγονός που καθιστά αναγκαία τη συχνή ρύθμιση του χλωριωτή με την παροχή τροφοδοσίας .. Οι ακρυλικές (διαφανείς)

συσκευές venturi είναι καλύτερες επειδή επιτρέπουν στον χειριστή να

καθορίσει οπτικά το πότε χρειάζονται καθαρισμό και είναι επίσης ανθεκτικές στα υποχλωριώδη. Όλες οι συσκευές venturi είναι επιρρεπέις σε καθαλάτωση ασβεστίου λόγω του διάλυματος υποχλωριώδους ή της παρουσίας σκληρού νερού. Θα πρέπει να καθαρίζονται σε τακτική βάση και, αν είναι απαραίτητο, να χρησιμοποιείται οξύ για να αφαίρεση των σκληρών αλάτων και άλλων κατακρημνισμάτων ή ιζημάτων. Οι περισσότεροι κοινοί σύνδεσμοι (φλάτζες), τα ελατήρια συγκράτησης βαλβίδων και αρθρώσεων, φθείρονται με την πάροδο του χρόνου, λόγω της επαφή με το υποχλωριώδες διάλυμα. Θα πρέπει, συνεπώς, να αντικαθίστανται περιοδικά. Αυτά τα

E-learning

Page 41


Nireas Project

ανταλλακτικά πρέπει να είναι κατασκευασμένα από κατάλληλο υλικό και να είναι σε ετοιμότητα κάθε στιγμή για χρήση.

2.6.2.18 Στερεό χλώριο 2.6.2.18-1 Τροφοδότες στερεού υποχλωριώδους ασβεστίου Οι τροφοδότες υποχλωριώδους ασβεστίου κατασκευάζονται για μικρές και μεγάλες ροές. Οι πρώτοι είναι ογκομετρικοί ή σταθμικού τροφοδότες που ρίχνουν μία μετρημένη ποσότητα (σε όγκο ή το βάρος) σε ένα μικρό δοχείο διαλύσεως (συνοδεύονται πάντα από ανάμιξη), όπου διαλύεται και αργότερα τροφοδοτείται στο σημείο εφαρμογής. Η χρήση αυτών των συσκευών δεν είναι δημοφιλής για μεγάλες ροές, για τις οποίες πάντα επιλέγεται chorine αέριο χλώριο. Για την απολύμανση μικρές ροών (τυπικά σε μεσαίες και μικρές κοινότητες), προτιμώνται συσκευές που λειτουργούν

μέσω

δισκίου

διάβρωσης

ή

άμεσης

τροφοδοσίας

στερεών

ταμπλέτων

υποχλωριώδους ασβεστίου. Η συγκέντρωση του ενεργού χλωρίου σε αυτές είναι μεταξύ 65 και 70%, σε αντίθεση με τη συγκέντρωση 33% του κονιοποιημένου υποχλωριώδους ασβεστίου που διατίθενται στο εμπόριο με διάφορα εμπορικά σήματα. 2.6.2.18-2 Τροφοδότης ταμπλέτας και δισκίου διάβρωσης Οι τροφοδότες διάβρωσης (διάλυσης) χρησιμοποιούν ταμπλέτες υψηλής συγκέντρωσης υποχλωριώδους

ασβεστίου

(HTH)

που

μπορούν

να

αποκτηθούν

από

προμηθευτές/αντιπροσώπους ή παρασκευάζεται τοπικά με μηχανική συμπίεση υποχλωριώδους ασβεστίου. Αυτό το σύστημα έχει βρει μια σημαντική θέση στην απολύμανση των συστημάτων επεξ/σίαςνερού/ λυμάτων για τις μικρές κοινότητες και τα νοικοκυριά. Οι συσκευές είναι εύκολες στη χρήση και τη συντήρηση και είναι φθηνές και ανθεκτικές. Οι ταμπλέτες είναι ασφαλέστερες από τα διαλύματα υποχλωριώδους και το αέριο χλώριο και είναι πιο εύκολες στο χειρισμό και την αποθήκευση. Οι δοσομετρητές διάβρωσης σταδιακά διαλύουν τα δισκία υποχλωριώδους σε ένα προκαθορισμένο ποσοστό, καθώς το ρεύμα νερού ρέει γύρω τους. Ο μηχανισμός αυτός παρέχει την απαραίτητη δόση χλωρίου για την απολύμανση του νερού ή των επεξ.λυμάτων. Δεδομένου ότι οι ταμπλέτες διαλύονται, αντικαθίστανται από καινούριες που πέφτουν μέσα στον θάλαμο με τη

E-learning

Page 42


Nireas Project

βαρύτητα. Το συμπυκνωμένο διάλυμα χλωρίου τροφοδοτεί μια δεξαμενή ή ένα ανοικτό κανάλι, ανάλογα με την περίπτωση. 1-16 Τροφοδότες ταμπλέτων διάβρωσης υποχλωριώδους ασβεστίου

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003).

1-17 Τροφοδότης δισκίων/ταμπλεττών υποχλωριώδους ασβεστίου

E-learning

Page 43


Nireas Project

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003). Διάφοροι τροφοδότες δισκίου διάβρωσης υπάρχουν στην αγορά.

1-1 Τροφοδότες ταμπλέτων διάβρωσης υποχλωριώδους ασβεστίου – Εμπορικό μοντέλο

E-learning

Page 44


Nireas Project

2.6.2.18-3 Εγκατάσταση τροφοδοτών στερεού χλωρίου και απαιτήσεις εγκατάστασης Μόνο ελάχιστη εξειδικευμένη εκπαίδευση είναι απαραίτητη για την εγκατάσταση αυτών των τροφοδοτών. Στις περισσότερες περιπτώσεις, θεωρείται αρκετή η εκπαίδευση ένα φορέα σε βασικές γνώσεις των υδραυλικών εγκαταστάσεων και των σωληνώσεων. Ωστόσο, αν και οι συσκευές τροφοδοσίας κατασκευάζονται από μη διαβρωτικά υλικά και δεν έχουν κινητά μέρη, πρέπει να ακολουθούνται τοι οδηγίες του κατασκευαστή προκειμένου να εξασφαλίζεται η επαρκής αντοχή και λειτουργία τους, σύμφωνα με τις προδιαγραφές. Προσοχή πρέπει επίσης να δίνεται στην θερμοκρασία του νερού, από την οποία εξαρτάται η διαλυτότητα των ταμπλετών. 2.6.2.18-4 Λειτουργία και συντήρηση τροφοδοτών στερεού χλωρίου Οι τροφοδότες ταμπλέτων ή δισκίων διάβρωσης είναι απλοί στη λέιτουργία. Ο εξοπλισμός μπορεί να βαθμονομείται εύκολα, αλλά όχι με μεγάλη ακρίβεια, προσαρμόζοντας το μήκος βύθισης της στήλης των δισκίων ή της ταχύτητας της ροής του νερού που ξεπλένεται μέσω του θαλάμου διαλύσεως. Εφόσον ο τροφοδότης έχει βαθμονομηθεί και αν δεν υπάρχουν μεγάλες διακυμάνσεις στη ροή, απαιτέιται συνήθως μικρή προσοχή, πέρα από τον έλεγχο επιβεβαίωσης ότι το δοχείο είναι γεμάτο με τα δισκία για την εξασφάλιση συνεχούς δοσολογία. Ο μηχανισμός τροφοδοσίας θα πρέπει να επιθεωρείται σε τακτική βάση για να ελέγξετε για τυχόν εμπόδια (αποθέσεις ή κομματια που εχουν φρακάρει σε μέρος που αλλοιώνουν τη ροή). Θα πρέπει να καθαρίζεται καλά, να επιστέφει στην ορθή του θέση και στη συνέχεια να βαθμονομείται. Η επιθεώρηση και αναπλήρωση των δισκίων εξαρτάται από την εκάστοτε εγκατάσταση, την τροφοδοσία χλωρίου και τον όγκο του νερού που επεξεργάζεται. Οι χειριστές μπορούν να εκπαιδεύονται γρήγορα, επειδή η συσκευή είναι εύκολο να λειτουργήσει. Όσον αφορά την ασφάλεια, τα δισκία υποχλωριώδους ασβεστίου είναι συνήθως ευκολότερα και ασφαλέστερα στη χρήση και την αποθήκευση σε σχέση με άλλες ενώσεις χλωρίου. Ωστόσο, είναι απαραίτητο να λαμβάνονται κάποιες ελάχιστες προφυλάξεις.

E-learning

Page 45


Nireas Project

1.6.1.1 2.6.10 Σύγκριση διαφορετικών μεθόδων χλωρίωσης 1-4 Συγκριτικός πίνακας πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων των διαφορόρων μεθόδων χλωρίωσης

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003). E-learning

Page 46


Nireas Project

1.6.1.2 Πλεονεκτήματα & μειονεκτήματα της απολύμανσης με χλώρίωση Πλεονεκτήματα 1. Η χλωρίωση είναι μια εδραιωμένη τεχνολογία 2. Επί του παρόντος, το χλώριο είναι πιο οικονομικά αποδοτικό σε σχέση με την απολύμανση με UV ή όζον (εκτός εάν απαιτείται αποχλωρίωση και τήρηση κώδικας πυρασφάλειας) 3. Το υπολειμματικό χλώριο που παραμένει στο λύματα μπορεί να παρατείνει την απολύμανση, ακόμη και μετά την αρχική επεξεργασία και μπορεί να μετρηθεί για την αξιολόγηση της αποτελεσματικότητα 4. Αποτελεί αξιόπιστη και αποτελεσματική μέθοδο ενάντια σε ένα ευρύ φάσμα παθογόνων οργανισμών 5. Η χλωρίωση έχει ευέλικτο έλεγχο δοσολογίας 6. Η χλωρίωση μπορεί να εξαλείψει ορισμένες επιβλαβείς και δυσάρεστες οσμές από τα λύματα Μειονεκτήματα 1. Το υπολειμματικό χλώριο ακόμη και σε χαμηλές συγκεντρώσεις είναι τοξικό για την υδρόβια ζωή και μπορεί να απαιτεί αποχλωρίωση 2. Όλες οι μορφές του χλωρίου είναι εξαιρετικά διαβρωτικές και τοξικές. Ως εκ τούτου, η αποθήκευση και ο χειρισμός απαιτούν αυξημένες προφυλάξεις ασφαλείας. 3. Το χλώριο παράγει επικίνδυνα υποπροϊόντα DBPs (π.χ. egtrihalomethanes) 4. Τα επίπεδζ των ολικών διαλυμένων στερεών είναι αυξημένα στα επεξεργασμένα λύματα 5. Το χλώριο δεν είναι αποτελεσματικό απέναντι σε ορισμένα είδη παθογόνων οργανισμών, όπως το Cryptosporidium parvum, οι κύστεις, Giarfia lamblia και τα αυγά των παρασιτικών σκουληκιών.

E-learning

Page 47


Nireas Project

1.6.1.3 2.6.2.18-4 Designing a chlorination system Data Maximum inflow :

0,1 m3/sec

Effluent to be disinfected :

secondary treatment effluent

Fecal coliforms in tank inlet :

106 /100 mL

Required Fecal coliforms in tank outlet :

102 /100 mL

Contact time in chlorination tank :

30 min

Disinfectant to be used :

sodium hypochlorite (NaCLO), chlorine concentration 15% w.w., specific weight 1,20 kg/L (Office of Water

Program Operations, US EPA) Answer

Net chlorination tank volume : 0,1 m3/sec x 30 min (60 sec/min) = 180 m3

Chlorination tank design :

Parameters of design Minimum required tank’s length to width ratio : > 40/1 Acceptable tank’s depth : 0,8 – 2 m Meandering path of effluent in the tank

Considering •

tank’s depth equal to 1,5 m

8 channels, 1,5 meters wide each

Minimum channel’s length •

180 m3 / (1,5 m x 1,5 m x 8 channels) =10 m

Choosen length of each channel

: 10 m

Tank’s length to width ratio •

8 channels x 10 m / 1,5 m = 53,33/1 > 40/1

E-learning

Page 48


Nireas Project

Chlorine dose : N/No=(1+0,23 Ct)-3

Solving to Residual Chlorine concentration C, C = 2,98 mg/L

Solving to Initial Chlorine concentration Co, according to following equation, C = 0,7 Co e-0,003 t Co = 4,65 mg/L

Solving to sodium hypochlorite (NaCLO) maximum demand per hour Q NaCLO (kg/hr) = 0,1 m3/sec x 4,65 mg/L / 15% w.w. = 11,16 kg/hr or Q NaCLO (L/hr) = 11,16 kg/hr / 1,20 kg/L= 9,3 L/hr

E-learning

Page 49


Nireas Project

1.6.1.4 2.6.11 Troubleshooting guide â&#x20AC;&#x201C; chlorination 1-5 Troubleshooting guide â&#x20AC;&#x201C; chlorination INDICATOR/OBSERVATION 1.Low chlorine gas pressure at chlorinator.

2.No chlorine gas pressure at chlorinator.

3.Chlorinator will not feed chlorine.

PROBABLE

CHECK OR

CAUSE

MONITOR

1a.Insufficient number of cylinders connected to system. Supply valve closed or partly closed.

1a. Reduce feed rate and note if pressure rises appreciably after short period of time. If so, 1a. is the cause. 1b. Reduce feed rate and note if icing and cooling effect on supply lines continues.

1a. Connect enough cylinders to the system so that chlorine feed rate does not exceed the withdrawal rate from the cylinders. Icing or very cold conditions can be noted at the cylinder/ container valve if inadequate supply is the problem. 1b. Valve out, evacuate line then disassemble chlorine header system to point where cooling begins, locate stoppage and clean with solvent.

2a. Visual inspection of system gauges.

2a. 1. Replace empty cylinders. 2. Connect cylinders. 3. Open supply valve.

2b. Inspect valve. High chlorine pressure upstream of valve, low pressure downstream. 3a. Check chlorine supply and pressure gauges.

2b. Repair the reducing valve after shutting off supply valves, evacuating gas in the header system.

1b. Stoppage or flow restriction between cylinders and chlorina-tors. Gas pressure-reducing valve closed/ malfunctioning. 2a. Chlorine cylinders empty, not connected to system, or supply valve closed. 2b. Plugged or damaged pressurereducing valve.

3a. No chlorine supply.

3a. 1. Restore chlorine supply to chlorinator. 2. Check chlorine pressure-reducing valve (CPRV) on evaporator on chlorine supply header. 3b. 1. Start injector supply pump, obtain proper output in flow and psi.

3b. 1. Inadequate injector vacuum.

3b. 1. Check injector supply pump for proper output.

