Otsonointiprosessin desinfiointitehon optimointi talousveden ...

18
(19) nähdään, elinkelpoisten mikrobien logaritminen suhteellinen vähenemä on verrannollinen
C n T:n. Mikäli n=1, inaktivaatio on ensimmäisen kertaluvun prosessi. Logaritminen
vähenemä on tällöin CT-arvon ja pseudo-toisen kertaluvun inaktivaationopeusvakion
k funktio. Vedenpuhdistusrosessissa epäideaalisesti käyttäytyvien reaktorien
kokonais-CT-arvon määrittäminen on kuitenkin hankalaa, joten CT-laskelmat ovat
yleensä hyvin varovaisia. Desinfiointikemikaalin konsentraatio C mitataan reaktorin
poistokanavasta ja kerrotaan kontaktiajalla T 10 (aika jossa 10 % merkkiaineesta kulkee
reaktorin läpi). Otsonoinnissa tämä on kuitenkin melko varovainen lähestymistapa ja
voi johtaa todellisen kokonais-CT-arvon aliarviointiin ja liialliseen otsonointiin, joka
voi aiheuttaa sivutuotteiden muodostumista. (von Gunten 2003b)
Yhdysvalloissa ympäristöviranomainen US EPA (United States Environmental Protection
Agency) vaatii vedenpuhdistuslaitoksilta 99,9 % (3 log) inaktivaatiota Giardian
ja 99,99 % (4 log) inaktivaatiota virusten osalta. Lisäksi yli 10 000 asiakasta palvelevilta
laitoksilta vaaditaan 99 % (2 log) Cryptosporidium-inaktivaatiota. Vaadittu inaktivaatioteho
ei kuitenkaan koske pelkkää desinfiointia, vaan laitokset saavat hyvitystä niin,
että selkeytyksestä ja suodatuksesta saatavan inaktivaation katsotaan olevan 2,5 log
Giardialle ja 2 log viruksille. Tällöin desinfioinnilta vaadituksi inaktivaatiotehoksi jää
0,5 log ja 2 log vastaavasti. Cryptosporidiumin inaktivaatiovaatimus riippuu laitoksen
prosessista ja raakaveden alkueläinpitoisuuksista. (US EPA 1991 ja 2010).
EPA on julkaissut taulukoita vaaditun inaktivaatiotehon saavuttamiseksi tarvittavista
CT-arvoista otsonidesinfioinnissa Giardialle, Cryptosporidiumille ja viruksille. CTsäännösten
käyttöönoton perustana käytettiin desinfiointitutkimuksia, joissa alkueläinten
Giardian ja Naeglerian kystojen 99 % inaktivaation arvioitiin noudattavan otsonoinnissa
Chick-Watsonin lakia hyvin laimennuskertoimen n arvolla 1. Kystat ovat
muita mikrobimuotoja kestävämpiä, joten CT-arvojen katsottiin olevan luotettava keino
vertailla desinfiointikemikaalien tehoa. (Langlais et al. 1991) Taulukoiden CT-arvoihin
on sisällytetty varmuuskerroin, joka Giardialle ja viruksille on 1,5 (Haas et al. 1996).
Epäideaaliset virtausolosuhteet on otettu huomioon käyttämällä kontaktiaikana T 10 -
arvoa, jolla tarkoitetaan minimikontaktiaikaa vähintään 90 prosentille kokonaisvirtaamasta.
Olettamalla otsonikonsentraation samaksi jäännöspitoisuudeksi koko kontaktiajan,
saatetaan kuitenkin aliarvioida saavutettu inaktivaatiotaso. (Gyürek & Finch
1998) EPA:n CT-arvoja eri lämpötiloissa on esitetty taulukossa 2.1.
Taulukko 2.1 CT-vaatimukset Giardian, virusten ja Cryptosporidiumin inaktivaatiolle
eri lämpötiloissa. Yksikkö (mg/l)*min. (US EPA 1991, 2010)
Giardia virukset Cryptosporidium
inaktivaatio 5°C 10°C 15°C 5°C 10°C 15°C 5°C 10°C 15°C
0,5-log 0,32 0,23 0,16 7,9 4,9 3,1
1-log 0,63 0,48 0,32 16 9,9 6,2
2-log 1,3 0,95 0,63 0,6 0,5 0,3 32 20 12
3-log 1,9 1,43 0,95 0,9 0,8 0,5 47 30 19
4-log 1,2 1 0,6