Welcome to PURE-H2O Project Website

5.1. Water desinfectie

Het grootste deel van pathogene micro-organismen in drinkwater wordt verwijderd door middel van waterbehandeling technieken, zoals coagulatie, flocculatie, bezinking en filtratie. Om drinkwater veiligheid te vergroten, wordt desinfectie toegepast als een laatste behandeling stap.

Desinfectie van onbetwistbaar belang bij de levering van veilig water om te drinken. Het desinfecteren van water betekent het verwijderen, deactiveren of doden van pathogene micro-organismen. Daarbij micro-organismen worden vernietigd of gedeactiveerd, waardoor beëindiging van de groei en reproductie. Wanneer micro-organismen niet van het drinken van water worden verwijderd, zal het gebruik ervan ziekte veroorzaken bij de mens. Desinfectie is een proces met betrekking tot sterilisatie en tijdens dit proces alle aanwezige micro-organismen worden gedood, zowel schadelijk en onschadelijk. Het kan worden uitgevoerd door middel van fysische of chemische desinfectiemiddelen. Deze ontsmettingsmiddelen organische verontreinigingen te verwijderen ook uit het water, die als voedingsstoffen of schuilplaatsen voor micro-organismen. Ze moeten niet alleen micro-organismen te doden, maar moet ook een residueel effect, hetgeen betekent dat zij actief blijven in het water na desinfectie. Een ontsmettingsmiddel moet voorkomen dat pathogene micro-organismen groeien in de leidingen na desinfectie, waardoor het water te worden ontsmet (Purcell, 2003).

Voor de chemische desinfectie van water, kan de volgende ontsmettingsmiddelen worden gebruikt:

• Chloor (Cl₂)
• Chloordioxide (ClO₂)
• Hypochloriet (OCl^-)
• Ozon (O₃)
• Halogenen: Broom (Br₂), jood (I)
• Broomchloride (BrCl)
• Metalen: koper (Cu²⁺), zilver (Ag⁺)
• Kaliumpermanganate (KMnO₄)
• Fénols
• Alcohol
• Zeep en wasmiddelen
• Kwartair ammoniumzouten
• Waterstofperoxide
• Verschillende zuren en basen

Voor fysieke desinfectie van water de volgende ontsmettingsmiddelen kunnen worden gebruikt:

• Ultraviolet licht (UV)
• Electronic straling
• Gammastraling
• Sounds
• Heat

5.2. De desinfectie Werkingsmechanisme

De inactivatie van microbiologische verontreiniging in natuurlijk of onbehandeld water door chemische inactivering, is een van de laatste fasen van vermindering van pathogene microflora in drinkwater. Combinaties van waterzuivering stappen (oxidatie, coagulatie, bezinking, desinfectie en filtratie) te maken (drink) water veilig na de productie. Om het water te beschermen tegen microbiologische verontreiniging, aan het einde van het zuiveringsproces veel landen geldt een extra maatregel. Dit is een tweede desinfectiestap om het water te beschermen tegen microbiologische besmetting in het waterdistributiesysteem. Tijdens deze secundaire desinfectieproces, het soort desinfectiemiddel dat meestal wordt gebruikt verschilt van degene die in een vroeg stadium van het proces. Dit type van desinfectie zorgt microorganismen niet in het water zal vermenigvuldigen tijdens de distributie in het systeem. Zij kunnen blijven in het water na de eerste desinfectiestap of kan uiteindelijk in het water tijdens terugspoeling verontreinigd water (waarin grondwater microorganismen door barsten in de leidingen kan bevatten).

Desinfectie vindt vaak plaats als gevolg van verstoring effect op de microbiële celwand, of veroorzaakt veranderingen in de cel permeabiliteit, protoplasma of enzymactiviteit (als gevolg van een structurele verandering in enzymen). Al deze stoornissen in celactiviteit veroorzaakt vermindering of beëindiging van vermeerdering van micro-organismen en hun verwijdering uit het systeem. Oxiderende ontsmettingsmiddelen slopen ook organische stof in het water, waardoor het gebrek aan voedingsstoffen.