2. Injector diaphragm ruptured.

2. Injector diaphragm.

2. Replace injector diaphragm, adjust injector to obtain proper vacuum for operating chlorina-tion system.

3c. Air leak in chlorinator.

3c. Check chlorinator components for secureness and proper connections. 3d. Check back pressure on chlorine water supply to contact basin.

3c. Retighten connections, replace faulty diaphragms, or ruptured tubing, defective seals, or O-rings.

3e. Travel of V-

3e. Adjust or reconnect orifice,

3d. Plugged diffuser.

3e. V-notch orifice of

E-learning

SOLUTION

3d. Clean diffuser.

Page 50


Nireas Project

4. Chlorine gas escaping from chlorine pressure-reducing valve (CPRV).

5. Inability to maintain chlorine feed rate without icing of chlorine system.

chlorinator (chlorine) out of adjustment/ disengaged. 4a. Main diaphragm of CPRV ruptured due to improper assembly or fatigue.

5a. Insufficient supply. 5b. Insufficient evaporator capacity.

5c. 1. CPRV dirty (supply manifold). 2. Restriction in line. 3. Withdrawal rate too high.

6. Chlorine evaporator system unable to maintain water bath temperature sufficient to keep external CPRV open.

7. Wide variation in chlorine residual produced in effluent.

6a. Heating element malfunction.

6b. Solenoid valve mal function 7a. Variation in chlorine demand.

7b. Chlorine contact basin.

7c. Chlorine diffuser.

E-learning

notch orifice.

lubricate stem.

4a. Place ammonia bottle near termination of CPRV vent line to confirm leak. 5a. Check chlorine supply header pressure gauge. 5b. Check evaporator temperature and in/out pressure.

4a. Disassemble valve and diaphragm; reassemble correctly.

5c. 1. Check chlorine pressure downstream of CPRV. 2. Chlorine system supply line pressures. 3. Feed rate. 6a. Evaporator water bath temperature.

5a. Add more cylinders to meet chlorine feed demand.

5b. 1. Place another evaporator in service. 2. If operating a chlorina-tion system with separate prechlorination and postchlorina-tion unitsâ&#x20AC;&#x201D;place presystem on gas from cylinder supply, leave post-system on evaporators. 3. Clean water bath on evaporator, ensure evaporator power is ON, ensure heater element is functioning properly, ensure solenoid is not malfunctioning and allowing water to circulate through evaporator. 5c. 1. Clean CPRV. 2. Locate and remove restriction. 3. Lower withdrawal rate or place more chlorine containers on line.

6a. Remove and replace heating element.

6b. Solenoid valve. 7a. Analyze chlorine demand of plant effluent to determine demand during various flow periods. 7b. 1. Determine detention time for various portions of day. 2. Dye test basin at peak flows. 3. Solids deposit in basin. 4. Sample location

6b. Repair/replace defective solenoid. 7a. Program postchlorina-tion feed rates during day to meet chlorine demand and supply desired chlorine residual to meet disinfection requirements.

7c. Chlorine

7c. 1. Clean diffuser orifices.

7b. 1. Maintain minimum of thirty minutes of chlorine contact time with effluent in basin. 2. Baffle basin or mix to prevent short-circuiting. 3. Clean contact basin to avoid solids resuspending during peak flows and increasing chlorine demand. 4. Sample other locations for best application point.

Page 51


Nireas Project diffuser for blockage, damage, and proper location for even chlorine dispersion.

2. Replace broken or damaged parts on diffuser. 3. Change location or style of diffuser for better mixing of chlorine with effluent.

7d. Inadequate feed rate adjustment of post-chlorinators.

7d. Monitor effluent for chlorine residual.

7d. Reprogram chlorine feed rates to meet demand conditions.

7e. Flowproportioning chlorine control devices not working properly.

7e. 1. Check flowmeter output. 2. Check flowmeter proportioning output device. 3. Check chlorinator controller for in/out response. 7f. Verify that chlorinator feed rate is what is required at given flow. 8a. Visual inspection.

7e. 1. Recalibrate flowmeter to correctly measure plant flow. 2. Maintain equipment so that flowmeter reading is correctly transmitting to chlorinator controller equivalent readings by mechanical cam, air, or electronic signals. 3. Adjust chlorinator controller so that chlorinator follows plant flow signal.

8b. Potassium iodide dosage.

8b. Adjust potassium iodide feed to correspond with residual being measured.

8c. See if pH of sample going through cell is maintained. 8d. Disconnect analyzer cell and apply a simulated signal to recorder mechanism. 8e. Set chlorine feed rate at constant dosage and analyze a series of grab samples for consistency. 8f. Check tube range to see if it gives too small or too large an incremental change in feed rate.

8c. Repair buffer additive system.

8g. Check loop

8g. Reduce loop time by doing the

7f. Malfunction of auto control.

8.Chlorine residual analyzer recorder controller does not control chlorine residual properly.

8a. Electrodes fouled. 8b. Insufficient potassium iodide being added for amount of residual being measured. 8c. Buffer additive system malfunctioning. 8d. Malfunctioning of analyzer cell.

8e. Poor mixing of chlorine at point of application.

8f. Chlorinator rotameter tube range is improper size.

8g. Loop time too

E-learning

7f. Repair control system. May require manufacturer's field service personnel to perform repairs.

8a. Clean electrodes.

8d. Call authorized service personnel to repair electrical components.

8e. Install mixing device to cause turbulence at point of application.

8f. Replace rotameter tube with a proper range of feed rates.

Page 52


Nireas Project

9. Coliform count fails to meet required standards for disinfection

10. Chlorine residual too high in plant effluent to meet requirements.

11. BREAKOUT (breakaway) OF CHLORINE

long.

time.

9a. Chlorine residual too low..

9a. Chlorine residual.

9b. Inadequate chlorine residual control. 9c. Inadequate chlorination equipment capacity. 9d. Solids buildup in contact chamber. 9e. Short-circuiting in contact chamber.

9b. Continuously record residual in effluent. 9c. Check capacity of equipment. 9d. Visual inspection 9e. Contact time.

9f. Coliform regrowth in piping/sample station. 9g. High chlorine demand, effluent appears low in solids.

9f. Effluent coliform sampling station. 9g. Nitrite lock. or 9g. Breakpoint chlorination.

10a. Chlorine feed rate too high.

10a. Chlorine residual.

10b. Malfunctioning chlorine residual control. 11a. Overfeeding chlorine.

10b. Operation of residual control system/ analyzer. 11a. Chlorine feed rate.

11b. Insufficient injector water flow.

11b. Injector flow or supply/ pump system.

11c. Excess mixing.

11c. Chlorine mixer speed.

11d. Inadequate mixing.

11 d. Chlorine mixer speed.

11e. Inadequate diffuser submergence.

11e. Depth of diffuser at application point.

11f. Inadequate diffuser size

11f. Diffuser size/design,

following: 1. Move injector closer to point of application. 2. Increase velocity in sample line to analyzer cell. 3. Move cell closer to sample point. 4. Move sample point closer to point of application. 9a. 1. Increase chlorine feed rate. 2. Increase chlorine contact time. 9b. Use chlorine residual analyzer to monitor and control the chlorine dosage automatically. 9c. Replace equipment as necessary to provide treatment based on maximum flow through plant 9d. Clean contact chamber to reduce solids buildup. 9e. 1. Install baffling in contact chamber. 2. Install mixing device in contact chamber. 9f. Modify system as needed to provide adequate chlorine residual to prevent regrowth. 9g. 1. Reduce level of nitrification. 2. Add supplemental alkalinity. 9g. 1. Increase chlorine until breakpoint is reached. 2. Decrease chlorine until chlorine:ammonia-N ratioisbelow5:1. 10a. Reduce chlorine feed rate.

10b. Repair/calibrate chlorine feed/residual control loops. 11a. Decrease chlorine feed rate to minimize breakout and maximize application efficiency. 11b. Adjust injector to maximum water flow. Place additional pumps on line to provide maximum capacity for dissolving chlorine 11c. Decrease mixer speed if variable speed, if not, turn unit off. Excess mixing may cause release of chlorine under breakout conditions. 11 d. Increase mixer speed to encourage dispersion of chlorine solution and increase dissolution capacity of flow stream. 11e. Lower diffuser to increase flow level over diffuser discharge point and provide additional contact between flow and chlorine solution. 11f. Install a larger diffuser to disperse chlorine solution over a larger flow area.

CHLORINE SUPPLY SYSTEM (must be performed by trained and qualified operators)

E-learning

Page 53


Nireas Project 12. Discoloration at joint, cadmium plating gone. Green or reddish colored deposits.

12. Chlorine leak.

13. Small drop of liquid on joint.

13. Chlorine leak/condensation.

14. Corrosion at gas gauges pressure switches

or

14. Chlorine leak/condensation

12. Check suspect area with fumes of ammonia solution. 13. Check suspect area with fumes of ammonia solution. 14. Check suspect area with fumes of ammonia solution.

12. Disassemble and repair/replace defective joint as quickly as possible.

13. If chlorine leak confirmed, repair/replace defective joint as quickly as possible.

14. If chlorine leak confirmed, repair/replace defective gauges/ pressure switches as quickly as possible.

(Office of Water Program Operations, US EPA)

E-learning

Page 54


Nireas Project

1.6.2 2.6.3 ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΜΕ ΥΠΕΡΙΩΔΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 2.6.3.1 Εισαγωγή Οι πρακτικές εφαρμογές της υπεριώδους ακτινοβολίας (UV) ξεκίνησαν το 1901, όταν αυτό το φως παράχθηκε για πρώτη φορά τεχνητά. Η τεχνική αυτή ελήφθη υπόψη για χρήση στην απολύμανση του πόσιμου νερού, όταν βρέθηκε ότι ο χαλαζίας είναι ένα από τα λίγα υλικά που είναι σχεδόν εντελώς διαφανή στην υπεριώδη ακτινοβολία, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθεί ως προστατευτικό περίβλημα για τις λάμπες. Η δημοτικότητα του χλωρίου και των χλωριούχων ενώσεωβ, σε συνδυασμό με το χαμηλό κόστος τους, επιβράδυνε την παραγωγή του εξοπλισμού UV μέχρι το 1950 και, στην πραγματικότητα, μέχρι το 1970, όταν οι οι λάμπες έγινε αξιόπιστες και μακράς διαρκείας. Η ανησυχία που προκάλεσε η ταυτοποίηση των παραπροϊόντων απολύμανσης (DBP), ιδιαίτερα εκείνων που σχετίζονται με την απολύμανση χλωρίου, οδήγησε πολλά συστήματα νερού να στραφούν προς τη χρήση της UV. Το σημαντικότατο μειονέκτημα της υπεριώδους ακτινοβολίας ακυρώνει το βασικό πλεονέκτημα του σε σχέση με τα DBPs. Δεν αφήνει στο επεξεργασμένο νερό οποιοδήποτε απολυμαντικό κατάλοιπο για την αντιμετώπιση μελλοντικής μόλυνσης της διανομής ή των συστημάτων νερού οικιακής χρήσης. 1.6.2.1 2.6.3.2 Health effects of UV radiation Small amounts of UV are beneficial for people and essential in the production of vitamin D. UV radiation is also used to treat several diseases, including rickets, psoriasis, eczema and jaundice. On the contrary, prolonged human exposure to UV radiation may result in acute and chronic health effects on the skin, eye and immune system. Over the longer term, UV radiation induces degenerative changes in cells of the skin, fibrous tissue and blood vessels leading to premature skin aging, photodermatoses and actinic keratoses. Another long-term effect is an inflammatory reaction of the eye. In the most serious cases, skin cancer and cataracts can occur.

E-learning

Page 55


Nireas Project

1.6.2.2 2.6.3.3 Μηχανισμός της απολυμαντικής δράσης Ο μηχανισμός της απολύμανσης βασίζεται σε ένα φυσικό φαινόμενο κατά το οποίο ακτινοβολία μικρού κύματος δρα στο γενετικό υλικό (ADN) των μικροοργανισμών και τους ιών, καταστρέφοντας τους ταχέως χωρίς να παράγουν σημαντικές φυσικές ή χημικές μεταβολές στο επεξεργασμένο νερό. Τα κύματα ενέργειας ακτινοβολίας UV είναι το φάσμα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από 100 έως 400 nm μήκος (φάσμα μεταξύ των ακτίνων-Χ και του ορατού φωτός). Η διαίρεση της υπεριώδους ακτινοβολίας μπορεί να ταξινομηθεί ως Υπεριώδες κενό (100-200 nm), UV-C (200280 nm), UV-Β (280-315 nm) και UV-Α (315-400 nm). Από την άποψη της μικροβιοκτόνου δράσης, η βέλτιστη περιοχή UV είναι μεταξύ 245 και 285 nm. Η απολύμανση UV χρησιμοποιεί είτε: χαμηλής πίεσης λάμπες που εκπέμπουν μέγιστη παραγωγή ενέργειας σε μήκος κύματος 253,7 nm, είτε μέσης πίεσης λάμπες που εκπέμπουν ενέργεια σε μήκη κύματος 180 έως 1370 nm ή λάμπες που εκπέμπουν σε άλλα μήκη κύματος με έναν υψηλής έντασης "παλμικό" τρόπο Η UV αδρανοποίηση συμβαίνει ως αποτέλεσμα της άμεσης απορρόφησης της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον μικροοργανισμό, επιφέροντας μία ενδοκυτταρική φωτοχημική αντίδραση που αλλάζει τη βιοχημική δομή των μορίων (κατά πάσα πιθανότητα των νουκλεϊκών οξέων) που είναι απαραίτητες για την επιβίωση του μικροοργανισμού. Έχει αποδειχθεί ότι, ανεξάρτητα από τη διάρκεια και την ένταση της δόσης, η δαπάνη της ίδιας συνολικής ενέργειας θα έχει ως αποτέλεσμα τον ίδιο βαθμό απολύμανσης. Ο περισσότερος εξοπλισμός της UV απολύμανσης χρησιμοποιεί μια ελάχιστη έκθεση (στα υγρά απόβλητα) των 60 mWs/cm2. Αυτό είναι αρκετό για να αδρανοποιήσει τα περισσότερα από τα παθογόνα βακτήρια και τους ιούς, αλλά ίσως δεν είναι αρκετό για ορισμένα παθογόνα πρωτόζωα, κύστες πρωτόζωων και των νηματώδη αυγά που μπορεί να απαιτούν μέχρι 200 mWs/cm2 για τηνπλήρη αδρανοποίηση τους.

E-learning

Page 56


Nireas Project

MOREâ&#x20AC;Ś The following tables contain a summary of published data of UV radiation dosages for the elimination of some pathogens, indicators, or other microorganisms that give an idea of the range and order of the exposure magnitude.

