environmental-and-sustainable-engineering
ההשפעה הסביבתית של עוץ על ידי תוצרי לוואי וכיצד למזער את
Table of Contents
עוץ ועלויות הסביבה הנסתרות שלה
אוזונציה כבר נחגגה כבר זמן רב כטכנולוגיית חיטוי רב עוצמה וחמצן בטיפול במים.על ידי שימוש באוזון (OveFLT:030303030303IRLT:1), מולקולה תגובתית מאוד, זה למעשה מספק פתוגנים, מקטין את המיקרופולנטים של אוקטנטים, ומשפר את הטעם והריח.
הכימיה שמאחורי עוויתי עוץ
האוזון מגיב עם החלפת מים דרך שני מסלולים עיקריים: תגובה מולקולרית ישירה ותגובות שרשרת רדיקליות עקיפות.המאזן בין מסלולים אלה תלוי ב- pH, טמפרטורה, ואת נוכחות של חומר אורגני טבעי (NOM) ומושגים לא אורגניים. Both Pathways לייצר מגוון רחב של מוצרים טרנספורמציה.המוצרי העל-ידי העולים הם bromates.
טופס
(ב) (BrOveFLT:0)3FLT:1hil) עולה על ההשפעה של HVEROLT:2 - ⁇ pLT 3) הוא תוצר לוואי ידוע לשמצה ביותר בשל סיווגו כסרטן אנושי סביר.הוא יוצר באופן חלקי את רמת החמצן (Ozone oxids) באופן טבעי מעכבת את רמות ה-bromide s (BrLT:4) ו-FLT5) הנמצאות במקור של מים (Ortrar) לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, לאחר מכן, כלומר, כלומר, כלומר, לאחר מכן, לאחר מכן, כלומר, לאחר מכן, לאחר מכן, לדוגמה, הוא פחות מזרז את רמת הפחתת אספקת מים נמוכה יותר גבוהה יותר, לאחר מכן, כלומר, כלומר, על ידי חנקן (Obnbnbmate).
מוצרים אורגניים: Carbonyls, Carboxylates ועוד
אוזון תוקף את האג"ח הכפול, טבעות ארומטיות, ואתרים עשירים אחרים של אלקטרונים בחומר אורגני טבעי.השקע החמצן הזה מייצר תרכובות קטנות יותר, יותר מקוטבים.
- (ב) ויקרא י"א: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ויקרא י"ד:2 ק"ג): "וַיְּבְהַבְהִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִי" (בראשית כ"ד, כ"ד)
- (ב) ,0) , ⁇ (ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (FLT:0) פחמן אורגני של Assimilable (AOC) 1:1 - חלק מהמוצרים המסולפים שניתן לצרוך על ידי חיידקים, מה שמוביל לאי יציבות ביולוגית במערכות הפצה.
מוצרים אורגניים אלה הם בדרך כלל פחות רעילים מאשר bromate, אבל נוכחותם מעלה חששות לגבי regrowth מיקרוביאל, חיטוי על ידי תוצר לוואי (DBP) היווצרות במהלך chlorination, ואפקטים אקולוגיים ארוכי טווח.חלק aldehydes ו קטונים הם חשודים carcinogens או משבשי רעלנים יותר.
השפעות סביבתיות ובריאות של עוץ על ידי תוצרי לוואי
כאשר מים מאוזנים משתחררים לתוך גוף מים טבעי או בשימוש עבור שתיית מים, תוצרי לוואי נכנסים לסביבה עם השלכות ברמות טרופיות מרובות.
תיירות
Bromate הוא רעיל לאורגניזמים מימיים, במיוחד אצות ו unvertebrates. חשיפה Chronic ברמות נמוכות כמו 100 מיקרוגרם / L יכול לעכב צמיחה ורבייה במינים רגישים. Aldehydes הם מאוד reactive ויכול לגרום נזק תאי ישיר לרקמות ג'אז בדגים. חומצות אורגניות, אם כי פחות רעילות, לתרום לפירוק חמצן כפי שהם מטבוליים על ידי מיקרואורגניזמים שעלולים להיות לא מזיקים לדלקת רעילים.