Er zijn verschillende ontsmettingsmiddelen, die ofwel doden of pathogene micro-organismen te deactiveren. Voorbeelden van desinfectiemiddelen zijn chloorhoudende stoffen, peroxide, broom, zilver-koper, ozon en UV. Alle ontsmettingsmiddelen hebben voordelen en nadelen en kan worden gebruikt voor de desinfectie van water afhankelijk van de omstandigheden.

Naast drinkwater desinfectie, kan het ook worden toegepast in zwembaden en koeltorens. Water desinfectie is een zeer belangrijke factor voor deze toepassingen.

Zwembaden bevatten een grote verscheidenheid aan vervuiling, afkomstig voornamelijk uit zwemmers. De verontreiniging omvat micro-organismen, onder andere.

Zwemmers te voorkomen van het krijgen van besmet met pathogene micro-organismen, moet zwemwater worden gedesinfecteerd. Zwembad water wordt vaak verspreid. Voordat het water wordt teruggegeven aan het zwembad, het is gezuiverd. De zuivering omvat desinfectie.

Koeltorens worden gebruikt om af te koelen proceswater. Waarna het water opnieuw kan worden gebruikt. Binnen koeltorens omstandigheden zijn ideaal voor de groei en vermenigvuldiging van micro-organismen. Biofilm ontwikkeling is een groot probleem in koeltorens, omdat bevordert corrosie en blokkeert het systeem.

Een ander probleem in koeltorens, en in ventilatiesystemen, is de ontwikkeling van Legionella bacterie. Deze bacteriën verspreiden via aërosolen en kan veteranenziekte veroorzaken - een zeer ernstige ziekte die longontsteking lijkt. In veel landen is wettelijke normen, het bepalen dat de ontwikkeling van legionellabacteriën in koeltorens worden voorkomen door desinfectie van koelwater.

In de vroege jaren 1970 werd vastgesteld dat bepaalde chemische ontsmettingsmiddelen bijproducten kunnen vormen. Toen dit werd ontdekt, onderzoek begon op gezondheidseffecten van deze bijproducten. Vandaag zijn er wettelijke normen aangeven maximale niveaus van desinfectie bijproducten in drinkwater. Methoden om de concentratie desinfectiebijproducten verlagen drinkwater zijn ook onderzocht.

5.3. Factoren die van invloed Water desinfectie

• CT: Een factor voor het meten van de contacttijd tussen ontsmettingsmiddel en micro-organisme en de concentratie ontsmettingsmiddel. CT wordt gebruikt voor het berekenen van de concentratie aan desinfectiemiddel, die nodig is om voldoende water te desinfecteren. C verwijst naar de laatste resterende concentratie van een bepaalde chemische desinfectiemiddel in mg / l. T verwijst naar de minimale contacttijd (minuten) van het materiaal dat wordt gedesinfecteerd met het desinfectiemiddel. Derhalve zijn de eenheden van CT worden uitgedrukt in mg-min / l (URL5).

