Bu sistemler, organik kirleticilere karşı, düşük enerji tüketimi ve hidrolik ve organik şok yüklerine karşı direnç, ancak, halk sağlığı endişeleri ortaya çıkan kirleticilere dayanıyor, virüslere karşı korunmak için hile yapan filtrelere karşı kırılganlık talep ediyor.Bu sistemler sadece agresif bir şekilde tedavi edilen bir gelişmeye karşı tedavi edilenler için, akansıra ve tedavi edilenler için geçerli değildir.

Zorluklar küçük (tipik olarak 20-300 nm) olduğunu ve genellikle konloidler, evading sediasyon ve standart biyolojik bozulmalar olarak hareket ederken, bazı virüs kaldırmaları ile ilgili bazı virüs kaldırmaları sağlarken, efficimler değişkendir ve nadiren en yüksek dezenfekteasyon standartlarını takviyesiz bir şekilde karşılamaktadır.

Viral Pathogens in Wastewaterwater

Atıksu, 140 çeşit enteric virüsler için bilinen bir rezervuardır, birçok gastrointestinal hastalığa neden olan gastrointestinal hastalıklara, nörolojik hasara veya kronik koşullara neden olan. Norovirüs, sadece tahmini 685 milyon akut gastroenterit vakasına sahip değildir. Diğer önemli patojenler adenovirus, astrovirüs, fiovirüs ve hepatit E virüsü içerir. Bu virüsler insan dışkısı, idrar ve bazen vomit - belediye atıksu sürekli olarak bulaşıcı bir malzeme kaynağı yapar.

Atıksudaki yaşam koşulları değişir: SARS-CoV-2 gibi zarflanmış virüsler tüm nüfuzlu mikroorganizmaların varlığı ve karmaşık biyofilm ortamındaki virüsler, bazı durumlarda, ham kanalizasyon ve biyofilm matriksleri için haftalar boyunca devam edebilir. Sıcaklık, pH, organik yük ve daha uzun süreler için potansiyel olarak kalabilmelerini sağlar.

Özellikle endişe, birçok su kaynaklı virüslerin düşük bulaşıcı dozları olduğu gerçeğidir - 100'den daha az virüs parçacığı hastalığa neden olabilir. Bu nedenle, birçok geleneksel hile filtrenin kamu sağlığı sonuçları olmadan elde edemeyeceği bir hedeftir. Toplantı modern su yeniden kullanım yönergeleri, ABD EPA veya WHO tarafından belirlenenler gibi, çoğu zaman toplam virüsün 4log (99.99) veya daha yüksek olması gerekir, birçok geleneksel hile filtrenin ek engel olmadan elde edemeyeceği bir hedef.

Virüsün mekanikleri pişete Filtreleme

Etkili mitigation stratejileri şu anda virüslerin nasıl hile yaptığını anlamakla başlar. Üç birincil mekanizma bu sistemlerde viral kaderleri yönetir:

Biofilm ve Media için adsorpsiyon

Virüsler, biyofilm polimerlerine ve filtre medyaya elektrostatik etkileşimler ve hidrofobik kuvvetler yoluyla bağlanmalarına izin veren yüzey suçlamaları taşırlar. Ekstracellular polimerik madde (EPS) biyofilm bakterilerinin ağardığı gibi genetik parametreleri ele geçirebilmelerine izin verir, virüs tipine bağlı olarak, atık suların topaklaşmasına, pH ve biyofilmin bileşimine bağlı olarak çok kalınabilir. Araştırma, virüs adsorpiyonunun kalınlığını ve aktivitelerini optimize ederek geliştirilebileceğini göstermiştir - çok kalın bir biyofilmdepürülebilir; çok incelenen virüsler sunabilir; çok incelenebilir.

Mikroorganizm tarafından yapılanma ve Inactivation

Protozoa, özellikle de ciliates ve bayrakellates, doğal olarak biyofilm üzerinde graze ve biyofilmde biyofilm sistemlerinin birbiyotik süreçler üzerinde önemli bir avantajıdır, ancak verimliliği sıcaklık, kullanılabilirlik ve mikropiyal topluluk yapısı ile değişir.Bu koşulları antiviral mikroorganizmalar, proleksiyonlar veya nükleksiyonlar ortaya çıkmaktadır.

