Продезинфицировать, чтобы защитить

Установки питьевой воды и очистки сточных вод играют важную роль в удалении и инактивации вирусов до контакта с людьми; в этих учреждениях используются различные методы лечения, нацеленные на все вирусные сообщества, включая вирусные патогены человека, такие как коронавирус, норовирус и другие. Учитывая угрозу, которую SARS-CoV-2 (вирус, вызывающий COVID-19) представляет для общественного здравоохранения, важно пересмотреть состояние удаления вирусов в системах очистки воды и существующие механизмы, обеспечивающие население безопасной питьевой водой. Ниже мы рассмотрим пути проникновения вирусов в водные ресурсы, а также эффективность удаления и инактивации вирусов с помощью различных методов очистки питьевой воды и сточных вод.

Поверхностные воды являются важным источником питьевой воды, поскольку многие системы питьевой воды зависят, по крайней мере частично, от водоснабжения из озер, рек, ручьев и водохранилищ. Однако поверхностные воды часто содержат ряд загрязнителей, включая патогенные микроби (например, вирусы, бактерии и простейшие), которые могут представлять угрозу для здоровья населения. Закон о безопасной питьевой воде (SDWA) был принят в 1970-х годах для защиты здоровья населения путем регулирования общественного водоснабжения. Чтобы соответствовать стандартам, установленным SDWA, коммунальные предприятия обрабатывают исходную воду с помощью различных традиционных и передовых методов очистки перед распределением. Хотя конструкции очистных линий различаются в зависимости от коммунальных предприятий, каждая из них содержит несколько уровней физических и химических процессов, которые удаляют и / или инактивируют вирусы, в результате чего получается безопасная питьевая вода.

Микроорганизмы, обнаруженные в поверхностных водах, происходят из различных источников, включая ливневые стоки и сбросы сточных вод. Когда сточные воды сбрасываются до водозаборов питьевой воды (процесс, известный как «незапланированное повторное использование питьевой воды»), сточные воды могут влиять на качество источников питьевой воды. Подобно тому, как питьевая вода регулируется SDWA, сброс сточных вод регулируется Законом о чистой воде (CWA), который требует определенной степени очистки сточных вод перед сбросом.

READ:   Партнер команды Kiewit-Stantec по проектам восстановления подземных вод в Лос-Анджелесе

На предприятиях питьевого водоснабжения, которые обрабатывают поверхностные воды, обычно используется обычная система очистки, состоящая из коагуляции, флокуляции, осаждения и фильтрации с последующей дезинфекцией.Сточные воды проходят многоуровневую очистку, чтобы уменьшить присутствие загрязняющих веществ, таких как взвешенные твердые частицы и микроорганизмы. Эти требования к очистке проистекают из CWA и предназначены для предотвращения случайного попадания в организм патогенов и уменьшения нагрузки питательными веществами на водоемы, которые принимают сточные воды. В очистных сооружениях используются физические, химические и биологические процессы. Типичные схемы обработки включают первичную обработку с физическим скринингом, удалением и осаждением песка, а также вторичную обработку, при которой микробные сообщества способствуют преобразованию питательных веществ для снижения нагрузки азота и фосфора. За этими процессами часто следует дополнительная стадия осветления и стадия третичной дезинфекции.

Морфология вируса влияет на то, насколько легко различные типы вирусов можно дезактивировать с помощью дезинфекции. Некоторые вирусы покрыты внешней оболочкой, которая делает их уязвимыми для удаления дезинфицирующими средствами. Поскольку вирусы с оболочкой, такие как SARS-CoV-2 и грипп, легче инактивировать в процессах очистки воды, чем кишечные вирусы без оболочки, они с меньшей вероятностью сохранятся в очищенных сточных водах.