2.6.11 UV doses for multiple Log reductions for various spores

(Harold Wright, Gail Sakamoto, / Revised and expanded by Gabriel Chevrefils, Eric Caron, 2006)

2.6.12 UV doses for multiple Log reductions for various bacteria

E-learning

Page 57


Nireas Project

(Harold Wright, Gail Sakamoto, / Revised and expanded by Gabriel Chevrefils, Eric Caron, 2006)

E-learning

Page 58


Nireas Project

Table 2.6. 12.continued

(Harold Wright, Gail Sakamoto, / Revised and expanded by Gabriel Chevrefils, Eric Caron, 2006)

E-learning

Page 59


Nireas Project

2.6.13 UV doses for multiple Log reductions for various protozoa

(Harold Wright, Gail Sakamoto, / Revised and expanded by Gabriel Chevrefils, Eric Caron, 2006) Όπως ήδη αναφέρθηκε, το υπεριώδες φως έχει την ικανότητα να επεξεργάζεται το νερό χωρίς να παράγει μεγάλες φυσικές ή χημικές μεταβολές στο επεξεργασμένο νερό. Αυτή η διαδικασία απολύμανσης δεν προσθέτει νέες ουσίες στο νερό, ως εκ τούτου εξαλείφοντας τον κίνδυνο του σχηματισμού των DBPs. Η δοσολογία και η συχνότητα που χρησιμοποιείται για την απολύμανση δεν είναι γνωστό να παράγουν οποιεσδήποτε σχετικές ουσίες. Ούτε η υπερδοσολογία υπεριώδους ακτινοβολίας παράγει κάποιο βλαπτικό αποτέλεσμα. Ακόμα κι έτσι, ο χειριστής του εξοπλισμού απολύμανσης UV πρέπει να χρησιμοποιείτε προστατευτικά γυαλιά και ρουχισμό προκειμένου να

E-learning

Page 60


Nireas Project

αποφεύγει την έκθεση στα χαρακτηριστικά της υψηλής ισχύος ακτινοβολίας του υπεριώδους φωτός. 1.6.2.3 2.6.3.4 Παράμετροι που επηρεάζουν την απολυμαντική δράση Τα μήκη κύματος UV είναι παρόμοια με εκείνα του ηλιακού φωτός. Δεδομένου ότι η υπεριώδης ακτινοβολία είναι ενέργεια υπό μορφής ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, η αποτελεσματικότητά του δεν περιορίζεται από χημικές παραμέτρους ποιότητας του νερού. Για παράδειγμα, φαίνεται ότι το ρΗ, η θερμοκρασία, η αλκαλικότητα και ολικός ανόργανος άνθρακας δεν επηρεάζουν τη συνολική αποτελεσματικότητα της υπεριώδους απολύμανσης. Οι πιο σημαντικές παράμετροι που επηρεάζουν την απολύμανση του νερού με υπεριώδη ακτινοβολία είναι: 2.6.3.4-1 Μήκος κύματος Το μικροβιοκτόνο τμήμα είναι μεταξύ 240 και 280 nm (νανόμετρα), με μέγιστη αποτελεσματικότητα απολύμανσης κοντά στα 260 nm. Τα όρια αυτά εμπίπτουν αυτό που είναι γνωστό ως το υπεριώδες - C φάσμα (100-280 nm), το οποία είναι διαφορετικό από το υπεριώδες - Α (315-400 nm) και το υπεριώδες - Β (280-315 nm). 2.6.3.4-2 Ένταση ακτινοβολίας Όσο πλησιέστερα βρίσκεται το σημείο εκπομπής στο νερό, τόσο πιο έντονη θα είναι η ακτινοβολία και, συνεπώς, τόσο πιο αποτελεσματική η απολύμανση. Ένας κανόνας του αντίχειρα αναφέρει ότι το βάθος του νερού δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 75 mm για να εξασφαλιστεί ότι οι ακτίνες UV φτάνουν σε κάθε μέρος του σωστά. 2.6.3.4-3 Θερμοκρασία Ενώ η θερμοκρασία του νερού έχει μικρή ή καθόλου επίδραση στην αποτελεσματικότητα της υπεριώδους απολύμανσης, αυτό δεν επηρεάζει τη λειτουργική απόδοση ενός υπεριώδους λαμπτήρα όταν βυθίζεται στο νερό. Η μέγιστη εκτιμώμενη ακτινοβολούμενη ενέργεια επιτυγχάνεται όταν η θερμοκρασία της λάμπα UV παίρνει τιμή περίπου 41oC. 2.6.3.4-4 Αιωρούμενα Στερεά, Θολότητα, Χημικές Ενώσεις Tο καθαρό νερό απορροφά ένα μερος της ακτινοβολίας UV που διέρχεται μέσα από τη μάζα του. Τα αιωρούμενα στερεά, η θολότητα, το χρώμα απορροφούν ακόμη περισσότερο όταν τα αιωρούμενα στερεά είναι περισσότερα από 10 ppm, τότε υπάρχει πρόβλημα στην απόδοση απολύμανσης, λόγω της σκιάς που κάνουν τα σωματίδια και "κρύβουν" μικρόβια από την

E-learning

Page 61


Nireas Project

επίδραση του UV. Αντίστοιχα η θολερότητα συμβάλει στην απορρόφηση ακτινοβολίας και στη μείωση της απόδοσης UV. Επίσης οριμένες διαλυμένες χημικές ενώσεις απορροφούν ακτινοβολία UV και μειώνουν την απόδοση απολύμανσης 2.6.3.4-5 Διαλυμένα στερεά, pH Ενώ τα ολικά διαλυμένα στερεά και το pH δεν φαίνεται να έχουν άμεσο αντίκτυπο στη διαδικασία απολύμανσης UV, σε μακροπρόθεσμη βάση επιδρούν με τη δημιουργία εναποθέσεων στις λάμπες UV,

μειώνοντας

την

ένταση

της

υπεριώδους

ακτινοβολίας

και

κατά

συνέπεια

την

αποτελεσματικότητα της απολύμανσης. Ως αποτέλεσμα, ο συχνός καθαρισμός των λάμπων UV είναι απαραίτητος. 2.6.3.4-6 Μέγεθος σωματιδίων Για παρόμοιο αριθμό αιωρούμενων σωματιδίων, όσο μεγαλύτερο είναι το μέσο μέγεθος των σωματιδίων, τόσο χαμηλότερη είναι η απόδοση της απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία. Σχετική μελέτες (Ho, 1981), έδειξαν ότι το ποσοστό απολύμανσης ήταν χαμηλότερο για τα τα δευτεροβάθμια λύματα της μεθόδου ενεργού ιλύος σε σχέση με πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια λύματα από άλλες επεξεργασίες. Τα υψηλότερα ποσοστά απολύμανσης για τα άλλα πρωτοβάθμια και δευτεροβάθμια λύματα εξηγείται από το γεγονός ότι τα λύματα της μεθόδου ενεργού ιλύος περιέχουν σωματίδια με μεγαλύτερη διάμετρο (τα γνωστά pin floc). 2.6.3.4-7 Ενώσεις σιδήρου Ο σίδηρος έχει αποδειχθεί ότι απορροφά σημαντικές ποσότητες υπεριώδους ακτινοβολίας και συμβάλλει στη δημιουργία εναποθέσεων σε λάμπες UV, μειώνοντας την ένταση της υπεριώδους ακτινοβολίας και ως εκ τούτου την αποδοτικότητα της απολύμανσης. Συνιστάται έντονα η συγκέντρωση του δισθενούς σιδήρου σε νερό που πρόκειται να απολυμανθεί να μην είναι μεγαλύτερη από 0,5 ppm. 2.6.3.4-8 Τύπος μικροοργανισμών Η υπεριώδης ακτινοβολία μετριέται σε microwatts ανά τετραγωνικό εκατοστό (μW/cm2) και η δόση σε microwatt δευτερόλεπτο ανά τετραγωνικό εκατοστό (μWs/cm2) (χρόνος ακτινοβολίας Χ). Η ανθεκτικότητα στις επιδράσεις της ακτινοβολίας εξαρτάται από το είδος του μικροοργανισμού. Παρ 'όλα αυτά, η δοσολογία του υπεριώδους φωτός που απαιτείται για να καταστρέψει τους πιο κοινούς μικροοργανισμούς (κολοβακτηρίδια, pseudomona, κλπ.) είναι μεταξύ 6.000 και 10.000

E-learning

Page 62


Nireas Project

μWs/cm2. Τα πρότυπα για UV δοσολογία σε διάφορες χώρες κυμαίνονται μεταξύ 10.000 και 70.000 μWs/cm2. 2.6.3.4-9 Χρόνος έκθεσης Όπως και στην περίπτωση οποιουδήποτε άλλου απολυμαντικό, ο χρόνος έκθεσης είναι ζωτικής σημασίας για να εξασφαλιστεί μια καλή απόδοση. Δεν είναι εύκολο να προσδιοριστεί ο ακριβής χρόνος επαφής (καθώς αυτό εξαρτάται από τον τύπο της ροής και των χαρακτηριστικών του χρησιμοποιούμενου εξοπλισμού), αλλά το χρονικό διάστημα πρέπει να σχετίζεται με τη δοσολογία που απαιτείται (θυμηθείτε την έννοια της C χ Τ και την εξήγησης που δόθηκε). Σε κάθε περίπτωση, ο κανονικός χρόνος έκθεσης είναι από 10 έως 20 δευτερόλεπτα. 2.6.3.4-10 Έκθεση στο ηλιακό φως Ένας μεγάλος αριθμός μικροοργανισμών, έχει την ικανότητα αυτοθεραπείας των βλαπτικών επιδράσεων που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία, όταν εκτίθενται στο φυσικό ηλιακό φως. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό ως «διαδικασία φωτοεπιδιόρθωσης» και έχει αποδειχθεί ότι οι μικροοργανισμοί έχουν την ικανότητα αύξησης του πληθυσμού τους έως και 1 κλίμακα μεγέθους, όταν η διαδικασία της φωτοεπιδιόρθωσης λαμβάνει χώρα (Harris, 1987). Απολύμανση με προιόντα της UV ακτινοβολίας Η συνεχής ακτινοβολία UV κυμάτων σε δόσεις και μήκη κύματος που τυπικά χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές πόσιμου και ανακυκλωμένου νερού , δεν μεταβάλλει σημαντικά τη χημεία του νερού ούτε αλληλεπιδρά σημαντικά με οποιοδήποτε από τα χημικά προϊόντα εντός του νερού (USEPA, 1996). Συνεπώς, κανένα φυσικοχημικό χαρακτηριστικό του νερού δεν αλλάζει αισθητά και κανένας χημικός παράγοντας δεν εισέρχεται στο νερό. Επιπλέον, η υπεριώδης ακτινοβολία δεν παράγει αισθητά κατάλοιπα. Ως αποτέλεσμα, ο σχηματισμός των ΤΗΜ ή άλλων DBPs με UV απολύμανση είναι αμελητέος ή ελάχιστος.

E-learning

Page 63


Nireas Project

2.6.3.5 Υπολογισμοί απολύμανσης με UV ακτινοβολία Ο βαθμός στον οποίο η καταστροφή ή αδρανοποίηση των μικροοργανισμών υφίσταται από την υπεριώδη ακτινοβολία σχετίζεται άμεσα με τη δόση UV. Η UV δόση υπολογίζεται ως εξής: D=Ixt όπου: D = UV Δόση, mW×s/cm2 I = Ένταση, mW/cm2 t = Χρόνος έκθεσης, s Η έρευνα δείχνει ότι όταν οι μικροοργανισμοί εκτίθενται σε υπεριώδη ακτινοβολία, ένα σταθερό κλάσμα του πληθυσμού που ζει αδρανοποιείται κατά τη διάρκεια κάθε προοδευτικής αύξησης στο χρόνο. Αυτή η σχέση δόσης-απόκρισης για τη μικροβιοκτόνο δράση υποδεικνύει ότι μία υψηλής έντασης ενέργεια UV για ένα σύντομο χρονικό διάστημα θα παρείχε την ίδια θανάτωση με μία χαμηλότερης έντασης ενέργεια UV σε ένα αναλογικά μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Η UV δόση που απαιτείται για την αποτελεσματική αδρανοποίηση προσδιορίζεται από στοιχεία του νερού, σχετικά με την ποιότητα του νερού και την απομάκρυνση που απαιτείται. MORE Based on first order kinetics, the survival of microorganisms can be calculated as a function of dose and contact time. For high removals, the remaining concentration of organisms appears to be solely related to the dose and water quality, and not dependent on the initial microorganism density. Tchobanoglous (Tchobanoglous, 1997) suggested the following relationship between coliform survival and UV dose: N = f x Dn Where: N = Effluent coliform density, /100mL D = UV dose, mW×s/cm2 n = Empirical coefficient related to dose f = Empirical water quality factor

E-learning

Page 64


Nireas Project

The empirical water quality factor reflects the presence of particles, color, etc. in the water. For water treatment, the water quality factor is expected to be a function of turbidity and transmittance (or absorbance). UV demand of water is measured by a spectrophotometer set at a wavelength of 254 nm using a 1 cm thick layer of water. The resulting measurement represents the absorption of energy per unit depth, or absorbance. Percent transmittance is a parameter commonly used to determine the suitability of UV radiation for disinfection. The percent transmittance is determined from the absorbance (A) by the equation: Percent Transmittance = 100 x 10-A

Typical absorbance values for various wastewaters at 254 nm are given bellow.