Fiziksel Yok ve Die-Off

Bazı virüsler filtre ortamında sadece tıkanmış, geri yıkama veya medya değişimi sırasında kaldırılabilirler. Ayrıca, doğal ölüm-off virüsler güneş ışığına maruz kalıyor (açık filtreler), desiccation, sıcaklık aşırılıkları ve biyolojik metabolitler biyofilmden kaynaklanan toksik metabolitler.

Viral Pathogens karşı Dirençleri Teşvik etmek için Stratejiler

Aşağıdaki stratejiler virüs kaldırma mekanizmasına hitap eder ve bireysel olarak veya hileli filtrelerin performansını yükseltmek için birlikte uygulanabilir. Öncelik, mevcut altyapı ile entegre etmek, uyumlu ve uyumlu olanlara verilmelidir.

Pre-Treatment Optimizasyonu

Taklit filtreye giren viral yükü azaltmak en basit direnç stratejisidir. Birincil tedavi - tarama, kesinti ve birincil sedisyon - katılarla ilişkili bazı virüsler kaldırılabilir, ancak etki mütevazıdır.Daha fazla etkilenebilir ve filtrenin yukarı uçması.(Dönetici)

Makul, klor, ozon veya ultraviyole (UV) ışığı biyolojik filtreye ulaşmadan önce virüsleri etkisiz hale getirebilir. Ancak, biyofilm organizmalarına zarar verebilecek ürünlerle aşırı dezenfeksiyondan kaçınmak için bakım alınmalıdır. Low-dose UV (e.g., 20 mJ/cm, biyolojik tedavi tarafından takip edilen sinerjik etkiler göstermiştir - UV hasar viral genomu, virüsleri daha hassas hale getirmek için daha hassas hale getirmek gerekir.

Robust Biofilm için Operasyonel Kontrol

Dayanıklı bir biyofilm etkili bir hile filtresinin kalbidir. Operasyonel parametreler, kaynakları için virüslerle rekabet edebilecek çeşitli, metabolik olarak aktif mikrobiyal topluluğu desteklemek için ayarlanmalıdır ve antiviral maddeler üretmelidir.

  • [FONT:0]Hydraulic ve Organik Yük Oranı: Proper yükleme, biyofilm büyümesini ve tıkanıklığı önlemek için aşırı biyofilm büyüme ve kıvrımları serbest bırakabilir, standart hile filtreleri, organik 0-1.0 kg BOD / m3·d yüklerde çalışır; bu çok yüksek yük kalınlığa yol açar, predasyonu azaltır.
  • [FONT:0)Dis Çözülmüş Oksijen (DO): ), Filtre derinliğinde 2 mg/L'nin üzerinde üşüyüp protozoan grazersini destekler. Oksijen transferleri, reprolientin tekrar sıkıştırılmasıyla optimize edilebilir.
  • [FONT=0]Temperyature ve pH: Çoğu biyofilm en iyi pH 6.5-8.5 ve 15-30°C arasında sıcaklık yavaş biyolojik aktivite, virüsün hayatta kalmasını sağlar. Soğuk iklimlerde, recirkülasyon döngülerini kullanarak, en iyi şekilde sıcaklıkları koruyabilir.
  • [FONT:0)Recirculation:[DÜDÜT:1] Rericulating nitrified effluent back to the filter improve oksijenation, dilutes incoming toksinler ve virüsleri birden çok kez ortaya çıkarmak için, adsorpsiyon ve predasyon için fırsatlar ortaya çıkarmak; 1:1'in 3:1'e oranı yaygındır; daha yüksek oranlar virüs gider, ancak pompalanma maliyetlerini artırabilir.

Antiviral Microorganizm ile Biyoaugmentasyon

Örneğin, bazı aliyal sular antiviral bileşikler üretmek veya verimli grazers virüsler biyofilm topluluğunu daha büyük patojen dirençe doğru değiştirebilir. Örneğin, bazı Tetrahymena pyriformisPseomonas) biyofilmcileri biyolojik kameraya kaydırmış bazı proreozoalar.