 CT= desinfectiemiddel concentratie x contacttijd = C mg / L x T minuten

• Bij toepassing van een desinfectiemiddel aan water, het niet alleen reageren met pathogene micro-organismen. Het reageert ook met andere verontreinigingen zoals oplosbare metalen, deeltjes van organische stof en andere micro-organismen. Het gebruik van een specifieke desinfectiemiddel voor reacties met deze stoffen geeft informatie desinfectievraag van het water. Wanneer deze fundamentele desinfectie eisen is voldaan, kan een resterend desinfecterend middel concentratie worden vastgesteld. De Disi nfectant concentratie die worden toegevoegd aan water heeft, wordt gevormd door de som van de vraag desinfectie en de resterende concentratie desinfectiemiddel. Zodra er een resterende desinfectiemiddel concentratie, restconcentratie heeft tijdens de vereiste contacttijd worden gehandhaafd om ziekteverwekkende micro-organismen te doden. Om adequaat te ontsmetten het water, is het daarom nodig om het water te leveren met een hogere concentratie ontsmettingsmiddel dan de concentratie die nodig is om ziekteverwekkende micro-organismen te doden.
• Gewoonlijk wordt een dosis van 12-20 mg / L chloor is nodig om een vrij chloor restconcentratie van 6-8 mg / L. De tijd die nodig is om een bepaald micro-organisme deactiveert vermindert wanneer het desinfectiemiddel concentratie (mg / l) wordt verhoogd. Laboratorium tests worden uitgevoerd om te achterhalen welke contacttijd is het meest effectief.
• CT wordt gewoonlijk gebruikt om het effect van een desinfectiemiddel tegen een bepaald micro-organisme onder gespecificeerde omstandigheden bepalen. Er is een verschil tussen de relatieve effecten van chemische ontsmettingsmiddelen tegen verschillende microorganismen. Vaak wordt een bepaald niveau wordt toegevoegd aan CT, bijvoorbeeld 99%. Dit betekent dat 99% van de micro-organismen worden gedeactiveerd door het desinfectiemiddel. CT kan worden gebruikt om het effect van verschillende desinfectiemiddelen (tabel 5.1) te vergelijken.
• Volgens tabel 5.1, ozon het meest effectief desinfectiemiddel; de CT waarde van ozon is zeer laag. Chlooramines zijn minst effectief en kan niet worden gebruikt tegen Giardia. Chloor is effectief tegen E. coli bacteriën en Polio virus. De CT waarde van chloor gebruikt tegen Giardia is veel hoger dan dat van chloor gebruikt tegen E. coli bacteriën en Polio virus.

Tabel 5.1. Vergelijking van de CT waarden van de 99% inactivering van micro-organismen bij 5 °C

5.4.Important peculiarities for determination of CT

5.4.1. Het soort micro-organisme

Desinfecterende middelen kan effectief doden ziekteverwekkende micro-organismen (bacteriën, virussen en parasieten). Sommige micro-organismen kunnen resistent. E. coli bacteriën zijn resistenter dan andere bacteriën en daarom worden ze gebruikt als indicator organismen. Maar verschillende virussen zijn zelfs sterker dan E. coli, die afwezigheid niet betekent dat het water veilig is. Protozoa parasieten zoals Cryptosporidium en Giardia zijn zeer resistent tegen chloor.

5.4.2. De leeftijd van het micro-organisme

Het effect van de ontsmetting activiteit van een desinfectiemiddel ook afhankelijk van de leeftijd van het micro-organisme. De jonge microbiële populatie is kwetsbaarder voor de dodende werking van het desinfectiemiddel. In oudere bevolking, verschillende reserve metabolieten zoals polysaccharide shell over hun celwand, maakt ze beter bestand tegen desinfectiemiddelen. Bij 2,0 mg / l chloor wordt gebruikt, de vereiste contacttijd bacteriën die 10 dagen is 30 minuten deactiveren. Bacteriën van dezelfde soort en de leeftijd van 1 dag, 1 minuut contacttijd voldoende. Bacteriële sporen kunnen zeer resistent. De meeste desinfecterende middelen zijn niet effectief tegen bacteriële sporen.

5.4.3. Water natuur

De aard van het te behandelen water heeft een invloed op de desinfectie. Materialen in het water, bijvoorbeeld ijzer, mangaan, waterstofsulfide en nitraten, vaak reageren met ontsmettingsmiddelen, die ontsmetting verstoort. Troebelheid van het water vermindert ook de effectiviteit van desinfectie. Micro-organismen worden beschermd tegen desinfectie troebelheid.

5.4.4. Temperatuur

De temperatuur beïnvloedt ook de effectiviteit van desinfectie. Toenemende temperatuur verhoogt meestal de snelheid van de reacties van desinfectie. Echter, het verhogen van de temperatuur kan ook desinfectie afnemen, omdat het ontsmettingsmiddel uit elkaar valt of wordt vervluchtigd.

