Vízfertőtlenítés: Milyen fizikai módszerek használhatók a víz sterilizálásához?

A vizi mikroszervezetek két csoportra oszthatók hatásuk alapján: 1. A csövek, hőcserélők, víztárolók, szűrőelemek stb. eltömítésére okot adó baktériumok, gombák és algák általában felszíni forrásokból kerülnek a vízbe, és kedvező körülmények között szaporodnak.
2. A patogén és feltételesen patogén mikroorganizmusok, mint például vírusok, baktériumok, gombák és férgek peték, fertőző betegségeket okozhatnak emberekben és állatokban.

A vízfertőtlenítési módszerek működési elvük szerint osztályozhatók:
- Fizikai vagy nem kémiai módszerek, ahol a fertőtlenítés fizikai tényezők hatására történik (forralás, ultraibolya, elektrolízis, fordított ozmózis);
- Kémiai vagy reagensalapú módszerek, ahol meghatározott reagensek (klór, ozon, nem oxidáló szerek) kerülnek a vízbe;
- Kombinált módszerek mindkét technológia kombinálásával történnek, mint például az ultraszűrés és a klórozás.

A vízfertőtlenítés fizikai módszerei
A vegyi anyagok nélküli fertőtlenítésnek megvannak az előnyei. Ezen módszerek fő előnye általában a fertőtlenítő oldatok másodlagos szennyezésének hiánya, azonban mindezeknek a módszereknek jelentős hátránya van - a víz újra megfertőződhet mikroorganizmusokkal, mivel ezek a módszerek nem rendelkeznek meghosszabbított hatással.

Vízforralás
Valószínűleg ez a legegyszerűbb módja a víz fertőtlenítésének otthoni és terepviszonyok között. A magas hőmérséklet hatására a legtöbb patogén mikroorganizmus DNS-szerkezete megsérül, és nem tudnak szaporodni. A forralás hatékony a spórákat képző összes mikroorganizmus ellen.

Fontos megjegyezni, hogy a fertőtlenítéshez a vizet nem csak a forráspontjáig kell melegíteni, hanem legalább öt percig forrni kell.

ELŐNYÖK:
- Az alkalmazás egyszerűsége;
- Nincs szükség további berendezésekre;
- Hatékonyság a legtöbb patogén mikroorganizmus ellen;
- A fertőtlenítésen kívül csökkenti a víz keménységét és zavarosságát.

HÁTRÁNYOK:
- Az energiafogyasztás jelentős növekedése a vízmennyiség növekedésével;
- Hosszú időtartam;
- Másodlagos szennyezés lehetősége.

Ultraibolya sugárzás
Az emberiség ősidők óta ismeri a napfény hasznos hatásait. Az ultraibolya sugárzás, amely az UV-spektrum egyik összetevője, képes felbomlasztani a mikroorganizmusok DNS-ében lévő timín szerkezetét. Ennek eredményeként a baktériumok és vírusok elveszítik szaporodásra való képességüket, mind a vízben, mind az emberi szervezetben.

A legegyszerűbb módszer az ultraibolya vízfertőtlenítéshez a SODIS módszer. A 50 mikronnál nagyobb mechanikai részecskék eltávolítására szűrt vizet PET (polietilén-tereftalát) palackokba öntik, amelyeket a közvetlen napfénynek kitett felületre helyeznek. Ennek a módszernek az első hátránya az aktív napfénynek való kitettség szükséglete. A módszer a leghatékonyabb a 35 fokú északi és déli szélesség közötti területen, ahol a fertőtlenítés körülbelül hat óra alatt történik. Ahogy csökken a napsugárzás intenzitása, a fertőtlenítési idő növekszik.

A vízfertőtlenítő berendezések hengeres mechanikai csövek formájában kerülnek gyártásba kvarcadó emitterrel. A víz a házba kerül és az ujj körül folyik, így UV-sugárzásnak kitéve és fertőtlenítve lesz. A hullámhossz ezen berendezések legtöbbjében körülbelül 250 nm.

Manapság az ilyen berendezéseket az ivóvíz megelőző fertőtlenítésére és a komplex tisztítórendszerek után következő háztartási víz fertőtlenítésére használják. Az ilyen emitter telepítése megakadályozza a csövek, szűrőelemek, mosógépek stb. eltömítését.

ELŐNYÖK:
- Könnyen használható módszer;
- Nem igényel nagy térfogatú berendezéseket;
- Nem igényel állandó reagensdózírozást;
- Nem hoz másodlagos szennyeződést a vízbe, ellentétben a reagensek segítségével történő fertőtlenítéssel;
- Csökkentett energiafogyasztás.

HÁTRÁNYOK:
- Nem hatékony a mikroorganizmusok széles körére, kombinált módszerek ajánlottak a patogén ágensekkel szennyezett víz esetén;
- Az adó reguláris cseréje szükséges;
- A vízt mechanikai részecskékektől mentesnek kell lennie, mielőtt áthalad a berendezésen, mivel ezek 50%-kal csökkenthetik a módszer hatékonyságát;
- Meghosszabbított hatás hiánya.

Fordított ozmózis és ultraszűrés
A fordított ozmózis membránok pormérete 4000-szer kisebb, mint a legkisebb baktériumsejteké, és 200-szor kisebb, mint a vírusrészecskékéé. Ezért az ilyen szűrők 100%-osan képesek visszatartani a mikroorganizmusokat. A technológiát elsősorban az ivóvíz tisztítására használják. Ez az otthoni szűrők, italautomaták, vízoscillátorok és még az élelmiszer- és italgyártás alapja.

ELŐNYÖK:
- 100% vírus- és baktériumeltávolítás;
- Kompakt méretek és magas termelékenység;
- Környezetbarát;
- A mikrobiológiai szennyezőanyagokon kívüli egyéb toxinok eltávolítása: nehézfémek, szerves anyagok, klór stb.

HÁTRÁNYOK:
- A technológia viszonylag magas költsége;
- Nagy mennyiségű szennyvíz - a termelés 20-70%-a között, a membrán mérete és nyomása függvényben;
- Meghosszabbított hatás hiánya, amely korlátozza a víz közvetlen használatát a fogyasztási ponton. Másik lehetőségként a vízhez kombinált fertőtlenítésre van szükség.

Az ultraszűrő membránok viszonylag nagy porómérettel rendelkeznek, amely részben lehetővé teszi a vírusrészecskék áthaladását, így ez a módszer csak reagensekkel vagy ultraibolya fénnyel kombinálva használható.