Pratik yaklaşımlar şunlardır:

  • Antiviral bakteriler ve protozoa'nın bir konsorsiyumunu filtre başlangıç sırasında veya toksik bir şok olayı sonrasında yapın.
  • Hücre içim tıkanıklığı, biyofilm oluşturma ve EPS üretimini teşvik etmek için iyonik molekülleri teşvik etmek, bu da virüs adsorbatını artırır.
  • Ticari biyoaugmentasyon ürünlerini özellikle viral kontrol için tasarlanmış şekilde kullanmak – ancak bunlar hala ortaya çıkıyor olsa da, bazı başarılı alan denemeleri var.

Biyoaugmentasyonun istikrarlı operasyonel koşullarla eşleştirilmesi gerektiğini belirtmek önemlidir; aksi takdirde, tanıtıldı organizmalar yerli sular tarafından rekabet edilebilir. Termic re-inoculation gerekli olabilir.

Antiviral Özellikler ile Gelişmiş Filtre Medya

Geleneksel kaya veya plastik medyayı aktif olarak etkisiz virüslere çevirmek, araştırma umut verici bir alandır. Örneğin:

  • [FONT:0]Copper-impregnated media: Copper iyonlar virüsler ve bakteriler için toksiktir; medyayı kontrol etmek için 2 saat içinde 3loglar ve bozulan enzimler tarafından kesintiye uğratıldı.
  • [FONT=0)GÖRÜNTÜRKÇÜŞÜNÜ: 0,15|DÜye ait olan, ancak, gümüş serbest salıverme için maliyet ve potansiyel, dikkatli bir yönetim gerektirir.
  • [FONT:0)Biochar:[Dönetici:[Dönetici:0) Atık biyokütlelerden yapılan aktif biyokütleler, virüs adsorpiyonları için yüksek bir yüzey alanı sağlar ve antimik ajanlarla işlevselleştirilebilir. Biochar ayrıca sağlam biyofilm gelişimini destekler, fiziksel ve biyolojik kaldırmayı destekler.
  • [FONT:0]Zeolite ve seramik medya: Bu malzemeler, virüsleri çekebilir ve koruyabilir ve tutarken, hem de ince biyofilm katmanlarıyla birlikte, hem ad absorpsiyon hem de biyolojik inactisyon sunar.

Gelişmiş medyanın seçimi maliyet, regenerability ve mevcut underdrains ve saklama yetenekleri ile uyumluluk dikkate almalıdır. Pilot test, siteye özgü performansı değerlendirmek önerilir.

Erken Tespit ve Bakım

Resilience bir zaman düzeltme değildir - viral incursions'a sürekli farkındalık ve hızlı yanıt gerektirir: Bir izleme stratejisi şunları içermelidir:

  • [FONT:0)Viral göstergeleri:[Dönetici:[Dönemli RNA filges ve somatic coliphages), enteric virüs düzeyleri ile ilişkili ucuz, kolay kültür göstergeleridir. Routine coliphage izlemesi, azalmış filtre performansın bayrak dönemleri olabilir.
  • [FONT:0)Molecular Yöntemler:[Dönetici:[Dönetici:0) Quantitative PCR (qPCR) ve metagenomik sequencing, hedef virüslerin hızlı, özel tespiti sunar. Daha pahalı olsa da, bu araçlar salgın soruşturmalar ve geçerli işlem için değerlidir.
  • [FONT:0)Online sensörler:[Dönetici, iletkenlik ve floresans sensörleri, su kalitesi değişiklikleri üzerinde gerçek zamanlı veriler sağlayabilir ve mikropiyal verilerle birlikte operasyonel parametrelerin bir bölümünü korur.
  • [FONT:0)Physical inceleme:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönetici denetim:[Dönetici: 0 )) Ortamlar için medyanın periyodik incelemesi, eşitsiz dağıtım veya ölü bölgeler en kısa iletişim süresine devam eder ve virüslerin tedavi edilememesine izin verebilir.

İzleme virüs kaldırmasında bir düşüş ortaya çıktığında (örneğin, koliphage azaltımı 2log altında azalır), düzeltici eylemler dezenfekte edici (örneğin, hidrojen peroksit), artan recirculation veya taze biyoaugmentasyon kültürlerini ekleyerek şok edebilir.

