Dezynfekcja ścieków

Autorzy: Krystyna Olańczuk-Neyman, Aneta Łuczkiewicz, Aleksandra Sokołowska, Bernard Quant, Rafał Bray, Katarzyna Jankowska, Eliza Kulba

Rok wydania: 2015, wydanie I
Stron: 238
ISBN:978-83-60956-37-3
Format: 17,5x24,5 cm
Oprawa: twarda

Opis
Podręcznik opracowany pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Krystyny Olańczuk-Neyman i dr hab. inż. Bernarda Quanta będzie pomocą naukową i dydaktyczną dla pracowników naukowych wyższych uczelni i instytucji naukowych zajmujących się problematyką ochrony i inżynierii środowiska oraz studentów szkół wyższych studiujących na kierunkach: ochrona środowiska, inżynieria środowiska, kształtowanie środowiska, biotechnologia i kierunków pokrewnych, słuchaczy studiów podyplomowych i studiów doktoranckich a także pracowników zakładów badawczo-rozwojowych i projektowych zajmujących się oczyszczaniem ścieków i ochroną środowiska.

Ponadto, podręcznik jest skierowany do pracowników państwowych i resortowych służb kontroli środowiska, urzędów administracji rządowej i samorządowej zawiadujących w dziedzinie ochrony środowiska, samorządów lokalnych, zakładów wodno-kanalizacyjnych, działów gospodarki wodnej w zakładach przemysłu spożywczego oraz do producentów ścieków specyficznych, np. ze szpitali zakaźnych.

Problematyka zamieszczona w podręczniku obejmuje teoretyczne i praktyczne podstawy dezynfekcji ścieków. Niestety wiedza na ten temat dezynfekcji ścieków, nawet w grupach fachowców zajmujących się procesami oczyszczania ścieków jest bardzo ograniczona. Polscy czytelnicy nie mają do dyspozycji podręcznika, a nawet wytycznych, które mogłyby okazać się pomocne w projektowaniu oraz realizacji rozwiązań technicznych i technologicznych służących ograniczeniu zrzutu mikroorganizmów z odprowadzanymi ściekami komunalnymi. Ścieki oczyszczone stanowią szczególnie zagrożenie w sytuacji ich zrzutu do wód: w rejonach wrażliwych, wykorzystywanych rekreacyjnie (np. przybrzeżnych wód morskich), a także wykorzystywanych do hodowli ryb lub innych organizmów wodnych.

W podręczniku zostanie przedstawione zagrożenie mikrobiologiczne związane z występowaniem w ściekach surowych, a także w ściekach oczyszczonych, mikroorganizmów patogennych, oportunistycznych, a także lekoopornych, w tym wielo-lekoopornych, głównie
pochodzenia jelitowego oraz charakterystyka aktualnie stosowanych w świecie metod dezynfekcji ścieków.

Treść podręcznika została podzielona na sześć następujących rozdziałów:
    Rozdział 1. Rys historyczny
    Rozdział 2. Ścieki komunalne jako źródło zanieczyszczeń mikrobiologicznych
    Rozdział 3. Usuwanie mikroorganizmów w procesach oczyszczania ścieków
    Rozdział 4. Aspekty prawne mikrobiologicznej jakości ścieków oczyszczonych
    Rozdział 5. Dezynfekcja ścieków
    Rozdział 6. Oddziaływanie ścieków dezynfekowanych na odbiorniki

 

Rozdział 1 „Rys historyczny”

Przedstawiono etapy w rozwoju świadomości ludzkości prowadzące kolejno do dezynfekcji wody do spożycia, budowy kolektorów ścieków, stopniowej poprawy stanu sanitarnego miast, a w końcu do dezynfekcji ścieków. Zaprezentowano pierwsze, zastosowane na świecie metody dezynfekcji ścieków. Zestawiono najważniejsze daty związane z historią dezynfekcji wody i ścieków.

Rozdział 2 „Ścieki komunalne jako źródło zanieczyszczeń mikrobiologicznych”

Omówiono charakterystyczne cechy surowych ścieków komunalnych jako środowiska w którym występują zarówno mikroorganizmy saprofityczne uczestniczące w biologicznych procesach ich oczyszczania, jak i niepożądane wirusy oraz mikroorganizmy chorobotwórcze i oportunistyczne. Opisano specyficzne zagrożenia mikrobiologiczne pochodzące ze ścieków szpitalnych. Przedstawiono charakterystykę i ilości najczęściej spotykanych w ściekach surowych wirusów, bakterii i pierwotniaków chorobotwórczych oraz pasożytów przewodu pokarmowego. Naświetlono problematykę pochodzenia w ściekach bakterii lekoopornych.