Процессы вторичной очистки сточных вод обычно обеспечивают удаление вирусов примерно на 90–99 процентов или более, в то время как системы, включающие третичную очистку, могут обеспечить сокращение до 99,99999 процентов. Вирусы, которые выживают в этих процессах очистки, сбрасываются с очищенными сточными водами в водоприемники. Пределы количества патогенов для сточных вод варьируются в зависимости от их предполагаемой судьбы. Например, в Калифорнии приняты правила непрямого повторного использования питьевой воды (IPR), когда сточные воды с высокой степенью очистки вводятся в водоем (например, подземный водоносный горизонт или поверхностный водоем), что обеспечивает буфер во времени и пространстве до того, как вода будет отведена и снова обработан для питья. Эти проекты IPR необходимы для снижения количества вирусов минимум на 99,9999999999 процентов (т. Е. На 12 логарифмических сокращений).

READ:   Министерство энергетики выделило 27,5 млн долларов 16 проектам в области водоснабжения

Учитывая присутствие микробов в поверхностных водах и возможность незапланированных сценариев повторного использования, очистные сооружения питьевой воды используют традиционные и современные методы очистки для обеспечения безопасности водоснабжения. На предприятиях питьевого водоснабжения, которые обрабатывают поверхностные воды, обычно используется обычная система очистки, состоящая из коагуляции, флокуляции, осаждения и фильтрации с последующей дезинфекцией. Процесс коагуляции, флокуляции и осаждения эффективен при удалении неорганических и органических загрязнителей, обнаруженных в природных поверхностных водах, и может обеспечить удаление вирусов на 90-99 процентов, хотя удаление может составлять всего около 20 процентов в зависимости от типа вируса и условий коагуляции. Типичная фильтрация, выполняемая после стадии осаждения, может обеспечить удаление вирусов от нуля до 99,97%, в зависимости от фильтрующего материала и предварительной обработки коагуляции. За фильтрацией следует дезинфекция, обычно хлором или хлорамином, для инактивации оставшихся патогенных микроорганизмов до того, как вода поступит в систему распределения питьевой воды. Хлор, например, может снизить количество вирусов на 99% в зависимости от таких факторов, как мутность воды, наличие свободного хлора и время контакта. Другие процессы дезинфекции, такие как озон и УФ, могут обеспечить дезактивацию на 99 и 99,99% соответственно. наличие свободного хлора и время контакта. Другие процессы дезинфекции, такие как озон и УФ, могут обеспечить дезактивацию на 99 и 99,99% соответственно. наличие свободного хлора и время контакта. Другие процессы дезинфекции, такие как озон и УФ, могут обеспечить дезактивацию на 99 и 99,99% соответственно.

Обычные методы очистки питьевой воды эффективны для производства безопасной питьевой воды, которая соответствует критериям уменьшения вирусов на 99,99%, установленным Правилами очистки поверхностных вод. В зависимости от качества исходной воды предприятия могут предпочесть включить передовые методы очистки в свои обычные процессы, чтобы обеспечить более высокий уровень очистки, например, обратный осмос и AOP.

READ:   EPA объявляет о публичных слушаниях и круглых столах по пересмотру Правил свинца и меди

Хотя присутствие вирусов в источниках питьевой воды действительно возможно, риск того, что вирусы, в том числе вирус SARS-CoV-2, представляют для готовой питьевой воды, низкий – мнение, разделяемое такими агентствами, как CDC, ВОЗ и EPA. Благодаря использованию нескольких этапов очистки, сочетающих традиционные и передовые методы, очистные сооружения питьевой воды существенно снижают вирусную нагрузку и производят готовую питьевую воду, которая защищает здоровье населения. WW

Примечание редактора: Хотите погрузиться глубже? Посмотрите нашу серию веб-трансляций, состоящую из четырех частей, «Дезинфекция: проблемы и возможности в WaterWorld> Веб-трансляции» .

Об авторах: Касия Гржебик, доктор философии, является ученым из Группы экологических и земных наук Exponent. По образованию она специалист по качеству воды и имеет опыт производства питьевой воды из альтернативных источников, включая сточные воды, загрязненные грунтовые и поверхностные воды.

Морган Петрович, доктор философии, является сотрудником Группы экологических наук и наук о Земле Exponent. Она имеет опыт работы в области экологической инженерии с акцентом на биопроцессы очистки сточных вод, процессы очистки питьевой воды, микробиологию и геномику окружающей среды, а также общественное здравоохранение. 

Related Posts