Gelişen Teknolojiler ve Araştırma Yolu

Bazı yeni yaklaşımlar, mevcut sınırların ötesindeki filtre virüsü kaldırmayı teşvik etmek için araştırılıyor:

  • [FONT:0)Membrane-aerated biofilm reaktörleri (MABRs): [Dönetici filtrelerini tedarik ederek, oksijeni doğrudan biyofilme gaz-permeable membranlar yoluyla tedarik ederek, MABRs, mikrobiyönetici öncesi tedaviyi güçlendirebilecek son derece aktif bir dış katmanı korur. Erken çalışmalar MS2 gibi virüslerin geleneksel hileli filtrelerin ortadan kaldırılmasına kıyasla daha iyi bir şekilde gelişmiştir.
  • [FONT:0)Fotoğrafcatalytic kaplamalar: Doping filtre medyası ile titanyum dioksit (TiO2), UV ışığı altında virüs etkinleştirilmesine olanak sağlar. UV lambaları ile çiftleştirilmiş, bu fotocatalytic hile filtreleri tek bir geçişte 4log çıkartabilir.
  • [FONT:0]Electrokimyasal biyofiltörler: [DDDDDDDDDDDDD] Biyofilmde düşük elektrik akımı uygulamak, filme zarar vermeden virüsleri etkinleştirir.Bu teknik hala laboratuvar büyüklüğüdür, ancak yüksek çözünürlükte garanti vermektedir.
  • [FONT:0)Probiyotik atıksu tedavisi:[Dönetici:0) Probiyotik bakteriler kullanarak (örneğin, biyofilmlerdeki rekabet edici patojenleri çıkarmak için) yaygınlaştırılanlar, ilk çalışmalar tanıtılmasını önerir.Lactobacillus[D)[Düzücü filtreler kullanarak çarpık sular, ek sitelere rekabet ederek ve pH'ı daha düşük maliyetli asit üretmek için rakip olarak girebilir.

Bu teknolojiler henüz yaygın olarak kullanılmamış olsa da, alanda inovasyonun yönünü temsil ediyorlar. Büyük tesislerin Operatörler, kabul etmek için saha denemelerine katılmaları gerektiğini düşünmelidirler.

Vaka Çalışmaları ve Gerçek Dünya Uygulamaları

Birkaç hizmet, iki yıllık bir süre boyunca viral dayanıklılığı artırmak için kombinasyon stratejileri başarıyla uygulandı. Örneğin, Boulder Water Resource Recovery Tesis (Renkli, ABD) daha önce recirculation döngüleri ile hileli filtrelerini yeniden kurdu ve iki yıllık bir süre boyunca soğuk-adapted bir konsorsiyum ekledi.

Avrupa'da, Almanya'daki Emschergenossenschaft, bir tertiaryak filtreli filtrede yüksek çözünürlükte bakır-koated plastik medyanın yaz aylarında ikincil UV dezenfeksiyonu ortadan kaldırılmasıyla birlikte ortaya çıktığını gösterdi.

Bu örnekler, sistematik bir yaklaşımla, mevcut hile filtrelerinin tüm tedavi trenini değiştirmeden modern virüs kaldırma standartlarını karşılamak için yükseltilebilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Antivirüs patojenlerine karşı hile filtrelerin dayanıklılığı tek bir tepki çaba değildir; operatörler ve mühendisler için pratik bir araç geliştirmesi gerekir. mikrobiyal yönetim, gelişmiş malzemeler ve dikkatli izleme. burada belirtilen stratejiler - düşük teknoloji öncesi iyileştirmeler ve medya yenilikleri kesmek için - operatörler ve mühendisler için pratik bir araçta.

Su yeniden kullanımının artan küresel önemini göz önüne alındığında, hileli filtrelerin, on yıllardır düşük topluluklar ve ekosistemlerin korunması için güvenilir engeller olmasını sağlayabilir.Bu en iyi uygulamaları benimsemekte olan atık su tesisleri, hileli filtrelerinin görünmez virüslere karşı güvenilir engeller olmasını sağlayabilir.