סיכון בריאות האדם
הדאגה העיקרית לבריאות היא ברוקר.הסוכנות הבינלאומית למחקר בסרטן (IARC) מסווגת כ- 2B carcinogen (כנראה קרנוגנית לבני אדם) מחקרים אפידמיולוגיים קשרו צריכת ארוכת טווח של רמות ברונמיות עם פחות מים לאחר החיסון (המוכרים) אך ורק לאחר סיכון מוגבר לסרטן הכליות ואפקטיטיס (WHO) לשווי ידוע ב- 10 ליטרים של מחלות מין (ICO) הוא עדיין מוגדרות של סרטן אונקמין אחד (L) אך ורק 10.
ביוקבולציה ו Persistence
רוב מוצרי הזיקוק הם קטנים, מולקולות הקוטביות שאינן bioaccumulate באופן משמעותי. עם זאת, כמה מוצרים של טרנספורמציה של micropollutants (למשל, הידרוקסיידיים פוליקליים פוליקליים הידרופחמנים) עשויים להיות יותר לימפופיליים ומתמשך יותר מאשר מבשריהם.חצי הסביבה של תרכובות אלה משתנות באופן נרחב; aldedes degrad במהירות על פני השטח באמצעות זיהומים מימיים ולהפחית את הסיכון האלקטרוביים של זיהומים יציבים, בעוד שכאלו, הוא גם השפעה רבה על ידי תאים יציבים.
תקנות וסטנדרטים
מונעים על ידי סיכונים אלה, מדינות רבות הקימו גבולות מחמירים עבור מוצרי לוואי של אוזון במים לשתייה.
- (ב) [15] הוראות איכות המים: 1 ; 10 μg / L (Provisional)
- סוכנות הגנת הסביבה של ארצות הברית: FLT:0.U.S. Environmental Protection Agency: RIRFIRLT 1 (Bromate) Bromate - 10 μg/L (MCL); פורמלידה - לא MCL, אלא ייעוץ בריאותי של 1 מ"ג / L
- (ב) האיחוד האירופי שותה צו מים: 10 מיקרוגרם / LL
- (FLT:0 האוסטרלית שותה הנחיות מים:FLT:1rdmate - 20 מיקרוגרם / L (מעבר לבריאות האדם וכדאיות טיפול)
עבור פסולת מים reuse, תקנות פחות אחידות.השם קליפורניה 22 תקנות מים ממוחזרים דורש כי הריכוז המשולב של ארבעה מוצרים מועשרים (כולל bromate) לא עולה על 10 מיקרוגרם / L לשימוש חוזר בלתי מוגבל. מדינות רבות בארה"ב ומדינות אחרות מאמצות מגבלות דומות כמו מחזור מים מתרחב.
אסטרטגיות לMinimize Ozonation Byproducts
מיני-חומרים של מוצרי לוואי כוללים גישה רב-תחומית המגבילה את השליטה במקור, אופטימיזציה של תהליכים, וטיפול מתקדם לאחר-טיפול.בחירה של אסטרטגיה תלויה באיכות המים, מטרות רגולטוריות וכדאיות כלכלית.
מקור: Water control
הדרך היעילה ביותר להפחית את היווצרות הbromate היא להוריד את ריכוז ה Bromide לפני אוזון. אפשרויות טיפול כוללות:
- (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (ב) ,0) ,Ion exchangeFLT:1 - הסרת סלקטיבי של ברום באמצעות תשואות של בסיס חזק; יעיל ופחות יקר מאשר RO.
- (FLT:0) Coagulation / sedimentationFLT:1) - מסיר חלקית מבשרים אורגניים ויכול להפחית את הפשרות על ידי 10-30% בהתאם לסוג coagulant (במיוחד chloride ferric ב pH נמוך).
- (FLT:0) ,Blending with low-bromide WatercioFLT:1) - אסטרטגיה פשוטה של דילול, אם כי לעתים קרובות מוגבל על ידי מקורות זמינים.
תהליך אופטימיזציה
כוונון עדין תהליך ההזנה יכול להפחית באופן דרסטי את היווצרות המוצר תוך שמירה על יעילות חיטוי. פרמטרים מרכזיים כוללים:
- (FLT:0)OzoneמינוFLT:1 - באמצעות CT מינימלי (זמן × ריכוז) הנדרש לצורך הפעלת המטרה.Over-ozonation מגביר את תוצרי לוואי ללא הטבות חיטוי פרופורציונלי.