2.6.14 Typical absorbance values for various wastewaters at 254 nm

Primary effluent

0,5 – 0,8/ cm

Percent Transmittance 15-30 %

Secondary effluent

0,3 – 0,5/ cm

30-50 %

Nitrified Secondary effluent

0,25 – 0,45/ cm

35-55 %

Filtered Secondary effluent

0,2 – 0,4/ cm

40-65 %

Microfiltered Secondary effluent

0,15 – 0,3/ cm

50-70 %

Reverse Osmosis effluent

0,05 – 0,2/ cm

65-90 %

Effluent type

Absorbance

(Eddy, 1999)

The National Science Foundation’s (NSF) Standard 55 for ultraviolet water treatment systems recommends that UV disinfection systems should not be used if the UV transmittance is less than 75 percent (NSF, 1991). For UV doses greater than 10 mJ/cm2, (i.e. as is typically applied for wastewater disinfection) the following equation can be used for modeling the log-linear inactivation of disperce coliform bacteria in a batch system. (Qualls B.G., 1985) : Nt=No x e-kIt Where: Nt = total number of surviving disperse coliform bacteria at time t

E-learning

Page 65


Nireas Project

No = total number of disperse coliform bacteria prior to UV light application (at time 0) t

k

= inactivation rate coefficient, cm2/mJ

I

= average intensity of UV light in bulk solution, mW/cm2

t

= exposure time, sec

= exposure time, sec

I

= average intensity of UV light in bulk solution, mW/cm 2

k

= inactivation rate coefficient, cm 2/mJ one coliform bacterium (at time 0)

Npo = total number of disperse coliform bacteria prior to UV light application containing at least No = total number of disperse coliform bacteria prior to UV light application (at time 0) Nt = total number of surviving disperse coliform bacteria at time t Where: (1-e-kIt)

However, previus equation is applicable only to disperse organisms, assuming perfectly mixed conditions, and therefore the fact that all organisms receive the same intensity of UV light. Emerick et al. (Emerick, 2000) demonstrated the applicability of the following modeling equation for describing the inactivation of both disperce and particle associated coliform bacteria when knowledge of the applied intensity to the bulk liquid medium is known:

Nt=No x e-kIt+

E-learning

Page 66


Nireas Project

2.6.3.6 Επιλογή μεθόδου UV απολύμανσης & εξοπλισμού 2.6.3.6-1 UV λάμπες Η παραγωγή ακτινοβολίας UV απαιτεί ηλεκτρική ενέργεια για τις λάμπες UV. Οι λαμπτήρες που χρησιμοποιούνται συνήθως σε UV απολύμανση αποτελούνται από ένα σωλήνα χαλαζία γεμάτο με ένα αδρανές αέριο, όπως το αργό, και μικρές ποσότητες υδραργύρου. Ειδικά πηνία (ballasts) ελέγχουν την ισχύ στις λάμπες UV. Οι UV λάμπες λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο όπως οι λαμπτήρες φθορισμού. Η υπεριώδης ακτινοβολία εκπέμπεται από τη ροή των ηλεκτρονίων μέσα από ατμούς ιονισμένου υδραργύρου για την παραγωγή ενέργειας UV στις περισσότερες μονάδες. Η διαφορά μεταξύ των δύο λαμπτήρων είναι ότι η φθορίζουσα λάμπα είναι επικαλυμμένη με φωσφόρο, ο οποίος μετατρέπει την υπεριώδη ακτινοβολία σε ορατό φως. Η λάμπα υπεριώδους ακτινοβολίας δεν είναι επιχρισμένη, έτσι ώστε να μεταδίδει την υπεριώδη ακτινοβολία που παράγεται. 2.6.3.6-2 UV λάμπες χαμηλής πίεσης και μέσης πίεσης Και οι χαμηλής πίεσης και οι μέσης πίεσης λαμπτήρες διατίθενται για εφαρμογές απολύμανσης. Οι λάμπες χαμηλής πίεσης εκπέμπουν τη μέγιστη παραγωγή της ενέργειας τους σε μήκος κύματος 253,7 nm, ενώ οι λάμπες μέσης πίεσης εκπέμπουν ενέργεια με μήκη κύματος που κυμαίνονται από 180 έως 1370 nm. Η ένταση των λαμπτήρων μέσης πίεσης είναι πολύ μεγαλύτερη από ό, τι των χαμηλής πίεσης. Έτσι, λιγότεροι μέσης πίεσης λαμπτήρες απαιτούνται για ισοδύναμη δοσολογία. Για τα μικρά συστήματα, το σύστημα μέσης πίεσης μπορεί να αποτελείται από ένα μόνο λαμπτήρα. Αν και οι δύο τύποι λαμπτήρων λειτουργούν εξίσου καλά για την αδρανοποίηση των οργανισμών, οι χαμηλής πίεσης λάμπες UV συνιστάνται για μικρά συστήματα, λόγω της αξιοπιστίας των πολλαπλών λαμπτήρων χαμηλής πίεσης. 2.6.3.6-3 Quartz και Teflon περιβλήματα UV λαμπών Τυπικά οι χαμηλής πίεσης λαμπτήρες περικλείονται σε ένα περίβλημα Quartz (χαλαζία) για το διαχωρισμό του νερού από την επιφάνεια της λάμπας. Η επιλογή περιβληματος Quartz αυτή είναι απαραίτητη για να διατηρηθεί θερμοκρασία λειτουργίας της επιφάνειας του λαμπτήρα κοντά στους βέλτιστους 40oC. Αν και τα περιβλήματα Teflon αποτελούν μια εναλλακτική λύση, τα περιβλήματα Quartz απορροφούν μόνο το 5 τοις εκατό της υπεριώδους ακτινοβολίας, ενώ τα Teflon απορροφούν το 35 τοις εκατό. Ως εκ τούτου, δεν συνιστώνται τα Teflon περιβλήματα.

E-learning

Page 67


Nireas Project

2.6.3.6-4 Χρόνος ζωής Παρά το γεγονός ότι οι λάμπες σπανίως καίγονται, γενικά αντικαθίστανται όταν έχουν χάσει από 25% έως 30% του υπεριώδους φωτός που παράγουν από καινούριες. Οι χαμηλής πίεσης λαμπτήρες έχουν διάρκεια 10.000 ωρών, ενώ οι μέσης πίεσης λαμπτήρες έχουν διάρκεια όχι περισσότερο από 5.000 ώρες, οι οποίες, σε πρακτικό επίπεδο και λαμβάνοντας υπόψη την ανάγκη για την αντικατάστασή τους όταν έχουν φθάσει το 70-75% της κανονικής έντασή τους, σημαίνει ότι η διάρκεια ζωής τους είναι εννέα μήνες έως ένα χρόνο και από τέσσερις έως έξι μήνες αδιάκοπης λειτουργίας, αντίστοιχα. Η ωφέλιμη διάρκεια ζωής του περίβληματος Quartz (χαλαζία) είναι περίπου 4 έως 8 έτη. 2.6.3.6-5 Σχεδιασμός αντιδραστήρα UV Οι περισσότεροι συμβατικοί αντιδραστήρες UV είναι διαθέσιμοι σε δύο τύπους: κλειστό δοχείο (σύστημα πίεσης) και ανοικτό κανάλι (βαρυτικό σύστημα). Οι αντιδραστήρες UV ανοιχτού καναλιού επίσης διακρίνονται σε δύο βασικούς τύπους θαλάμων για την έκθεση του νερού σε υπεριώδη ακτινοβολία: εκείνους στους οποίους οι λάμπες είναι βυθισμένες στο νερό και εκείνες που παραμένουν έξω από το νερό. Οι λαμπτήρες σε αντιδραστήρες UV κλειστού δοχείου είναι συνήθως βυθισμένοι στο νερό. Ο βυθισμένος εξοπλισμός των λαμππών UV απολύμανσης μπορεί να έχει δύο βασικές διαμορφώσεις ροής του νερού: είτε παράλληλα είτε κάθετα προς το μήκος των λαμπτήρων.

E-learning

Page 68


Nireas Project

1-18 UV αντιδραστήρας, τύπος κλειστού δοχείου – ροή παράλληλη προς το μήκος των λαμπών (Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003)

1-19 UV αντιδραστήρας, τύπος ανοιχτού καναλιού – (α_ ροή παράλληλη προς το μήκος των λαμπών, (β) ροή κάθετη προς το μήκος των λαμπών

E-learning

Page 69


Nireas Project

(Tchobanoglous G., 1998)

1-20 UV αντιδραστήρας, τύπος ανοιχτού καναλιού - ροή παράλληλη προς το μήκος των λαμπών - εμπορικό μοντέλο

1-212 UV αντιδραστήρας reactor, τύπος κλειστού δοχείου - ροή παράλληλη προς το μήκος των λαμπών – εμπορικό μοντέλο

E-learning

Page 70


Nireas Project

1-223 Λειτουργικές μονάδες σε τραπεζική διάταξη

E-learning

Page 71


Nireas Project

Ένα σύγχρονο σύστημα απολύμανσης UV μπορεί να περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία: •

Ένα μη-διαβρωτικό θάλαμο που φιλοξενεί το σύστημα

Λάμπες UV

Μηχανικούς υαλοκαθαριστήρες, συσκευές καθαρισμού με υπερήχους ή οποιοδήποτε άλλο σύστημα αυτοκαθαρισμού

Αισθητήρες που συνδέονται με τα συστήματα συναγερμού για την παρακολούθηση της έντασης του υπεριώδους φωτός

Απενεργοποίηση ασφαλείας σε περίπτωση υψηλού ή χαμηλού ρυθμού ροής, υψηλής ή χαμηλής έντασης λαμπτήρα ή υψηλές θερμοκρασίες των στοιχείων του συστήματος

Lamp-out οθόνες

Hλεκτρονικά πηνία (ballast)

Συστήματα τηλεμετρίας για απομακρυσμένες εγκαταστάσεις

Ένα σύγχρονο σύστημα απολύμανσης UV επιδεικνύεται στο παρακάτω βίντεο: http://www.youtube.com/watch?v=o_g1led_2Vw

2.6.3.6-6 Εγκατάσταση συστήματος απολύμανσης UV και απαιτήσεις εγκατάστασης Η εγκατάσταση ενός τυπικού συστήματος απολύμανσης φαίνεται στα παραπάνω σχήματα. Η λάμπα περικλείεται σε ένα προστατευτικό περίβλημα χαλαζία. Με τα παλαιά συστήματα, ήταν δύσκολο να διατηρήσει η λάμπα τα περιβλήματα καθαρά λόγω της καθαλάτωσης ανθρακικού ασβέστιο, των ιζημάτων, ή λόγω των οργανικά υλικά ή του σιδήρου που περιορίζουν τη διείσδυση και τη μικροβιοκτόνο δύναμη. Χρειαζόταν συχνούς καθαρισμούς με διακοπή της λειτουργίας και εξαγωγή των λαμπτήρων. Σήμερα, σχεδόν όλα τα συστήματα έχουν υαλοκαθαριστήρες περιβλήματος για τον περιορισμό του προβλήματος.

E-learning

Page 72


Nireas Project

Η ηλεκτρική ενέργεια αποτελεί βασική απαίτηση. Η κατανάλωση ποικίλει ανάλογα με την κατάσταση του νερού προς επεξεργασία. 22 watts / ώρα ανά κυβικό μέτρο επεξεργασμένου νερού θεωρείται η βέλτιστη τιμή. Καθώς το υπεριώδες φως δεν αφήνει υπολείμματα, η ηλεκτρική πηγή τροφοδοσίας πρέπει να είναι εξαιρετικά αξιόπιστη για το σύνολο του χρόνου που χρειάζεται για να ρέει το νερό μέσα από τη μονάδα απολύμανσης. Οι κοινότητες που δεν έχουν καμία αξιόπιστη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να εγκαταστήσουν μια ανεξάρτητη πηγή ηλεκτρικής ενέργειας έκτακτης ανάγκης για να εξασφαλιστεί ότι η απολύμανση δεν θα διακοπεί ανά πάσα στιγμή. Το σύστημα μπορεί να εγκατασταθεί είτε εντός είτε εκτός με ανα κάλυμμα που να το προστατεύει από τις δυσμενείς καιρικές συνθήκες και τους βανδαλισμούς. Στην πρώτη περίπτωση, ένα καταφύγιο βοηθά στην προστασία του εξοπλισμού από ακραίες θερμοκρασίες ή άλλες συνθήκες που θα μπορούσαν να βλάψουν ή να επηρεάσουν τη λειτουργία του. Ο εξοπλισμός της UV απολύμανσης δε χρειάζεται πολύ χώρο, διότι ο αναγκαίος χρόνος επαφής / έκθεσης είναι πολύ περιορισμένος. Αν και είναι ένα από τα συστήματα απολύμανσης που καταλαμβάνει το λιγότερο χώρο, επαρκής χώρος πρέπει να αφήνεται για την αντικατάσταση των λαμπτήρων και την αποθήκευση αρκετώμ λαμπτήρων για την κάλυψη δύο χρόνων λειτουργίας. 2.6.3.6-7 Λειτουργία και συντήρηση συστήματος απολύμανσης Οι απαιτήσεις λειτουργίας και συντήρησης των συστημάτων απολύμανσης UV είναι ελάχιστες αλλά ζωτικής σημασίας για την κατάλληλη απόδοση. Τα περιβλήματα χαλαζία πρέπει να διατηρούνται ελεύθερα από ιζήματα ή άλλες εναποθέσεις που μειώνουν την ακτινοβολία, συμβάλλοντας έτσι στην καθαλάτωση. Σε μικρά συστήματα που γενικά καθαρίζονται με το χέρι, το περίβλημα χαλαζία πρέπει να καθαρίζεται τουλάχιστον μία φορά το μήνα και, σε ειδικές περιπτώσεις, δύο ή τρεις φορές την εβδομάδα. Οι λαμπτήρες πρέπει να αντικαθίστανται σε τακτά χρονικά διαστήματα προκειμένου να εγγυώνται τουλάχιστον 30.000 microwatts.second/cm2 στην περιοχή της έκθεσης ανά πάσα στιγμή. Αυτά ποικίλλουν από λαμπτήρα λαμπτήρα, αλλά γενικά είναι προγραμματισμένα να αντικατασταθούν σε ενα μέσο χρονο ζωής, όταν η έντασή τους μειώνεται σε λιγότερο από το 70% της ονομαστικής τους ισχύος. Οι λάμπες μπορεί να χρειάζονται πιο συχνά αντικατάσταση όταν λειτουργούν σε κρύο νερό. Καθώς το υπεριώδες φως δεν αφήνει υπολείμματα απολυμαντικού , ολόκληρο το σύστημα πρέπει να έχει

E-learning

απολυμανθεί πλήρως, με ένα κατάλληλο χημικό απολυμαντικό πριν από την

Page 73


Nireas Project

ενεργοποίηση της μονάδας για πρώτη φορά. Οποιαδήποτε εξωτερική μόλυνση του συστήματος διανομής λόγω επιστροφής μετάγγισης ή λόγω διασταύρωσης σύνδεσης (by-pass κλπ) πρέπει επίσης να αντιμετωπισθεί και το σύστημα να απολυμανθεί προτού τεθεί σε λειτουργία ξανά.

