Система обеззараживания сточных вод ( СОД ) представляет собой устройство или набор устройств, предназначенных для обеззараживания или стерилизации биологически активных или биологически опасных материалов в жидкости и жидких отходах. Типы объектов, которые могут использовать СОД, включают больницы , заводы по производству продуктов питания и напитков , исследовательские лаборатории , сельскохозяйственные и зоотехнические исследовательские учреждения, фармацевтические производственные предприятия, а также правительственные или военные объекты. [1] Фактически, все объекты в Соединенных Штатах Америки , которые производят жидкие отходы уровня биологической безопасности 2 и выше, должны обеззараживать свои отходы перед сбросом их в общественную канализационную систему . [2] Примерами жидкостей, стерилизованных в СОД, являются душевая вода из комнат для обеззараживания персонала и сточные воды от мытья помещений для животных в лабораторных условиях. [3]
Хотя EDS в основном предназначены для стерилизации жидких отходов, в некоторых случаях они могут стерилизовать твердые материалы, переносимые жидкими стоками. Однако EDS может потребовать измельчителей [4] для разрушения твердых материалов до того, как они попадут на место стерилизации в EDS, и измельчающих лопастей [5] для перемешивания стоков, содержащихся в резервуарах, что снижает застывание .
Системы EDS различаются по конструкции и функциям, однако общепринятым является использование либо химической , либо термической стерилизации .
Партия EDS состоит как минимум из одного стерилизационного бака (также известного как танк для уничтожения или танк для приготовления пищи). Танк для стерилизации обычно представляет собой сосуд с рубашкой , который представляет собой контейнер с полыми стенками. Сточные воды поступают в танк для уничтожения либо под действием силы тяжести, либо путем закачки в бак. Как только бак заполнен стоками, высокотемпературный пар под давлением пропускается через полость в стенках танка с рубашкой, повышая его температуру более чем до 121 °C. Как только все стоки нагреются как минимум до 121 °C в течение как минимум 30 минут, все биологически опасные материалы в танке для уничтожения будут стерилизованы. [6] На этом этапе бак может быть опорожнен под действием силы тяжести или путем вытеснения жидкости.
В то время как партия EDS должна иметь по крайней мере один стерилизационный бак, можно использовать несколько стерилизационных баков и заполнять их из выделенных резервуаров для хранения . Примечательно, что когда резервуар для уничтожения не работает, он может функционировать как резервуар для хранения – собирая стоки и сточные воды , пока он не заполнится достаточно для стерилизации. [7]
Системы порционной подачи пара функционируют аналогично порционной паровой EDS, но пар пропускается непосредственно через сточные воды во время стадии стерилизации. Эта процедура увеличивает скорость, с которой сточные воды могут достичь требуемой температуры стерилизации, увеличивая время обработки. Скорость обработки компенсируется объемом сточных вод, которые могут быть стерилизованы, поскольку пар занимает пространство, которое можно было бы использовать для хранения сточных вод. Паровая инъекция является очень шумным процессом — пар, проносящийся через сточные воды, может звучать как реактивный двигатель. [8] Процесс также может привести к прилипанию твердого материала к стенкам стерилизационного бака, что может препятствовать теплопередаче от стенок сосуда с рубашкой. [9] Было показано, что низкотемпературные и низконапорные варианты порционной паровой инъекции EDS способны дезактивировать отходы уровня биологической безопасности 2, подвергая их температуре стерилизации 82,2 °C. Эта низкая температура требует длительного периода времени в шесть часов для достижения стерилизации. [10]
Непрерывный поток EDS пропускает жидкие отходы через расстояние подогреваемого трубопровода для его стерилизации. Нагреваемый трубопровод часто сворачивается в спираль, чтобы минимизировать потери тепла и требуемое пространство. Длина и диаметр подогреваемого трубопровода могут значительно различаться в зависимости от скорости потока отходов и температуры, до которой нагревается трубопровод. Поскольку более высокая температура стерилизует быстрее, чем выше температура трубопровода, тем выше скорость потока непрерывного потока EDS. Природный газ , пар или электричество могут обеспечить тепло, необходимое для стерилизации. [11]
Для систем меньшего масштаба, менее 100 галлонов в день, можно использовать системы химической дезактивации сточных вод. Сточные воды собираются в стерилизационном баке, где они смешиваются с химическим стерилизующим веществом, таким как отбеливатель . Затем смесь сточных вод и стерилизующего вещества выдерживается в течение достаточного времени, чтобы гарантировать стерилизацию всех микроорганизмов в сточных водах. После стерилизации стерилизующее вещество должно быть нейтрализовано, прежде чем сточные воды можно будет слить в канализацию. Таким образом, для работы химической EDS партии требуется большое количество химикатов, как стерилизаторов, так и нейтрализаторов [12]
Исследования показывают, что споры Bacillus в сточных водах, содержащих смесь животных отходов, гуминовой кислоты и эмбриональной бычьей сыворотки , могут быть эффективно дезактивированы в химической EDS на основе отбеливателя при концентрации стерилизующего вещества менее 5700 частей на миллион в течение двух часов воздействия [13]