- (ב) [ה]:0 [ה] שליטה ב[[1924]], הפחתה של ה- pH מתחת ל-7 מדכאת את היון ההיפומביט, האטה בהקמה של ה-Uberage. Acid תוספת (למשל, COIRFLT:203FLT 3FLT או חומצה מינרלים) יכולה להפחית את הסגנית ב-50–90% אך עלות, אך עשויה לדרוש PHING עבור בקרת קורוזיאורוס.
- (FLT:0) Ozone Contact TimeFLT:1 - זמני מגע קצרים יותר להפחית את החשיפה של bromide לאזון.עם זאת, זה חייב להיות מאוזן עם הצורך של inactivation פתוגנית.שלב הזרקת האוזון (תוספות פוטנציאליות) יכול להשיג חיטוי עם היווצרות נמוכה יותר של תוצר לוואי.
- (ב) [ה] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]] [ה]]]] [ה]]]][ה]]]][ה]]]]][ה]]]], סכומים קטנים של אמוניה (לא יטמונים לכדי brosociated.
- (ב) [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]]] [[[[1924]]]]]]]]]] [[[[[[[[1924]]
טכנולוגיות מתקדמות פוסט-Treatment Technologies
גם עם אוזון מותאם, תוצרי לוואי של שאריות לעתים קרובות עולים על גבולות ודורשים הסרת הזרם.לאפשרויות טיפול יעילות לאחר טיפול כוללות:
- (FLT:0)Granular מופעל פחמן (GAC) , מצוין להסרת חומרים אורגניים (אלדההידים, חומצות הקרקומית) וחלק מהשותפים תחת תנאי הפחתת המצב. GAC יכול מבחינה ביולוגית degrade AOC, אך יש צורך בהתחדשות תכופה כדי לשמור על יכולת.
- (FLT:0)Biological מופעל פחמן (BAC) , תומך ביופיל המטבול את AOC וכמה תוצרי לוואי אורגניים. BAC הוא עלות יעילה עבור פעולה לטווח ארוך וגם מקטין את הביקוש chlorine.
- (FLT:0) צמצום ברזל הפחתה של 1 - Fe(II) מקטין את הבוגר ל- Bromide.זה יכול להיות מופרש כמו כלור מעורר או sulfate ferrous. the וכתוצאה מכך ניתן להסיר את הברז הברזל כתוצאה מסינון.
- (ב) [17] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
- (FLT:0) הפחתה אלקטרונית של 1LT - טכנולוגיה מתפתחת המשתמשת קטודה כדי להפחית את הברוקר ל Bromide.פיילוט מחקרים מראים יעילות גבוהה של הסרת משקל ואלקטרודה מרעישה להישאר אתגרים.
תוצאות חיפוש: Real-World Success in by Product Management
(ב) כמה כלי מים יישמו בהצלחה אסטרטגיות מרובות שלבים כדי לעמוד ביעדים מטושטשים יותר.לדוגמה, העומס:0Los Angeles המחלקה למים וכוח (LADWP) שיפור מי הקרקע עם רמות romide בינוניות (50–150 μg/L) באמצעות אוזון עבור ברזל וחמצן מנגוע על ידי מנה קטנה של מימן ל- 2 ליטרים (OCM2F) לפני μg2 / 4.
באירופה, המפעל (FLT:0)Amsterdam Water SupplyFLT:1 (ב) משתמש בטיפול תלת-שלבי: pre-ozonation, coagulation, ו- GAC filtration. Preozonation במינו נמוך (0.2-0.5 מ"ג / L) מחמצן חומר טבעי ושליטה / טעם, בעוד GAC שלאחר מכן מסיר כל אלדה ו-A6.8 יכול לעמוד בתקן זה נשמר באמצעות הדבקה קפדנית (Hp) עם ⁇ נמוך יותר (אורד) עם ⁇ ) עם ⁇ (אורד) הוא קבוע תחת ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
עבור פסולת מים reuse, <חזק>Orange מחוז מים של מחוז מים קרקעי מערכת (GWRS)חזק> כולל אוזון כחלק מרכבת טיפול מתקדמת מלאה (מיקרו-חדירה, RO, UV / AOP) אוזון משמש לפני RO כדי להפחית את הסיכון של membrane רעוע, אבל את תכולת ה Bromide הנמוכה של המים (בדרך כלל <μs / ambration) באופן יעיל על ידי השגת השפעות מינימליות של מקור זה.