2.6.3.6-8 Πλεονεκτήματα & μειονεκτήματα απολύμανσης με UV ακτινοβολία Πλεονεκτήματα. 1. Η UV απολύμανση είναι αποτελεσματική στην αδρανοποίηση των περισσότερων ιών, σπόριων και κύστεων. 2. Η απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία αποτελεί μια φυσική διαδικασία και όχι ένα χημικό απολυμαντικό, η οποία εξαλείφει την ανάγκη για την παραγωγή, το χειρισμό, τη μεταφορά ή την αποθήκευση τοξικών / επικίνδυνων ή διαβρωτικών χημικών ουσιών. 3. Δεν υπάρχει καμία υπολειμματική επίδραση που μπορεί να είναι επιβλαβής για τον άνθρωπο ή την υδρόβια ζωή. 4. Η απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία είναι φιλική προς το χρήστη για τους χειριστές. 5. Ο εξοπλισμός της UV απολύμανσης απαιτεί λιγότερο χώρο από ό, τι άλλες μέθοδοι. Μειονεκτήματα 1. Οι οργανισμοί θεωρείται ότι μερικές φορές να ανακάμψουν και να αντιστρέψουν τις καταστροφικές

επιδράσεις

της

υπεριώδους

ακτινοβολίας

μέσω

ενός

«μηχανισμού

επιδιόρθωσης», γνωστή επίσης ως φωτο-επανενεργοποίηση, ή σε απουσία φωτός ως «σκοτεινή επισκευή». Όμως τα τελευταία χρόνια εχει αποδειχθεί ότι παρά αυτή τη επαναφορά των μικροοργανισμών είναι αδρανοποιημένοι και ακίνδυνοι πλέον. 2. Ένα πρόγραμμα προληπτικής συντήρησης είναι απαραίτητο για τον έλεγχο της έμφραξης των σωλήνων. 3. Η θολότητα και τα ολικά αιωρούμενα στερεά (TSS) στα λύματα μπορεί να καταστήσει αναποτελεσματική την απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία. 4. Η απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία με χαμηλής πίεσης λάμπες δεν είναι τόσο αποτελεσματική για δευτεροβάθμια λύματα με TSS επίπεδα άνω των 30 mg / L. 5. Η απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία δεν είναι τόσο αποδοτική όσο η χλωρίωση, αλλά το κόστος είναι ανταγωνιστικό όταν η χρησιμοποιείται αποχλωρίωση και τηρούνται οι κώδικες πυρασφάλειας.

E-learning

Page 74


Nireas Project

2.6.3.6-9 Designing a UV disinfection system Data

Minimum inflow :

0,07 m3/sec

Maximum inflow :

0,245 m3/sec

Effluent to be disinfected :

Filtered Secondary effluent

Minimum transmittance :

55%

Minimum design dose (in the end of UV lamps service life) :

60 mJ/cm2

Answer

1. Selection of system characteristics •

Horizontal lamp configuration

System headloss coefficient per bank= 1,8 (from manufacturer)

Lamp/sleeve diameter = 20 mm

Lamp/sleeve length = 1500 mm

UV lamps maximum axial distance = 75 mm

UV Lamp inpout power = 85 W

UV Lamp outpout power at 254 nm = 30 W

UV Lamp flow range = 0,3 to 1,4 L/sec (from manufacturer)

Construction of a 2 channel system is recommended, with 2 banks in each channel

The system should be capable of applying minimum dose of 60 mJ/cm2 in the end of UV lamps service life,within the range of 0,07 to 0,245 m3/sec

E-learning

Page 75


Nireas Project

2. Calculation of number of UV lamps required -

For Minimum transmittance equal to 55% and the geometry of UV lamps mentioned above, initial intensity of UV light is given bellow : Ii=17,52 mW/cm2

-

Considering a 20% loss of power in the end of UV lamp service life, final intensity of UV light is given bellow : If=14,01 mW/cm2

-

For Minimum design dose of 60 mJ/cm2, minimum exposure time t, is given bellow:

t=4,28 sec

-

For Minimum exposure time t of 4,28 sec, minimum net volume of the 2 channel system Vn, is given bellow: Vn=1,05 m3

-

Equivalent Volume of water per UV lamp: Vd=7,5 cm x 7,5 cm x 150 cm â&#x20AC;&#x201C; Ď&#x20AC; x 12 x 150 = 7966 cm3 or 7,966 L

-

Minimum number of UV lamps required:

UV lamps=Vn/Vd = 132 UV lamps

-

Minimum number of UV lamps per channel required:

66 UV lamps

E-learning

Page 76


Nireas Project

-

Check that the design falls within the manufacturer recommended range:

Minimum inflow = 70 L/sec /132 UV lamps = 0,53 L/sec/ UV lamp

Maximum inflow = 245 L/sec /132 UV lamps = 1,85 L/sec/ UV lamp

At maximum inflow, hydraulic loading rate falls outside the manufacturerâ&#x20AC;&#x2122;s recommended range, so a greater number of UV lamps is necessary to be installed.

-

Check that the design falls within the manufacturer recommended range for 192 UV lamps installation :

Minimum inflow = 70 L/sec /192 UV lamps = 0,36 L/sec/ UV lamp

Maximum inflow = 245 L/sec /192 UV lamps = 1,27 L/sec/ UV lamp

Both of the above hydraulic loading rates falls within the manufacturerâ&#x20AC;&#x2122;s recommended range for the UV disinfection system.

-

Configure the UV disinfection system :

Typically 4, 8 or 16 UV lamps per module are available. For an 8 lamp module, 6 modules are required per bank, for a total of 48 lamps per bank or 96 lamps per channel or 192 lamps in total.

-

Estimation of hydraulic losses through the UV system :

Each Channels net width : 6 x 7,5 cm = 45 cm Each Channels net depth : 8 x 7,5 cm = 60 cm Each Channels cross-sectional area : 0,45 m x 0,60 m = 0,27 m2

E-learning

Page 77


Nireas Project

Each Channels net cross-sectional area substracting cross-sectional area of quartz sleeves =0,27 m2 - Ď&#x20AC; x (0,01 m)2 x 48 = 0,255 m2

Maximum velocity in each channel : uc= 0,245 m3/sec / 2 / 0,255 m2 = 0,48 m/sec Headloss per UV channel :

hc= 1,8

E-learning

Page 78


Nireas Project

2.6.4 ΟΖΟΝΩΣΗ 2.6.4.1 Εισαγωγή Το όζον (O3), το οποίο είναι γνωστή για περισσότερο από εκατό χρόνια, είναι ένα αέριο οξυγόνο σε άλλη μορφή.. Σε κανονική θερμοκρασία και πίεση, είναι ένα ασταθές αέριο που αποσυντίθεται γρήγορα για να επιστρέψει στο μόριο του οξυγόνου (Ο2). Λόγω αυτού του χαρακτηριστικού, δεν μπορεί να αποθηκεύεται ή να συσκευάζεται σε ένα δοχείο ή αεριοφυλάκιο,, αλλά πρέπει να παράγεται επί τόπου και να χρησιμοποιείται αμέσως. Ο οζονισμός επιλέγεται γενικά όταν απαιτείται η πιο σημαντική του ιδιότητα: η μεγάλη δυνατότητα οξείδωσης του που επιτρέπει την καταστροφή των οργανικών ενώσεων που δίνουν στο νερό ένα δυσάρεστο χρώμα,ασχημη γεύση ή οσμή και, την ίδια στιγμή, για την αδρανοποίηση παθογόνων υδατογενών μικροοργανισμών. Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του οζονισμού είναι η απουσία της υπολειμματική επίδρασης, η οποία στην περίπτωση αυτή είναι επωφελής, επειδή η συνεχής παρουσία του όζοντος στο νερό δίνει μία δυσάρεστη γεύση. Είναι επίσης ένα μειονέκτημα, επειδή, όπως έχει ήδη προαναφερθεί, μια παραμένουσα απολυμαντική δράση είναι απαραίτητη για την εξασφάλιση της ποιότητας του νερού μέχρι να φτάσει στον καταναλωτή. Παρά τις εξαιρετικές του ιδιότητες, η χρήση της περιορίζεται σε μεγάλες πόλεις με εξαιρετικά μολυσμένες πηγές νερού. Η χρήση του σε μικρού και μεσαίου μεγέθους κοινότητες είναι ελάχιστη. Τα κύρια μειονεκτήματα οζονισμού για αυτές είναι τα υψηλά αρχικά και λειτουργικά κόστη, καθώς και προβλήματα στη λειτουργία και τη συντήρησή του. Ακόμα κι έτσι, όταν οι πιο προσιτές πηγές νερού είναι εξαιρετικά μολυσμένες (βιολογικά και χημικά), ο οζονισμός μπορεί να είναι η πιο ενδεδειγμένη μέθοδος για την οξείδωση των οργανικών ουσιών και την πρωτοβάθμια απολύμανση, υπό τον όρο ότι μια δευτερεύουσα χλωρίωση προστίθεται πάντα για να διατηρηθεί η υπολειμματική δράση κατά τη διάρκεια της διανομής του νερού . Το όζον είναι επίσης τοξικό για τον άνθρωπο. Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση στον αέρα για μια περίοδο 8 ωρών είναι 0,1 ppm κατ'όγκο.

E-learning

Page 79


Nireas Project

2.6.4.2 Μηχανισμός απολυμαντικής δράσης Η απολύμανση του όζοντος αποτελείται από την προσθήκη στην πηγή του νερού επαρκών ποσοτήτων όζοντος όσο το δυνατόν ταχύτερα, για να ικανοποιήσει τη ζήτηση και να διατηρήσει ένα κατάλοιπο όζοντος κατά τη διάρκεια ενός αρκετά μεγάλου χρονικού διαστήματος για την εξασφάλιση της αδρανοποίηση ή της καταστροφής των μικροοργανισμών. Τα περισσότερα συστήματα ύδρευσης απαιτούν μεγαλύτερη ποσότητα όζοντος από ό, τι χλωρίου, επειδή έχει υψηλό δυναμικό οξείδωσης. Η απολύμανση του όζοντος γενικά είναι πολύ αποδοτική με τη διατήρηση ενός ελάχιστου υπολείμματος όζοντος από 0,4 έως 0,5 ppm μετά από 10 έως 20 λεπτά επαφής με το νερό (το οποίο μετα από ελάχιστο χρόνο φυσικά καταστρέφεται). Η απολύμανση με όζον βασίζεται στην υψηλή ισχύ του όζοντος ως γενικό οξειδωτικό κυττάρων, καθιστώντας το ένα αποτελεσματικό καταστροφέα βακτηρίων. Τα στοιχεία δείχνουν ότι είναι εξίσου αποτελεσματικό κατά των ιών, των σπορίων, των ανθεκτικών βακτηρίων και των κύστεων μούχλας. MORE The mechanisms of disinfection using ozone include: •

Direct oxidation/destruction of the cell wall with leakage of cellular constituents outside of the cell.

Reactions with radical by-products of ozone decomposition.

Damage to the constituents of the nucleic acids (purines and pyrimidines).

When ozone decomposes in water, the free radicals hydrogen peroxy (HO2) and hydroxyl (OH) that are formed have great oxidizing capacity and play an active role in the disinfection process. It is generally believed that the bacteria are destroyed because of protoplasmic oxidation resulting in cell wall disintegration (cell lysis).

E-learning

Page 80


Nireas Project

2.6.4.3 Παράμετροι που επηρεάζουν την απολυμαντική δράση 2.6.4.3-1 Δόση όζοντος Η απολυμαντική ικανότητα του όζοντος, σε αντίθεση με εκείνη του χλωρίου, δεν εξαρτάται τόσο πολύ από τη διάρκεια του χρόνου που διατηρείται στο νερό (αν και αυτό δεν έχει επίδραση), όσο από τη χορηγούμενη δόση (στον τύπο C Χ Τ , η αξία του "C" κυριαρχεί). Ο λόγος για αυτό είναι ότι η μεγάλη δυνατότητα οξείδωσης του κάνει το όζον εξαιρετικά ασταθές, ακόμα και σε απεσταγμένο νερό. Αυτό σημαίνει ότι μόνο όταν το υλικό με υψηλή ικανότητα οξείδωσης έχει οξειδωθεί, θα παραμείνει κάποιο όζον για ένα μικρό χρονικό διάστημα μόνο. Σε αντίθετη περίπτωση, είναι αρκετά πιθανό ότι η απαίτηση για το όζον να μην μπορεί να ικανοποιηθεί απόλυτα. 2.6.4.3-2 Οργανική ύλη Όταν η οργανική ύλη είναι παρούσα, η χημεία είναι ακόμη πιο πολύπλοκη και αποσύνθεση του όζοντος επιταχύνεται. Με ένα οξειδωτικό δυναμικό των 2,07 βολτ, το όζον μπορεί να οξειδώσει θεωρητικά περισσότερες οργανικές ενώσεις και να τις μετατρέψει σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Ωστόσο, επειδή είναι επιλεκτικό ως προς τις ουσίες που οξειδώνει γρήγορα, η κινητική των αντιδράσεων του όζοντος με πολλές ενώσεις θα είναι πολύ αργή για να τις μετατρέψει σε διοξείδιο του άνθρακα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επεξεργασίας του νερού. Στο μέτρο που η συνολική απαίτηση για το όζον είναι σχεδόν πάντα μεγαλύτερη από την προμήθεια, αυτές οι αντιδράσεις θα σταματήσει πολύ προτού όλες οι οργανικές ουσίες οξειδωθούν πλήρως. Κατά την επεξεργασία των οργανικών ουσιών, το όζον έχει χρησιμοποιηθεί κυρίως για να σπάσει τους πολλαπλούς δεσμούς ως προκαταρκτική επεξεργασία πριν από την διήθηση και ως βοήθημα για την συσσωμάτωση. 2.6.4.3-3 Θολότητα, Αιωρούμενα στερεά Ένας άλλος παράγοντας που πρέπει να έχουμε κατά νου είναι ότι η αποτελεσματικότητα του όζοντος, όπως και εκείνη των άλλων απολυμαντικών, εξαρτάται από την επαφή του με τους μικροοργανισμούς. Συνεπώς, πρέπει να καταβληθεί προσπάθεια για να τους αφαιρέσει

την

προστασία τους από τη θολότητα (αν το νερό είναι θολό) . Ένα σύστημα θα πρέπει επίσης να χρησιμοποιηθεί για να ενισχύσει την επαφή μικροοργανισμών με το όζον προτού το αέριο διαλυθεί. 2.6.4.3-4 Απολύμανση με προιόντα της απολύμανσης με όζον

E-learning

Page 81


Nireas Project

Η συγκέντρωση του όζοντος που απαιτείται για την απολύμανση του πόσιμου νερού δεν είναι γνωστό να έχει κάποια αρνητική επίδραση στην υγεία. Ωστόσο, όπως και το χλώριο, το όζον μπορεί να παράγει επικίνδυνα παραπροϊόντα, όπως ενώσεις βρωμίου, βρωμοφόρμιο, bromacetic οξύ, αλδεΰδες, κετόνες και καρβοξυλικά οξέα. Από αυτά, οι αλδεΰδες και τα βρωμικά ιόντα είναι ίσως οι πιο ανησυχητικές για την ανθρώπινη υγεία.