Rozdział 3 „Usuwanie mikroorganizmów w procesach oczyszczania ścieków”

Omówiono mechanizmy zasadniczych procesów oczyszczania ścieków w usuwaniu zanieczyszczeń fizycznochemicznych oraz zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Zebrano dane określające skuteczność różnych procesów oczyszczania ścieków w eliminacji mikroorganizmów w aspekcie jakości odpływów z oczyszczalni. Przedstawiono charakterystyczne mikroorganizmy występujące w ściekach oczyszczonych w Polsce i w
krajach europejskich. Przedstawiono dane wskazujące na pozytywną selekcję bakterii lekoopornych w procesach oczyszczania ścieków.

Na podstawie doświadczeń z prac własnych oraz danych zamieszczonych w piśmiennictwie opisano tradycyjne metody hodowlane pozwalające na ocenę jakości mikrobiologicznej ścieków. Określono znaczenie bakterii wskaźnikowych w ocenie jakości ścieków surowych i po różnych etapach oczyszczania oraz w ocenie jakości odpływów z oczyszczalni.

Przedstawiono bezpośrednie, mikroskopowe metody badań mikrobiologicznych pozwalające na określenie zróżnicowania bakteriocenozy ścieków w tym: wykorzystujące techniki molekularne oparte na analizie podjednostki 16S rRNA, fluorescencyjne metody hybrydyzacji in situ (FISH) z zastosowaniem sond oligonukleotydowych oraz metody oparte na rozdziale izolatów DNA w żelach poliakrylamidowych, po reakcji PCR wykonywane w gradiencie denaturacyjnym (PCR-DGGE).

Opisano metodykę interpretacji wyników badań mikrobiologicznych.

Rozdział 4 „Aspekty prawne mikrobiologicznej jakości ścieków oczyszczonych”

Naświetlono aspekty prawne dotyczące dezynfekcji ścieków w kontekście zróżnicowania geograficznego (różne kraje i rejony) oraz zróżnicowania charakteru ścieków i odbiornika ścieków, w tym także potencjalnego gospodarczego wykorzystania ścieków, np. do rolniczego nawadniania, wykorzystania w akwakulturach itp. Szczególną uwagę zwrócono na aktualny stan prawny w Polsce i w Unii Europejskiej.

Rozdział 5 „Dezynfekcja ścieków”

Zamieszczono współczesną definicję dezynfekcji, podstawy teoretyczne i kinetykę procesu. Scharakteryzowano tradycyjne, najczęściej stosowane chemiczne metody dezynfekcji w tym: z zastosowaniem chloru gazowego (Cl2), ditlenku chloru (Cl02),ozonu (03) i kwasu nadoctowego (CH3COOOH) oraz metody fizyczne przez naświetlanie promieniowaniem UV i membranowe.

Opisano mechanizmy usuwania/niszczenia mikroorganizmów w procesach dezynfekcji ścieków. Przedstawiono ograniczenia poszczególnych metod w odniesieniu do składu ścieków i ze względu na powstające produkty uboczne. Omówiono sposoby przygotowania ścieków do dezynfekcji w zależności od zastosowanej metody. Zebrano najczęściej stosowane dawki również uwzględniające potencjalny ponowny wzrost j. np. fotoreaktywacja i reaktywacja w ciemności po naświetlaniu promieniowaniem UV, względnie wzrost po przejściowej inaktywacji chlorowaniu chlorem gazowym.

Opisano czynniki decydujące o skuteczności procesów dezynfekcji w odniesieniu do określonych grup mikroorganizmów. Ponadto omówiono naturalne metody dezynfekcji wykorzystujące oczyszczalnie hydrofilowe z przepływem podpowierzchniowym lub powierzchniowym, a także metody innowacyjne poprzez dezynfekcję kwasem nadmrówkowym lub wiązkami elektronów, względnie połączenie dwóch lub kilku metod.

Opisano celowość i metody doczyszczania ścieków oczyszczonych poprzedzając procesy dezynfekcji. Przedstawiono kryteria wyboru metody dezynfekcji.

Przedstawiono przykłady konkretnych zastosowań, rozwiązań technicznych oraz uzyskiwanych efektów dezynfekcji w skali laboratoryjnej i technicznej.

Rozdział 6 „Oddziaływanie ścieków dezynfekowanych na odbiorniki”

Pokazano potencjalne zagrożenia dla ekosystemów wodnych związanych z dezynfekcją ścieków. Wskazano na możliwość szkodliwych oddziaływań pozostałości środków dezynfekcyjnych oraz ubocznych produktów dezynfekcji na organizmy wodne.

Opisano zjawisko propagacji cech lekooporności w procesach oczyszczania ścieków. Przedstawiono wpływ różnych metod dezynfekcji (m.in. ozonowanie, naświetlanie promieniami UV oraz mikro/ultrafiltracja) na rozpowszechnianie cech lekooporności wśród bakterii w szczególności wśród bakterii wskaźnikowych (Echerichia coli i Enterococcus spp.).