5.5. Normen voor Application of Water desinfectie

5.5.1. Drinkwater desinfectie standaardisatie

Decennialang heeft chloor een belangrijke rol in waterzuivering gespeeld. Chloor is de meest toegepaste desinfectiemiddel. Het voordeel van chloor die gemakkelijk worden vervaardigd en is relatief goedkoop. Chloor doodt ziektekiemen zeer effectief. Het draagt bij aan de betrouwbaarheid van de geproduceerde drinkwater uit oppervlaktewater. Chloor tabletten worden gebruikt om water te desinfecteren op locaties waar geen collectieve behandeling drinkwater plaatsvindt. Na de ontdekking van gechloreerde bijproducten is het gebruik van alternatieve desinfectiemiddelen toegenomen.

5.5.2. Normen voor drinkwater desinfectie in de EU

De meeste Europese landen toegepast drinkwater desinfectie aan het eind van de negentiende eeuw en het begin van de twintigste eeuw. Chloor werd vaak gebruikt voor dit doel (URL4).

De oudste bekende toepassing van drinkwater desinfectie in Europa was de toevoeging van chloor bleekmiddel in Middelkerke (België). In 1905, de London Metropolitan Waterschap begon met het toepassen van drinkwater desinfectie na het onderzoeken van de desinfecterende werking van chloor in het water zuiveren. De organisatie vond dat chloordesinfectie was een geschikt alternatief voor de lange termijn opslag van ruwe water. Tijdens de opslag stierf pathogene bacteriën van nature uit.

5.5.3. De Europese Drinking Water Richtlijn 98/83 / EG

De Europese Unie heeft een drinkwater beleid van meer dan 30 jaar. In 1998 gaf een richtlijn (98/83 / EG), dat de minimumnormen voor water bestemd voor menselijke consumptie vastgesteld. De richtlijn bevat ontsmettingsmiddelen en desinfecterende bijproducten beperkt vergelijkbaar met die aanbevolen door de WHO. Deze richtlijn zorgt ervoor dat water bestemd voor menselijk gebruik is veilig en onschadelijk. De richtlijn heeft tot doel:

• Zorg ervoor dat de controle van de kwaliteit van het drinkwater door middel van toepassing van de nieuwste wetenschappelijke prestaties.
• Zorg voor een effectief toezicht op en beoordeling van de kwaliteit van het drinkwater.
• Leveren adequate en correcte informatie in de tijd naar de consument.
• Bijdragen aan het bredere beleid van de EU water en gezondheid.

De EU Drinkwaterrichtlijn (98/83 / EG) is van toepassing op:

• Alle distributiesystemen ten dienste van meer dan 50 mensen en het leveren van meer dan 10 kubieke meter per dag.
• Het drinken van water uit tankwagens.
• Het drinken van water in flessen of verpakkingen.
• Water gebruikt in de voedselverwerkende industrie.

Echter, de Drinkwaterrichtlijn niet van toepassing op:

• Natuurlijk mineraalwater; en
• Water dat een geneesmiddel zijn.

In de richtlijn, een totaal van 48 microbiologische, chemische en indicator parameters worden omvat en worden onderworpen aan regelmatige controle en testen. Bij de uitvoering van de drinkwaterrichtlijn in hun eigen nationale wetgeving, kunnen de lidstaten van de Europese Unie onder andere aanvullende eisen, bijvoorbeeld, kunnen zij aanvullende stoffen die relevant zijn op hun grondgebied zijn of stel hogere eisen te reguleren. De lidstaten zijn niet toegestaan, echter tot een lager niveau in te stellen.Met betrekking tot de voorschriften van de drinkwaterrichtlijn in Europa, de meeste productie van drinkwater bedrijven maken gebruik van chloor als desinfectiemiddel. Het wordt toegevoegd aan water als chloorgas, calciumhypochloriet en natriumhypochloriet. Ozon wordt toegevoegd voor smaak en geurcontrole. Voor de bereiding van drinkwater uit oppervlaktewater, wordt chloor gebruikt als primair desinfectiemiddel in de meeste gevallen. Grondwater behandeling, hetgeen een eenvoudiger behandelingsproces chloor vaak de enige juiste desinfectiemiddel.Landen in Europa gebruik maken van alternatieve ontsmettingsmiddelen voor drinkwater desinfectie, evenals (Figuur 5.1). Frankrijk bijvoorbeeld, maakt voornamelijk gebruik van ozon. Al in 1906 werd geïntroduceerd ozon voor drinkwater desinfectie. Italië en Duitsland gebruiken ozon of chloordioxide als een primaire oxidant en desinfecterende. Chloor wordt toegevoegd restdesinfectie. Verenigd Koninkrijk is een van de weinige Europese landen die chlooramines voor restdesinfectie te gebruiken in het distributienetwerk en voor het verwijderen van desinfectie bijproducten. Finland, Spanje en Zweden gebruiken chloramines voor desinfectie af en toe.