MORE 2.6.15 Impact of wastewater constituents on the use of ozone for wastewater disinfection

(Eddy, 1999)

E-learning

Page 82


Nireas Project

Where:

2.6.4.4 Υπολογισμοί της απολύμανσης με όζον Οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων μπορούν να εισάγουν το όζον που περιέχει αέρα ή μίγμα οξυγόνου που παράγεται από την γεννήτρια όζοντος (1 ή 2% όζοντος) μέσα στο νερό με έγχυση ή διάχυση σε ένα θάλαμο αναμίξεως, εκτοξεύοντας το νερό σε μία ατμόσφαιρα πλούσια σε όζον, ή απορρίπτοντας το όζον σε ένα μηχάνιμα καθαρισμού αέρα (πλυντρίδα). Η συγκέντρωση του όζοντος που απαιτείται για την απολύμανση εξαρτάται από τις χημικές ουσίες και τους ρύπους στο νερό και τη συγκέντρωση των μικροοργανισμών. Για την απολύμανση των τριτοβάθμιων βιολογικών λυμάτων της μονάδα επεξεργασίας, μια δόση 6 ppm είναι επαρκής. Για δευτερεύοντα λύματα, απαιτείται δόση 15 ppm. Αυτή η δόση μειώνει επίσης τα BOD και COD. Τα μοντέλα που έχουν αναπτυχθεί για να περιγράψουν τη διαδικασία απολύμανσης με χλώριο, έχουν επίσης προσαρμοστεί για το όζον με κάποιες τροποποιήσεις (Eddy, 1999): N/No=[U/q]-n όπου: N=Αριθμός των μικροοργανισμών μετά την απολύμανση No= Αριθμός των μικροοργανισμών πριν την απολύμανση U=μεταφερθείσα δόση όζοντος, mg/L n= κλίση της καμπύλης απόκρισης δόσης q=τιμή της x τομής όταν N/No=1 ή log N/No=0 MORE The required ozone dosage must be increased to account for the transfer of the applied ozone to the liquid .The required dosage can be computed with the following equation :

D=U x

E-learning

Page 83


Nireas Project

D= total required ozone dosage, mg/L U=transferred ozone dose, mg/L TE=ozone transfer efficiency (vary from 80 to 90%)

2.6.16 Typical ozone dosages required to achieve different effluent coliform disinfection standards for various wastewaters based on a 15-min contact time

(Eddy, 1999)

E-learning

Page 84


Nireas Project

2.6.4.5 Επιλογή & εξοπλισμός μεθόδου οζόνωσης Τα συστήματα οζονισμού έχει πέντε βασικά συστατικά: τη μονάδα παρασκευής του αερίου (αέρας ή καθαρό οξυγόνο), τη γεννήτρια όζοντος, τη ηλεκτρική πηγή ενέργειας, τον επαφέα και τη μονάδα εξουδετερωσης του πλεονάσματος αέριου. Στις περισσότερες περιπτώσεις, ένα δεύτερο απολυμαντικό προστίθεται στο όζον για να εξασφαλίσει την παραμένουσα απολυμαντική δράση στο σύστημα διανομής. 1-23 Διάγραμμα διαδικασίας οζόνωσης

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003) H προεπεξεργασία του αερα ή του οξυγόνου πριν την παραγωγή όζοντος περιλαμβάνει την ξήρανση και ψύξη του αερα ή του οξυγόνου. MORE Production of ozone by dry air

E-learning

Page 85


Nireas Project

When air is used, it is vital to dry it to a point of condensation of –65 °C to maximize the effect of the ozone and reduce to a minimum the formation of nitrogen oxides that accelerate electrode corrosion. The air should also be cooled because the ozone rapidly decomposes into oxygen at temperatures of over 30 °C. Chemical driers can also be used instead of refrigeration to dry the air. The cost is a little higher and varies considerably from place to place. But in the case of small systems, the simplicity of their operation and maintenance can offset that cost. Zeolite towers that act like a molecular screen have been used successfully to produce pure oxygen by eliminating the nitrogen in the air. Continuous improvements are being made to increase the ozone yield.

Production of ozone by pure oxygen This method of production is based on the fission of molecular oxygen in atomic oxygen, and the formation of ozone according with the following reaction. O2  O + O O2 + O  O3 While the installation of the ozone system does not require much power, the air drying does. The combined power consumption is 25 and 30 kilowatts-hour of electricity per kilogram of ozone generated in the oxygen and air-fed systems, respectively. 2.6.4.5 -1 Γεννήτρια όζοντος. Τα συστήματα οζόνωσης που χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία του νερού παράγουν όζον στο σημείο εφαρμογής και σχεδόν όλοι από αυτά το κάνουν μέσω της crown απόρριψης που παράγεται με τη διέλευση του οξυγόνου ή τον ξηρό αέρα ανάμεσα σε δύο διηλεκτρικά. 1-24 Διηλεκτρικό γεννήτριας όζοντος

E-learning

Page 86


Nireas Project

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003) 1-25 Βασική διαμόρφωση οζονιστήρα

Το αέριο ρεύμα που παράγεται από τον αέρα θα περιέχει περίπου 0,5 έως 3,0% κατά βάρος του όζοντος, ενώ αν η παραγωγή γίνει από καθαρό οξυγόνοτότε το όζον θα εχει δύο έως πέντε φορές μεγαλύτερη συγκέντρωση. 2.6.4.5 -2 Πηγή ηλεκτρικής ενέργειας

E-learning

Page 87


Nireas Project

Οι συνηθέστερες χρησιμοποιούμενες ηλεκτρικές πηγές ενέργειας είναι χαμηλής συχνότητας (50 έως 60 Hz) και υψηλής τάσης (> 20.000 βολτ). Με την τεχνολογική πρόοδο έχουν παραχθεί συσκευές που λειτουργούν σε υψηλή συχνότητα (1.000 έως 2.000 Hz) και 10.000 V, τα οποία χρησιμοποιούνται σε μεγάλα συστήματα νερού. Φρεάτιο επαφής όζοντος Τα συστήματα οζονισμού χρησιμοποιούν φρεάτια επαφής, ειδικά διαμορφωμένα, για τη μεταφορά του παραγόμενου όζοντος στο νερό για την απολύμανση. Ο τύπος του φρεάτιου επαφής που θα επιλεγεί εξαρτάται από τον ειδικό σκοπό της οζόνωσης. Αυτός μπορεί να είναι στόχος ταχείας αντίδρασης: όπως αδρανοποίηση μικροοργανισμών, οξείδωση σίδηρου, μαγνησίου και θείου, και τη βελτίωση της κροκίδωσης, είτε στόχος βραδείας αντίδρασης: η οξείδωση πιο δύσκολων ουσίών, όπως φυτοφάρμακα, πτητικές οργανικές ουσίες και άλλες πολύπλοκες οργανικές ουσίες που για λόγους κινητικής τείνουν να απαιτούν μεγαλύτερους χρόνους αντίδρασης. Οιαστοχίες των συστημάτων απολύμανσης του όζοντος μπορεί γενικά να εντοπιστούν σε βλάβες στο συστημα έγχυσης και ελαττώματα στο σχεδιασμό και την κατασκευή του φρεάτιου επαφής. Υπάρχουν δύο βασικά σχέδια φρεάτιου επαφής: ένα με θαλάμους , όπου υπάρχουν διαχυτήρες με φυσαλίδες και το άλλο περιέχει είναι αντιδραστήρας με αναδευτήρα. Στην πρώτη περίπτωση, μπορεί να υπάρχει μια σειρά από θαλάμους που χωρίζονται από εκτροπείς ή διαφράγματα ή οι θάλαμοι μπορούν να παρατάσσονται παράλληλα, στην οποία περίπτωση η συσκευή ονομάζεται Φρεάτιο επαφής με πολλές στήλες (multicolumn). Μελέτες έχουν αποδείξει ότι το σύστημα με διαχύτηρα φυσαλλίδωνσε πολλές στήλες είνια περισσότερο αποδοτικό. Οι στήλες ή oi θάλαμοι επαφής (συνήθως γεμίζονται με ακανόνιστα κομμάτια από πλαστικό υλικό μεγάλης επιφάνειας για να επιμηκύνουν την διάρκεια της περιόδου ανταλλαγής και να διαλύσουν τις φυσαλίδες), οι στατικοί αναδευτήρες και οι διαχυτήρες με έλικα ή στρόβιλο μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να επιταχύνουν τη διάλυση του αερίου όζοντος και να βοηθήσουν να διασφαλιστεί η ανάμειξη και η επαφή για αποδοτική αντίδραση. Όλοι οι τύποι των φρεατίων επαφής χρησιμοποιούν την αντίστροφη ροή, όπου το νερό ρέει προς τα κάτω και οι φυσαλίδες αέρα/'οζοντος να κινούνται προς τα πάνω για να μεγιστοποιήσουν το χρόνο επαφής.

E-learning

Page 88


Nireas Project

1-26 Ξεχωριστός θάλαμος επαφής με διαφράγματα και διαχυτήρες

(Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003)

Καταστροφή της περίσσειας του όζοντος Το διαλυμένο όζον θα φθάσει σε συγκέντρωση ευθέως ανάλογη προς τη μερική πίεση που εξασκείται από το όζον στο νερό. Ως αποτέλεσμα, ακόμη και με μια απόδοση της μεταφοράς του 90%, το εκλυόμενο αέριο μπορεί να περιέχει από 500 έως 1000 ppm όζοντος. Το πλεονάζον αέριο όζον συχνά επανακυκλοφορεί σε μία διεργασία προηγούμενης μονάδας για τη βελτίωση της οξείδωσης ή κροκίδωσης, έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί

αποδοτικά σε μεγάλο

ποσοστό.. Παρά την ανακυκλοφορία, το (πλεονάζον) όζον υπάρχει στο αέριο που φεύγει στον αέρα και θα πρέπει να καταστρέφεται ή να αραιώνεται επαρκώς για λόγους ασφαλείας. Σε μικρές μονάδες επεξεργασίας, το όζον μπορεί να αραιώνεται με αέρα, αλλά οι μεγάλες εγκαταστάσεις επεξεργασίας χρησιμοποιούν μία από τις ακόλουθες τρεις μεθόδους για να καταστρέψουν το πλεόνασμα του όζοντος: 1) θερμική αποσύνθεση με την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού σε πάνω από 300 ° C 2) καταλυτική διάσπαση, καθιστώντας ροή μέσω μετάλλων ή των μεταλλικών οξειδίων 3) απορρόφηση σε υγρό κοκκώδη ενεργό άνθρακα. 1-27 Τυπικό διάγραμμα ροής για την εφαρμογή όζοντος για απολύμανση.

E-learning

Page 89


Nireas Project

(Eddy, 1999) 2.6.4.6 Λειτουργία και συντήρηση Ο εξοπλισμός οζόνωσης έχει συνήθως χαμηλές έως μέτριες απαιτήσεις συντήρησης. Το σύστημα προετοιμασίας αέρα απαιτεί συχνή προσοχή για τον καθαρισμό / αλλαγή του φίλτρου αέρα και για την εξασφάλιση ότι το ξηραντικό μέσο ξηραίνει τον αέρα σωστά. Ωστόσο, και τα δύο αποτελούν συνήθως απλές εργασίες. Δύο παράγοντες που έχουν αντίκτυπο στη λειτουργία της γεννήτριας όζοντος και τη συντήρηση είναι η αποτελεσματικότητα του συστήματος προετοιμασίας αέρα και το χρονικό διάστημα που η γεννήτρια πρέπει να λειτουργεί σε μέγιστη χωρητικότητα. Η συντήρηση των γεννητριών όζοντος συνήθως προγραμματίζεται μία φορά το χρόνο. Ωστόσο, πολλές μονάδες εκτελούν αυτή τη συντήρηση κάθε έξι μήνες. Συνήθως, 5 ημέρες εργασίας είναι απαραίτητες για τη συντήρηση μια μονάδας παραγωγής όζοντος τύπου οριζόντιου σωλήνα. Η αντικατάστασης του διηλεκτρικού λόγω βλάβης, καθώς και η θραύση κατά τη διάρκεια της συντήρησης μπορεί να είναι τόσο απίθανο να συμβούν ( όσο 1 - 2 %). Η μέση διάρκεια ζωής του σωλήνα αναμένεται στα δέκα χρόνια, αν διατηρηθεί ένα σημείο δρόσου-των 60 min του αέριου τροφοδότησης και αν η γεννήτρια όζοντος δεν απαιτείται να λειτουργεί για παρατεταμένο χρονικό διάστημα στη μέγιστη δυναμικότητα της. Οι γεννήτριες όζοντος τύπου πλάκας χρησιμοποιούν γυάλινο παραθυρο σαν διηλεκτρικό. Ωστόσο, λαμβάνεται η ίδια προσοχή στην προετοιμασία του αέρα όπως με τον πιο ακριβό σωλήνα από γυαλί ή κεραμικά προκειμένου να αποφευχθούν δαπανηρές διακοπές λειτουργίας. Η λειτουργία και συντήρηση του φρεατίου επαφής του όζοντος απαιτεί επίσης προσοχή. Οι αναμικτηρες απαιτούν ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσει το μοτέρ της μονάδας, ενώ οι

E-learning

πορώδεις διαχυτήρες απαιτούν τακτικό έλεγχο και συντήρηση προκειμένου να

Page 90


Nireas Project

εξασφαλιστεί μια ομοιόμορφη κατανομή του πλούσιου σε όζον αερίου στο θάλαμο επαφής. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι σοβαρά προβλήματα ασφάλειας υφίστανται με τη συντήρηση ορισμένων από αυτές τις μονάδες. Για παράδειγμα, ακόμα και μετά τον καθαρισμό των θαλάμων επαφής με τον αέρα, το προσωπικό συντήρησης κατά την είσοδο στους θαλάμους πρέπει να είναι εφοδιασμένο με αυτόνομη αναπνευστική συσκευή, καθώς η πυκνότητα του όζοντος είναι βαρύτερη από τον αέρα και ως εκ τούτου είναι δύσκολο να απομακρυνθεί εντελώς με τον καθαρισμό αέρα.