דרישות מחקר ודרכים לעתיד
למרות התקדמות משמעותית, הפערים נשארים בהבנה ובשליטה של תוצרי לוואי של אוזון.אזורי מפתח של מחקר מתמשך כוללים:
- (FLT:0) חיישני ניטור בזמן אמת (Real-Time Monitoringחיישנים) 1 - מנתחים מקוונים וברוכים המאפשרים שליטה דינאמית של מינון האוזון ו- pH כדי למנוע עלייה בפריון לוואי.
- (FLT:0) מודלים מועדפים של מודל FLT:1 - באמצעות מודלים קינטיים מתקדמים כדי לדמות היווצרות לוואי של תוצר לוואי תחת שינוי איכות המים ותנאים תפעוליים, המאפשר התאמות יזום.
- (FLT:0) הערכה אקולוגית של ההרחבה 1 (FLT:1), יותר אפיון של הרעילות תערובת של מוצרים אורגניים, במיוחד מוצרים טרנספורמציה ממזהמים מתעוררים.
- (FLT:0)Low-אנרגיה לאחר טיפול ב-FIRLT:1) - פיתוח שיטות הפחתה קטליטיות יעילות של עלות-תועלת (למשל, זרז מבוסס פלזיום עם מימן) שיכול להסיר bromate וoxyanions אחרים ללא תוספת כימית או זרמי פסולת.
- (FLT:0)Impact של שינויי האקלים 1FLT - עלייה ברמות הים וחדירה למים מלוחים מגבירים את רמות הבריונים ממקורות מים מתוקים רבים, מה שהופך את ניהול המוצר אפילו מאתגר יותר.
מסקנה
עוץ נשאר כלי חיוני לייצור מים בטוחים, באיכות גבוהה, אבל טביעת הרגל הסביבתית שלה לא ניתן להתעלם. Bromate ו- inproducts אורגני להציג סיכונים מוחשיים למערכת אקולוגית ימית ובריאות האדם, ומגבלות רגולטוריות צפויות רק להדק. למרבה המזל, רכבת טיפול מעוצבת היטב המשלבת בקרת מים, אופטימיזציה, תהליך, טיפול לאחר טיפול חזק יכול להפחית באופן דרמטי על ידי מוצרים אלה - לעתים קרובות לרמות טובות מתחת לאסטרטגיות מתקדמות, תוך כדי נקיטת בקרה, לא ניתן להמשיך את ההשפעות של בטיחות, תוך כדי שיפור יעיל של בטיחות, תוך כדי שיפור יעיל של בטיחות, תוך כדי שילוב יעיל של בטיחותית, תוך כדי שיפור מתמיד של בטיחות יעיל של בטיחות, תוך כדי שמירה על ידי שיפור מתמיד של בטיחותית, תוך כדי שיפור יעיל של בטיחות יעיל של בטיחותית, תוך כדי שיפור יעיל של בטיחות יעיל, תוך כדי שיפור יעיל של בטיחות יעיל של בטיחות יעיל של בטיחות יעיל של בטיחות יעיל של בטיחות יעיל של בטיחות יעיל של בטיחות יעיל של בטיחותית, תוך כדי שיפור יעיל של בטיחות יעיל, תוך שמירה על ידי טיפול יעיל של בטיחותית, תוך כדי שיפור יעיל של בטיחות יעיל של בטיחות, תוך שמירה על ידי טיפול יעיל של בטיחות, תוך שמירה על ידי טיפול יעיל של בטיחות טיפול יעיל של בטיחות טיפול יעיל של בטיחות טיפול יעיל, תוך שמירה על ידי
(ב) [ה] [ה]] ל[ה] ל][ה] ל[ה] ל][ה] ל[ה] ל[ה], [ה] ל[ה], [ה] ל[ה], ל[ה], ול[ה] [ה][ה'[ה']'[ה']'[ה']'[ה']'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה']'[ה'[ה']']']']']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[ה']']']'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה'[ה'[ה']'[ה'[ה']']'[ה'[ה']'[ה'[ה']'[ה']']'[ה'[ה'[ה'[ה'[