処理された水中の化学残渣の理解

天然および農薬の複合成分から飲料水中の水幹の化学残留物。 農薬や肥料を運ぶ産業排出物、ヒトや畜産の医薬品残留物、および副産物による消毒(DBP)のすべては、水処理プラントに入る化学負荷に貢献します。 従来の治療後であっても、潜在的な長期健康リスクを提示することができます。 会議は、これらの物質の量が残留し、潜在的な長期的健康リスクを提示する。 これらは、これらの条件を満たすように、水溶液を抽出する(ADF) [F] [F] [F] および [F] [F] [F] [F] [F] 組織] [F] [F] [F] [F] ] と [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F] [F]

化学残渣の出典

処理された水の中で最も一般的な化学汚染物質は、いくつかのカテゴリに分類されます。

  • 農薬と除草剤:]アトラジン、グリリン酸塩、およびその他の農業化学物質は、地下水および表面水源を侵入することができます。
  • []医薬品およびパーソナルケア製品(PPCP):[]]抗生物質、ホルモン、および鎮痛剤は、完成した水でますます検出されます。
  • 産業化学:[ パーおよびポリフルオロアルキル物質(PFAS)、ポリクロロリン化ビフェニル(PCB)、揮発性有機化合物(VOC)抵抗分解。
  • 感染性バイ製品:[ トリハロメタン(THM)と塩素が天然有機物と反応するときのハロー酢酸(HAAs)フォーム。
  • ヘビーメタル:]鉛、アルセニック、水銀は、パイプや天然堆積物から漂白する可能性があります。

健康・規制に関する懸念

低レベルの化学残留物への慢性暴露は、内分泌の破壊、生殖的問題、特定の癌にリンクされています。規制機関は、化学物質の数十分の最大汚染レベル(MCL)を強制しています。しかし、MCLなしで新興汚染物質はまだ予防的管理を必要としています。水ユーティリティは、全体的な化学的負荷を削減する高度な治療戦略を採用することにより、前方とどまりなければなりません。唯一の最低の法的要件を満たしているわけではありません。

化学除去のための高度な処理技術

従来の凝固、凝集、砂のろ過は多くの合成有機化合物およびトレースの金属を取除くために不十分です。一貫した承諾を達成するために、水処理の植物は特定の化学クラスを目標とする先端技術を統合しなければなりません。

活動化したカーボン吸着

粒状活性炭(GAC)と粉末活性炭(PAC)は、農薬、味覚臭化合物、多くの医薬品を含む、有機化学物質を吸着する際に非常に効果的です。堆積後に設置されたGACベッドは、特定の汚染物質の99%まで除去することができます。カーボン媒体の定期的な交換または再活性化は、性能を維持することが不可欠です。 ]]] EPAは、有機合成化合物の制御に利用可能な最高の合成技術として、GACをお勧めします。

逆浸透およびナノろ過

逆浸透(RO)やナノろ過(NF)などの膜ろ過プロセスは、溶融塩、重金属、有機分子を拒絶する物理的障壁を提供します。 ROシステムは、PFAS、硝酸塩、および多くの医薬品残渣の95%以上を除去することができます。 主な取引オフは、高エネルギー消費量であり、集中管理の必要性です。 それにもかかわらず、高い化学負荷を持つ源水については、ROは信頼性の高い研磨ステップです。

高度な酸化プロセス(AOP)

AOP(オゾン/水素過酸化物、UV/peroxone、フォト触媒など)は、無害な副産物に再発性有機汚染物質を分解する活性ヒドロキシラジカルを生成します。これらのプロセスは、生物学的治療に抵抗するマイクロ汚染物質を破壊するのに特に有効です。例えば、UV/H2O2システムは、検出限界の下の1,4-dioxaneおよびNDMAを減らすことができます。さらに、AOPの統合は、活性炭化物(BAC)の生物学的除去を向上させます。

UV消毒および非化学的代替品

紫外線消毒は病原体の不活性化のために主に使用されますが、それはまたより高い線量(高度の紫外線)で加えられたとき特定の化学汚染物質を劣化させます。中圧力紫外線ランプは光線状にくくしゃく、クロロホルムおよびある薬剤の混合物を使用することができます。さらに、紫外線はクロルホルンの化学消毒剤の信頼性を減らします、それによってDBPの形成を下げます。ユーティリティは低いレベルの塩素または残留物の保護と紫外線を結合できます。

製品の最小化に不具合の最適化

微生物の安全性のために感染は必須ですが、使用される化学物質は汚染物質になる可能性があります。 目標は、過剰なDBP濃度を発生させない病原体キルを達成することです。