E-learning

Page 91


Nireas Project

2.6.4.7 Πλεονεκτήματα & μειονεκτήματα της απολύμανσης με οζόνωση Πλεονεκτήματα 1. Από την άποψη της βιοκτόνου αποτελεσματικότητας, το όζον είναι το ισχυρότερο απολυμαντικό

που

χρησιμοποιούνται

σε

συστήματα

παροχής

νερού

(ποσιμου

και

ανακυκλωμένου). 2. Οι χρόνοι επαφής και οι συγκεντρώσεις για την αδρανοποίηση ή τη θανάτωση των παθογόνων υδατογενών μικροοργανισμών είναι πολύ χαμηλότεροι από εκείνους του ελεύθερου χλωρίου ή οποιοδήποτε άλλου απολυμαντικού 3. Δεν υπάρχουν επιβλαβή υπολείμματα που πρέπει να αφαιρεθούν μετά την οζόνωση επειδή το όζον αποσυντίθεται γρήγορα. 4. Μετά οζονισμός, δεν υπάρχει επανενεργοποίηση των μικροοργανισμών, εκτός από εκείνα που προστατεύονται από τα σωματίδια στο ρεύμα των λυμάτων. 5. Το όζον παράγεται επί τόπου, και ως εκ τούτου, υπάρχουν λιγότερα προβλήματα ασφαλείας που σχετίζονται με τη μεταφορά και το χειρισμό. 6. Η οζόνωση ανεβάζει το διαλυμένο οξυγόνο (DO) στη συγκέντρωση των λυμάτων. Η αύξηση DO μπορεί να εξαλείψει την ανάγκη για επαναερισμό, αλλά και να αυξήσει το επίπεδο DO στο ποτάμι διάθεσης των ανακυκλωμένων νερών. Μειονεκτήματα 1. Ένα σημαντικό σημείο της απολύμανσης μέσω οξείδωσης είναι ότι ένα μεγάλο μέρος του όζοντος γενικά καταναλώνεται από άλλες ουσίες οι οποίες είναι συνήθως παρούσες στο νερό και ότι η απαίτηση αυτή πρέπει ναικανοποιείταιι προτού η απολύμανση εξασφαλισθεί. 2. Το κύριο μειονέκτημά της είναι ότι το όζον δεν παρέχει ένα σταθερή υπολειμματικό. Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να προστίθεται ένα δεύτερο απολυμαντικό μετεπεξεργασίας για να εξασφαλίσει παραμένουσα απολυμαντική δράση. 3. Για αυτούς τους λόγους και επειδή το κόστος της είναι σχετικά υψηλό, το όζον σπάνια χρησιμοποιείται για σκοπούς απολύμανσης αποκλειστικά. Συνήθως, χρησιμοποιείται όταν άλλες πτυχές της επεξεργασίας του νερού πρέπει να βελτιωθούν ταυτόχρονα με την απολύμανση, μέσω της δύναμης της οξείδωσης του όζοντος. 4. Η οζόνωση είναι μια πιο πολύπλοκη τεχνολογία από ό,τι είναι η χλωρίωση ή η απολύμανση με UV και απαιτεί περίπλοκο εξοπλισμό και αποτελεσματικά συστήματα επαφής. 5. Το όζον είναι πολύ δραστικό χημικό και έντονα διαβρωτικό, απαιτώντας συνεπώς ανθεκτικά στη διάβρωση υλικά όπως ανοξείδωτο χάλυβα.

E-learning

Page 92


Nireas Project

6. Το όζον είναι εξαιρετικά ερεθιστικό και ενδεχομένως τοξικό, γι αυτό και τα απαέρια από τον επαφέα πρέπει να καταστρέφονται για την πρόληψη επιπτωσεων στην υγεία των εργαζομένων. 2.6.4.8 Περίληψη Λόγω των παραπάνω περιορισμών, το όζον τείνει να συνδυάζεται με άλλα απολυμαντικά (δευτερεύοντα απολυμαντικά) που είναι ασθενέστερα αλλά έχουν παραμένουσα απολυμαντική δράση,, ώστε να εμποδίζουν την αναβίωση των μικροοργανισμών στο σύστημα διανομής. Οικονομικώς μιλώντας, το όζον μπορεί να χρησιμοποιηθεί πιο ευεργετικά όταν χρησιμοποιείται και για άλλους σκοπούς επεξεργασίας νερού, την ίδια στιγμή με την απολύμανση, όπως για την αποσύνθεση συνθετικών οργανικών ουσιών, την εξάλειψη των φαινολών, την αποφυγή σχηματισμού τριαλογονομεθάνιων, τη βελτίωση της κροκίδωσης και για άλλους παρόμοιους σκοπούς. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το όζον είναι τόσο ισχυρό οξειδωτικό που σχεδόν πάντα χρησιμοποιείται για πολλαπλούς σκοπούς στην επεξεργασία νερού και όχι μόνο ως απολυμαντικό.

E-learning

Page 93


Nireas Project

1.6.3 2.6.5 ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗ ΜΕ ΔΙΟΞΕΙΔΙΟ ΤΟΥ ΧΛΩΡΙΟΥ 2.6.5.1 Εισαγωγή Το διοξείδιο του χλωρίου (ClO2) είναι ένα απολυμαντικό με ισχυρότερη βιοκτόνο δράση από εκείνη του χλωρίου και των ενώσεων χλωρίου. Τα επιλεκτικά οξειδωτικά του χαρακτηριστικά καθιστούν την εφαρμογή του ως μια εναλλακτική λύση που πρέπει να εξεταστεί για τις περιπτώσεις όπου το νερό όχι μόνο πρέπει το να απολυμανθεί, αλλά πρέπει επίσης να βελτιωθούν και οι οργανοληπτικές ιδιότητες. Έχει πολύ μεγάλη επίδραση στην καταστροφή οργανικών ουσιών που χρωματίζουν το νερό ή αποτελούν πρόδρομες ουσίες Trihalomethane (THM). Ακόμα κι έτσι, η χρήση του ως απολυμαντικό σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων περιορίζεται από την πολυπλοκότητα και την ευαισθησία της παραγωγής του και το σχετικά υψηλό κόστος του. 2.6.5.2 Μηχανισμός απολυμαντικής δράσης Το διοξείδιο του χλωρίου υπάρχει στο νερό ως ClO2 (μικρή ή καθόλου διάσπαση) και, επομένως, είναι σε θέση να διαπεράσει μέσω βακτηριακών κυτταρικών μεμβρανών και να καταστρέψουν αυτά τα κύτταρα. Οι δράσεις της σε ιούς περιλαμβάνουν την απορρόφηση και διείσδυση του πρωτεΐνικού περιβλήματος του ιικού καψιδίου και την αντίδραση με το ιικό RNA, βλάπτοντας έτσι τη γενετική ικανότητα του ιού. Το διοξείδιο του χλωρίου προκαλεί μία μικρότερη μικροβιοκτόνο επίδραση σε σχέση το όζον, αλλά είναι ένα ισχυρότερο απολυμαντικό από το χλώριο. 2.6.5.3 Παραπροιόντα της απολύμανσης με διοξείδιο του χλωρίου Ενώ τα απολυμαντικά χλωρίου αντιδρούν με διαφορετικές ουσίες μέσω της οξείδωσης και της ηλεκτρόφιλη υποκατάστασης, το διοξείδιο του χλωρίου αντιδρά μόνο μέσω οξείδωσης. Αυτός είναι ο λόγος που η χρήση διοξειδίου του χλωρίου μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένο σχηματισμό ΤΗΜ στο επεξεργασμένο νερό. Η παραγωγή υψηλών επιπέδων ΤΗΜ στο επεξεργασμένο με διοξείδιο του χλωρίου νερό, συνήθως μπορεί να αποδοθεί σε κακή απόδοση της γεννήτριας του διοξειδίου του χλωρίου, συνήθως λόγω της περίσσειας χλωρίου που συμμετέχει σημαντικά στο σχηματισμό ΤΗΜ. Ακόμη και έτσι, η ύπαρξη DBP δε μπορεί να αποκλεισθεί και τα προϊόντα που σχηματίζονται από την αντίδραση του διοξειδίου του χλωρίου με την οργανική ύλη στο νερό περιλαμβάνει χλωροφαινόλες και μηλεϊνικό, φουμαρικό και οξαλικό οξύ. Μια μελέτη των παραπροϊόντων του διοξειδίου του χλωρίου σε ένα πιλοτικό σχέδιο επεξεργασίας αποκάλυψε την παρουσία πάνω από 40 DBP, τα περισσότερα από τα οποία ήταν άγνωστης τοξικότητας. Κατά τη διάρκεια της οξείδωσης της οργανικής ύλης, το διοξείδιο του χλωρίου διασπάται σε ένα χλωριώδες ιόν. Ο

E-learning

Page 94


Nireas Project

χλωρίτης και τα χλωρικά είναι για την ακρίβεια τα πιο σημαντικά DBPs που παράγονται με τη χρήση αυτού του απολυμαντικού.

2.6.5.4 Μέθοδος & εξοπλισμός απολύμανσης Το διοξείδιο του χλωρίου είναι ένα κιτρινωπό-πράσινο αέριο που είναι σταθερό και σχετικά διαλυτό στο νερό μέχρι να φθάσει συγκεντρώσεις έως 2%. Το διοξείδιο του χλωρίου δεν πωλείται από το ράφι, αλλά πρέπει να παραχθει επί τόπου. Επιπλέον, χρησιμοποιείται μόνο ως πρωτοβάθμιο απολυμαντικό και η παραγωγή και διαχείριση της είναι περίπλοκη και επικίνδυνη. Για τους λόγους αυτούς, η χρήση του δεν συνιστάται για μικρές εγκαταστάσεις. Συνήθως παράγεται από χλωριώδες νάτριο με καποιο οξύ και NaClO, ή από χλωριώδες νάτριο και χλώριο ή με κατάλληλη ρύθμιση του pH (όπως οι παρακάτω χημικές αντιδράσεις). MORE Two mechanisms are usually used to generate chlorine dioxide: by reacting sodium chlorite with chlorine gas (two chemical compounds system) or by reacting sodium chlorite with sodium hypochlorite and sulphuric acid (three chemical compounds system). 2NaClO2 + Cl2  2ClO2 + 2NaCl (two compounds) 2NaClO2 + NaOCl + H2SO4  2ClO2 + NaCl + Na2SO4 + H2O (three compounds) There is no industrial standard for the performance of chlorine dioxide generators. Generator efficiency is defined not only in terms of the conversion of sodium chlorite into chlorine dioxide, but also of the generating of by-products such as chlorate ion, free chlorine and surplus chlorite. If the generator fails to operate properly, it can produce these by-products in excessive amounts and reduce the expected results. Poor generator performance will also result in higher operating costs than desired.

For information about the installation, operation & maintenance of an Chlorine dioxide disinfection system, see the relative bibliography (California State University, 2008) (Felipe Solsona, Juan Pablo Méndez, 2003).

E-learning

Page 95


Nireas Project

2.6.5.5 Πλεονεκτήματα & μειονεκτήματα της απολύμανσης με ClO2

Πλεονεκτήματα 1. Η βακτηριοκτόνος δράση του του είναι σχετικά ανεξάρτητη από το ρΗ σε τιμές μεταξύ 4 και 10. 2. Λειτουργεί καλύτερα από ό, τι το χλώριο για την επεξεργασία σπορίων. 3. Απαιτεί μικρό χρόνο επαφής. 4. Είναι αρκετά διαλυτό. 5. Δεν προκαλεί διάβρωση σε υψηλές συγκεντρώσεις, μειώνοντας έτσι το κόστος συντήρησης. 6. Βελτιώνει την συσσωμάτωση. 7. Είναι καλύτερα από ό, τι το χλώριο για την αφαίρεση σιδήρου και μαγγανίου. 8. Όταν τα απολυμαντικά χλωρίου αντιδρούν με διαφορετικές ουσίες μέσω οξείδωσης και ηλεκτρόφιλης υποκατάστασης, το διοξείδιο του χλωρίου αντιδρά μόνο μέσω οξείδωσης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η χρήση διοξειδίου του χλωρίου μπορεί να οδηγήσει σε μειωμένο σχηματισμό ΤΗΜ στο επεξεργασμένο νερό. 9. Προφανώς δεν επηρεάζεται από τις διακυμάνσεις στο pH

Μειονεκτήματα 1. Το διοξείδιο του χλωρίου έχει περιορισμένες υπολειμματικές ιδιότητες. Για το λόγο αυτό, το χλώριο χρησιμοποιείται γενικά ως δευτερο απολυμαντικό, για να εξασφαλίζεται παραμένουσα απολυμαντική δράση για προστασία του συστήματος διανομής νερού. 2. Αποτελεί πολύπολκη μέθοδος στην εφαρμογή 3. Κοστίζει περισσότερο από το χλώριο 4. Σχηματίζονται χλωριώδη και χλωρικά υποπροϊόντα. 5. Πρέπει να παράγεται επί τόπου. 6. Απαιτούνται εκπαιδευμένοι εργαζόμενοι για τη λειτουργία και τη συντήρηση του 7. Είναι δύσκολο να αναλυθεί στο εργαστήριο.