Figuur 5.1. Desinfectie toepassingen in sommige EU-lidstaten (URL5)

5.5.4. Biociden richtlijnen

In 1998 werd de Biocidenrichtlijn eveneens uitgevoerd. Bovendien, op 22 mei 2012 heeft de biociden Verordening (BPR, van Verordening (EU) 528/2012) is vastgesteld, waarin de Biocidenrichtlijn ingetrokken (Richtlijn 98/8 / EG). De laatste heeft betrekking op het op de markt brengen en het gebruik van biociden, die worden gebruikt om de bescherming van mensen, dieren, materialen en voorwerpen tegen schadelijke organismen zoals parasieten of bacteriën, plaatsing door de werking van de werkzame stoffen in het biocide. Deze regeling heeft tot doel de werking van de markt voor biociden in de EU te verbeteren, en tegelijkertijd een hoog niveau van bescherming van mens en milieu. De BPR is bedoeld om de markt te harmoniseren op EU-niveau, en de goedkeuring van werkzame stoffen en de toelating van biociden te vereenvoudigen.Volgens de BPR, een biocide is een werkzame stof of een preparaat dat een werkzame stof, die bedoeld is om te doden of schadelijke of ongewenste micro-organismen uit te schakelen, door middel van biologische of chemische middelen bevat.Chemische ontsmettingsmiddelen voor het desinfecteren van water worden ook beoordeeld als biociden.Wanneer een biocide verkeerd wordt gebruikt, kan dit schade aan mens, dier of plant veroorzaakt of voor het milieu. De landen van de Europese Unie bepalen of een stof kan worden gebruikt voor bepaalde doeleinden. Wanneer een bedrijf toestemming om een bepaald biocide nodig heeft, moet worden aangevraagd bij de regering van het land. Een vraag moet ook aan de EU-overheid worden gestuurd. De regeringen van de landen vooral te beslissen of een stof is toegestaan. Dit kan leiden tot een stof te worden toegestaan door een bepaald Europees land, maar beperkt door de Europese Unie en vice versa.

Referenties:

1. Purcell P., 2003. Het ontwerp van de Water Resources Systems. Thomas Telford Limited, Bristol.
2. URL1: Richtlijn 98/83 / EG van 3 november 1998 betreffende de kwaliteit van water bestemd voor menselijke consumptie van de Raad. PB L 330, 5.12.1998, p. 32-54
3. URL2: Synthese Rapport over de kwaliteit van het drinkwater in de EU het onderzoek van de verslagen van de lidstaten voor de periode 2008-2010 op grond van Richtlijn 98/83 / EG. VERSLAG VAN DE COMMISSIE COM (2014).
4. URL3: De geconsolideerde versie van de Verordening (EU) nr 528/2012 van het Europees Parlement en de Raad van 22 mei 2012 betreffende het op de markt brengen en het gebruik van biociden (BPR), http: // eur -lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:02012R0528-20140425&from=EN
5. URL4: NSF Gids voor de Europese normen voor de behandeling van drinkwater Units, 2009 (http://www.nsf.org/newsroom_pdf/European_Stds_Guide_LT_EN_LDW10050309.pdf)
6. URL5: drinkwaternormen EU, Lenntech, http://www.lenntech.com/applications/drinking/standards/eu-s-drinking-water-standards.htm
7. URL6: Guidelines for Drinking Water Quality. 2011. De World Health Organization http://apps.who.int/iris/bitstream/10665/44584/1/9789241548151_eng.pdf