適切な消毒剤を選ぶ

慣習的な塩素は強力ですが、有機物が提示されるときTHMとHAAsを形作ります。 代替品は次のとおりです。

  • 塩素:] フォームは、規制されたDBPを数えがちますが、NDMAのようなニトロサミンを生成します。
  • 塩素二酸化物:]]] THMとHAAの形成を最小化し、塩素および塩酸残量を生成します。
  • オゾン:]] 臭化物含有水で臭化物を生成しますが、塩素系DBPは発生しません。
  • UV:] 化学残留物はなく、分布安定性のポスト消毒剤が必要です。

多変性戦略は、しばしば最もよく機能します:オゾンまたはUVプライマリ消毒のために、残りのメンテナンスのためにクロラミンが続きます。 このアプローチは、全体的なDBPの捕食者と最終的な化学残留物を減らす。

制御 消毒 による製品形成

DBP のプレカーサーを最小化 - 自然有機物(NOM) - 排毒を抑制するよりも効果的です。 DBP のポストフォーメーションを除去しようとするよりも、より効果的です。 高められた凝固、GAC、および膜の前処理は、NOM レベルを 50-80% 削減し、大幅に DBP の形成の可能性を低下させることができる。 さらに、ユーティリティは、複数のポイント(分割アプリケーション)で塩素投与を実装して、DBP の形成を駆動する高局部濃度を避けることができます。

源水保護および前処理

水道の化学残留物を減らすことは、植物に入る前に始まります。 源泉の水の体を積極的に管理することで、汚染物質の負荷を軽減し、治療を容易にします。

ウォータード・マネジメント・プログラム

湿潤中の農業、産業、住宅関係者とのエンゲージメントは、化学的流出を防ぎ、慢性的な操業停止を減らすことができます。 プラクティスには、リパリアンバッファゾーン、制御肥料アプリケーション、およびストームウォーター管理が含まれます。 []]EPAのソース水保護プログラム[[]]]は、開発保護計画に関するガイダンスを提供します。 ソース保護に費やされるすべてのドルは、治療コストで数ドルを保存することができます。

産業および農業の制御

工場や排水処理プラントからのポイントソース排出は、厳格な前処理基準を満たす必要があります。ノンポイントソースでは、カバー作物、統合害虫管理、および建設された湿原などのベストマネジメント慣行は、農薬と栄養素の操業を著しく減らすことができます。集中農業の地域では、BMPを実装する農家とユーティリティパートナーシップは、水質の改善を明らかにしました。

モニタリングとコンプライアンス戦略

最良の治療であっても、化学残留レベルの継続的な検証は不可欠です。規制遵守は、MCLと行動レベルが一貫して満たしていることを確認するために、正確でタイムリーなデータを必要とします。

ルーチンのテストと分析方法

水道ユーティリティは、定期的に水をサンプルし、EPA承認方法を使用して分析しなければなりません。 PFASのような新興汚染物質のために、EPA法537.1または533などの方法が使用されます。 実験室は、液体クロマトグラフィータンデム質量分析(LC-MS/MS)を使用して、トレース有機物を定量化します。 高度な分析のコストは、違反または公衆衛生上の脅威を引き起こす前に、早期に問題を検出する能力によって相殺されます。

リアルタイム監視とプロセス制御

有機炭素(TOC)、濁度、残留殺菌濃度などのパラメータのオンラインセンサーは、ほぼ継続的にフィードバックを提供することができます。 自動制御システムでこれらのデータを統合することで、オペレータは化学投薬またはろ過速度をリアルタイムで調整することができます。 一部の先進工場は、オンライン蛍光分光を使用してNOM特性を推定し、飛行中にDBP形成の可能性を予測します。 この積極的なアプローチは、化学廃棄物を減らし、安全な制限内で処理された水が保持されることを確認します。

結論:水をきれいにするシステムアプローチ

飲料水基準を満たす化学残留物を減らすことは、一段の固定ではなく、ソース保護、高度な処理、最適化された消毒、および厳格な監視の戦略的統合ではありません。各コンポーネントは、他のコンポーネントを強化します。クリーンな源泉水は、フィルタの負担を軽減します。効果的な前処理は、DBPのプレキュアを削減します。そして、強力な監視は、違反になる前に逸脱をキャッチします。これらのスケーラブルな証拠ベースの慣行を採用することにより、水プロバイダは、規制当局が最小限の達成にのみ、その改善を得られるだけでなく、規制当局が、その改善にのみ役立つことを保証することができます。

特定の技術や規制の更新に関するさらなる読書については、 ]WHOガイドライン 飲料水の品質]と[CDCの水処理概要[を参照してください。 新興汚染物質の先を訪れるユーティリティは、進化するにつれて、 PFASのロードマップ]を見直しるべきである。