2.6.17 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕΘΟΔΩΝ ΑΠΟΛΥΜΑΝΣΗΣ

E-learning

Page 96


Nireas Project

1-6 Μηχανισμοί απολύμανσης με χλώριο, UV και όζον

(Eddy, 1999)

Και οι τέσσερις εναλλακτικές μέθοδοι απολύμανσης που περιγράφηκαν προηγουμένως, συγκρίνονται στον ακόλουθο πίνακα. 2.6.18Σύγκριση μεθόδων απολύμανσης Parameter

Disinfection method Chlorine

Ozone

UV

Chlorine Dioxide

SS (mg/L)

<20

<15

<10

<20

BOD (mg/L)

<20

<20

<20

<20

Turbidity (NTU)

<10

<5

<5

<10

Bacteria

High

High

High

High

Viruses

Moderate

High

High

High

Low

High

NA

Moderate

High

None

None

Moderate

All plants

Medium to Large

All plants

Medium to Large

High

Moderate

Low

High

Recommended wastewater quality

Effectiveness against

Parasites Residual effect Practicality Size of WWTP applicable Required area

E-learning

Page 97


Nireas Project Process control

Well developed

Developing

Developing

Developing

Complexity

Low to moderate

Complex

Low to moderate

Moderate

Maintenance and cleaning

Low to moderate

Moderate to High

High

Moderate

Stability

High(except gas clorine)

Low

High

Moderate

Moderate to High

Low

Low to moderate

Moderate

High

High

Moderate

High

Low to moderate

Moderate

Moderate

Moderate

Contruction (small to medium facility)

Moderate

High

Low to moderate

Moderate to High

Contruction (medium to large facility)

Low to moderate

High

Moderate to High

Moderate

None

High

High

Moderate

None(except gas clorine)

Potential leakage of O3

None

Moderate

High

None

None

High

Low to moderate

Moderate

Low

High

High

None

None

High

Formation of toxic byproducts

Potential High

Unknown

Unknown

Potential High

Disposal of cleaning products

None

None

Yes

None

Low to moderate

Moderate

High

Low to moderate

Temperature dependent Reliability Costs Operation

High Energy consumption Adverse effects Dangerous emmisions Transportation risks On site risks Fish and macroinvertebrate toxicity

Likelihood of pathogens regrowth

2.6.6 ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ & ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ερωτήσεις 1. Ποιος είναι ο σκοπός της απολύμανσης; Γιατί είναι αυτός σημαντικός; 2. Γιατί χρησιμοποιείται το χλώριο για την απολύμανση; 3. Τι συμβαίνει όταν το χλώριο προστίθεται σε ύδατα που περιέχουν αμμωνία και γιατί είναι σημαντικό αυτό; 4. Πώς είναι καθορίζεται η απαίτηση χλωρίου; 5. Πώς προσδιορίζεται η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας χλωρίωσης για μια συγκεκριμένη εγκατάσταση (ΕΕΛ); 6. Πώς μπορεί να ελεγχθεί η τροφοδοσία αερίου χλωρίου; 7. Ποιοι είναι οι κίνδυνοι του αερίου χλωρίου; 8. Τι είδους αναπνευστική συσκευή, συνιστάται κατά την επιδιόρθωση μίας διαρροής χλωρίου; 9. Γιατί το διοξείδιο του χλωρίου δε χρησιμοποιείται ευρέως για την απολύμανση των λυμάτων;

E-learning

Page 98


Nireas Project

10. Γιατί θα πρέπει οι χλωριωτές να είναι σε ξεχωριστό δωμάτιο; 11. Γιατί ο επαρκής αερισμός είναι σημαντικός σε ένα δωμάτιο χλωριωτή; 12. Γιατί θα πρέπει ή απολύμανση με χλωρίωση είναι συνεχής; 13. Ποιο είναι το καλύτερο υλικό σωληνώσεων για τη διεξαγωγή αέριου χλώριου ή υγρού; 14. Γιατί οι εκροές από ορισμένες μονάδες επεξεργασίας πρέπει να αποχλωριώνονται; 15 Τι συμβαίνει όταν η υπεριώδης ακτινοβολία απορροφάται από τα κύτταρα των μικροοργανισμών; 16. Πώς καθορίζεται ο αριθμός των συστοιχιών UV ν (Banks) ανά κανάλιι; 17. Τι βλάβες μπορεί το φως από μια λάμπα υπεριώδους ακτινοβολίας να προκαλέσει στους χειριστές; 18. Η ένταση του υπεριώδους φωτός που φθάνει τους παθογόνους μικροοργανισμούς στα λύματα από ποιους παράγοντες επηρεάζεται. 19. Γιατί οι χειριστές πρέπει να παρατηρούν τακτικά τη UV διαδικασία καθαρισμού του συστήματος; 20. Γιατί τα UV συστήματα απαιτούν συστήματα συναγερμού; 21. Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η διάρκεια ζωής των λαμπτήρων UV; 22. Γιατί το όζον δημιουργείται στο χώρο (επί τόπου); 23. Από ποιους παράγοντες εξαρτάται η αποτελεσματικότητα της απολύμανσης του όζοντος; 24. Ποιες είναι οι βασικές κατευθυντήριες γραμμές για τον έλεγχο της διαδικασίας απολύμανση; με όζον; 25. Η παρουσία οργανικών ενώσεων, όταν βρεθεί στο νερό, δεν επηρεάζει τη διαδικασία χλωρίωσης. Σωστό ή λάθος; 26. Ειδικά μέτρα ασφαλείας πρέπει να λαμβάνονται σε μια εγκατάσταση χλωρίωσης αερίου. Σωστό ή λάθος; 27. Οι τροφοδότες ταμπλέτας και δισκίου διάβρωσης σε συστήματα χλωρίωσης απαιτούν ηλεκτρική ενέργεια. Σωστό ή λάθος; 28. Η χλωρίωση είναι μια εδραιωμένη-αναγνωρισμένη τεχνολογία. Σωστό ή λάθος; 29. Όλες οι μορφές του χλωρίου είναι εξαιρετικά διαβρωτικές και τοξικές. Σωστό ή λάθος; 30. Στην χλωρίωση, τα επίπεδα των ολικών διαλυμένων στερεών είναι αυξημένα στο επεξεργασμένα λύματα. Σωστό ή λάθος; 31. Η απολύμανση με υπεριώδη ακτινοβολία είναι φιλικότερα προς το περιβάλλον, σε σχέση με το χλώριο. Σωστό ή λάθος; 32. Η συγκέντρωση των αιωρούμενων στερεών στα απόβλητα επηρεάζει θετικά τη διαδικασία της απολύμανσης UV. Σωστό ή λάθος;

E-learning

Page 99


Nireas Project

33. Ο σίδηρος απορροφά σημαντικές ποσότητες υπεριώδους ακτινοβολίας, ως εκ τούτου επηρεάζει αρνητικά την διαδικασία της απολύμανσης UV. Σωστό ή λάθος; 34. Η δοσολογία της υπεριώδους ακτινοβολίας, είναι άσχετη με το χρόνο έκθεσης. Σωστό ή λάθος; 35. Ένας μεγάλος αριθμός μικροοργανισμών έχει την ικανότητα να αυτοθεραπεύει τις επιβλαβείς επιδράσεις που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία, όταν εκτίθενται στο φυσικό ηλιακό φως. Σωστό ή λάθος; 36. Η UV απολύμανση δεν έχει καμία υπολειμματική επίδραση που μπορεί να είναι επιβλαβής για τον άνθρωπο ή την υδρόβια ζωή. Σωστό ή λάθος; 37. Το όζον είναι το ισχυρότερο απολυμαντικό που χρησιμοποιείται στα συστήματα ύδρευσης. Σωστό ή λάθος; 38. Η οζόνωση είναι μια πιο πολύπλοκη τεχνολογία από ό, τι είναι η απολύμανση με χλώριο ή UV. Σωστό ή λάθος; 39. Το διοξείδιο του χλωρίου (ClO2) είναι ένα απολυμαντικό με ασθενέστερη βιοκτόνο δράση από εκείνη του χλωρίου. Σωστό ή λάθος;

Απαντήσεις 1. Ο σκοπός της απολύμανσης είναι να καταστρέψει τους παθογόνους οργανισμούς. Αυτό είναι σημαντικό για την πρόληψη της εξάπλωσης των υδατογενών νόσων. 2. Το χλώριο που χρησιμοποιείται για την απολύμανση επειδή είναι σχετικά εύκολο να αποκτηθεί και φθηνό στην παραγωγή. Ακόμη και σε χαμηλές δόσεις, το χλώριο είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό. 3. Δεδομένου ότι η αμμωνία είναι παρούσα σε όλα τα οικιακά λύματα, η αντίδραση της αμμωνίας με το χλώριο έχει μεγάλη σημασία. Όταν το χλώριο προστίθεται σε ύδατα που περιέχουν αμμωνία, η αμμωνία αντιδρά με το υποχλωριώδες οξύ (HOCl) για να σχηματίσei χλωραμίνες: μονοχλωραμίνη, διχλωραμίνη, και τριχλωραμίνη. Οι μορφές μόνο- και διχλωραμίνης έχουν σαφείς δυνάμεις απολύμανσης και παρουσιάζουν ενδιαφέρον για τη μέτρηση των υπολειμμάτων χλωρίου. Η διχλωραμίνη έχει μια πιο αποτελεσματική δύναμη απολύμανσης από τη μονοχλωραμίνη. 4. Η απαίτηση χλωρίου είναι ίση με τη δόση χλωρίου μείον το υπολειμματικό χλώριο, ή: Απαίτηση χλωρίου = δόση χλωρίου - υπολειμματικό χλώριο 5. Ο απόλυτος δείκτης μέτρησης της αποτελεσματικότητας χλωρίωσης είναι το βακτηριολογικό αποτέλεσμα. Το υπολειμματικό χλώριο που παράγει ικανοποιητικά

E-learning

Page 100


Nireas Project

βακτηριολογικά αποτελέσματα σε μια συγκεκριμένη εγκατάσταση πρέπει να προσδιορίζεται και να χρησιμοποιηθεί ως έλεγχος στην εν λόγω μονάδα. 6. Η τροφοδοσίας του αέριου χώρίου μπορεί να ελεγχθεί χειροκίνητα, start / stop, βήμαρυθμός, χρονοδιάγραμμα, ανάλογα με τη ροή, υπολειμματικό χλωρίου - ελέγχους βρόχου. 7. Το αέριο χλώριο είναι εξαιρετικά τοξικό και διαβρωτικό σε υγρές ατμόσφαιρες. 8. Κατά την επισκευή μιας διαρροής χλωρίου,συνίστανται τύποι αυτόνομου ή παρεχόμενου αναπνευστικών συσκευών. Ο εξοπλισμός πρέπει να ταιριάζει και να χρησιμοποιείται σωστά. Οι συσκευές απαίτησης πίεσης και το σετ αναπνοής εκ νεου μπορεί να είναι ασφαλέστερες. Οι συσκευές απαίτησης πίεσης χρησιμοποιούν περισσότερο αέρα από τη φιάλη του αέρα, η οποία μειώνει το χρόνο που ένα άτομο μπορεί να λειτουργήσει σε μια διαρροή. Υπάρχουν ορισμένοι φυσικοί περιορισμοί κατά τη χρήση αναπνευστικής προστασίας (respiratory protection). Επιβεβαιώστε τις απαιτήσεις με τον τοπική Υπηρεσία Υγιεινής και Ασφάλειας. 9. Λόγω των κινδύνων ασφαλείας του χειρισμού χλωριώδους νατρίου, το διοξείδιο του χλωριώδους δεν έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως για την επεξεργασία των λυμάτων. 10. Οι χλωριωτές με αεριο χλώριο, θα πρέπει να είναι σε ξεχωριστό δωμάτιο, επειδή οι διαρροές αερίου μπορεί να προκαλέσουν ζημιά στον εξοπλισμό και είναι επικίνδυνες για το προσωπικό 11. Ο επαρκής εξαερισμός είναι σημαντικός σε ένα δωμάτιο χλωριωτή για την απομάκρυνση τυχόν διαρρέοντος αερίου χλωρίου 12. Η απολύμανση με χλωρίωση πρέπει να είναι συνεχής για την προστασία των χρηστών νερού κατάντη της διάθεσης επεξεργασμενων λυμάτων 13. Το καλύτερο υλικό σωληνώσεων για τη διεξαγωγή χλωρίωσης αέριου ή υγρού χλωρίου είναι ο ανοξείδωτος χάλυβας . 14. Τα λύματα από ορισμένες μονάδες επεξεργασίας αποχλωριώνονται για την προστασία των ψαριών και άλλων υδρόβιων οργανισμών από τοξικά κατάλοιπα χλωρίου. 15. Όταν η UV ακτινοβολία απορροφάται από τα κύτταρα των μικροοργανισμών, το γενετικό υλικό υφίσταται βλάβη κατά τέτοιο τρόπο ώστε οι οργανισμοί να μην είναι πλέον σε θέση να αναπτυχθούν ή να αναπαραχθούν και συνεπώς οι πληθυσμοί τους μειώνονται.. 16. Ο αριθμός των συστοιχιών (banks) UV ανά κανάλι προσδιορίζεται από την απαιτούμενη δοσολογία UV για την επίτευξη του στόχου ποιότητας των λυμάτων. 17. Το φως από μια λάμπα υπεριώδους ακτινοβολίας μπορεί να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα στα μάτια και το δέρμα των χειριστών. 18. Η ένταση του UV φωτός που φτάνει στους παθογόνους μικροοργανισμούς των λυμάτων επηρεάζεται από την κατάσταση της λάμπας UV και την ποιότητα των λυμάτων.

E-learning

Page 101


Nireas Project

19. Οι χειριστές πρέπει να ελέγχουν περιοδικά τη UV διαδικασία καθαρισμού του συστήματος προκειμένου να εξασφαλίζεται η ορθή λειτουργία καθαρισμού μιας τράπεζας και ο εύρυθμος κύκλος καθαρισμού. 20. Τα UV συστήματα απαιτούν εκτενή συστήματα συναγερμού που να εξασφαλίζουν τη συνεχή πλήρη απολύμανση του νερού που επεξεργάζονται. 21. Η διάρκεια ζωής των λαμπτήρων UV εξαρτάται από: - Το επίπεδο των αιωρούμενων στερεών στο νερό που πρόκειται να απολυμανθεί και το επίπεδο κοπρανώδων κολοβακτηριδίων που πρέπει να επιτευχθεί - Τη συχνότητα των ON / OFF κύκλων - Τη θερμοκρασία λειτουργίας των ηλεκτροδίων των λαμπτήρων 22. Το όζον παράγεται στο χώρο της εγκατάστασης επειδή είναι ασταθές και αποσυντίθεται σε στοιχειακό οξυγόνο σε σύντομο χρονικό διάστημα μετά από την παραγωγή 23. Η αποτελεσματικότητα της απολύμανσης του όζοντος εξαρτάται από την ευαισθησία των οργανισμών-στόχων, το χρόνο επαφής και τη συγκέντρωση του όζοντος. 24. Οι κύριες οδηγίες ελέγχου της διαδικασίας απολύμανσης με όζον είναι η δόση, η ανάμειξη και ο χρόνος επαφής. 25. Λάθος 26. Σωστό 27. Λάθος 28. Σωστό 29. Σωστό 30. Σωστό 31. Σωστό 32. Λάθος 33. Σωστό 34. Λάθος 35. Σωστό 36. Σωστό 37. Σωστό 38. Σωστό 39.Λάθος

E-learning

Page 102


Nireas Project

E-learning

Page 103


Nireas Project

E-learning

Page 104


Τοσχ έ δ ι οαυ τ όχ ρηµα τ οδο τ ήθηκ εµετ η ν υ ποστ ήρι ξ ητ ηςΕυ ρωπαϊ κ ήςΕπι τ ροπής .Η παρού σααν ακ οί ν ωσηδε σµε ύ ε ι µό ν οτ ο ν συ ν τ άκ τ ητ ηςκ αι ηΕπι τ ροπήδε νε υ θύ ν ε τ αι γι α τ υ χ ό νχ ρήσητ ωνπλ ηροφορι ώνπουπε ρι έ χ ο ν τ αι σε αυ τ ή ν .

2 6 chapter e book  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you