Badania wpływu promieniowania nadfioletowego na stabilność mikrobiologiczną wody

• Autorzy: Włodyka-Bergier A. , Bergier T.

Warianty tytułu

EN

Studies of the influence of UV irradiation on drinking water microbial stability

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wykorzystanie promieniowania UV do dezynfekcji wody staje się coraz powszechniejsze w polskiej praktyce oczyszczania wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dezynfekcja wody promieniami UV często jest łączona sekwencyjnie z dezynfekcją chemiczną, aby zapobiec wtórnemu rozwojowi bakterii w systemach dystrybucji wody. Znane są jednak przypadki, że woda po procesie dezynfekcji promieniami UV podawana jest wprost do sieci wodociągowej, bez dodatkowej chemicznej ochrony. Artykuł przedstawia wyniki badań nad wpływem promieniowania UV na zmiany stabilności mikrobiologicznej wody w krakowskiej sieci wodociągowej zasilanej ze stacji oczyszczania wody „Raba”. Próbki wody poddano w warunkach laboratoryjnych naświetlaniu promieniami UV za pomocą niskociśnieniowej lampy UV TNN 15/32 w reaktorze fotochemicznym LRS-3 firmy Heraeus. Zastosowano dawki promieniowania UV wynoszące 400 J/m², 1860 J/m² oraz 10000 J/m². Stabilność mikrobiologiczną wody oceniano na podstawie obserwacji wzrostu bakterii heterotroficznych w czasie do 18 d. Analiza otrzymanych wyników pokazała, że promieniowanie UV może niekorzystnie wpływać na stabilność mikrobiologiczną wody w systemie dystrybucji. Wykazano, że w próbce wody naświetlanej promieniami UV dawką 400 J/m² liczba bakterii heterotroficznych była ponad 3-krotnie większa niż w próbce wody poddanej tylko ozonowaniu. Stwierdzono, że większe dawki promieniowania UV oraz sekwencyjne stosowanie ozonowania i promieniowania UV, najprawdopodobniej ze względu na mineralizację związków organicznych, poprawiały stabilność mikrobiologiczną wody.

EN

Application of UV radiation for water disinfection becomes more and more popular in Polish treatment plants that supply drinking water. UV disinfection is often sequentially coupled with chemical disinfection to prevent secondary growth of bacteria in water distribution systems. However, there are cases where directly after the UV disinfection water is pumped into a distribution system, without any additional chemical protection. The article presents results of the research on the influence of UV radiation on variations in water microbial stability in the distribution system supplied by Raba water treatment plant. Water samples were irradiated in laboratory conditions in the photochemical reactor (Heraeus) with the UV low-pressure lamp TNN 15/32. The UV doses of 400 J/m², 1860 J/m² and 10,000 J/m² were applied. Water microbial stability was determined on the basis of heterotrophic bacteria growth rate in the period of up to 18 days. An analysis of the results demonstrated that UV radiation could adversely affect water microbial stability in distribution systems. The highest number of heterotrophic bacteria, over three-times higher compared to a purely ozonated sample, was recorded in the water sample irradiated with 400 J/m². Higher doses of UV radiation as well as ozone/UV sequence improved water microbial stability, most likely due to organic matter mineralization.

Słowa kluczowe

PL

woda wodociągowa; oczyszczanie wody; dezynfekcja; związki organiczne; stabilność wody

EN

tap water; water treatment; disinfection; organic matter; water stability

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 37, nr 4
• Strony: 47--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., schem., tab., wykr.

Twórcy

autor

Włodyka-Bergier A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Bergier T.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• 1. D. van der KOOIJ: Biological stability: A multidimensional quality aspect of treated water. Water, Air, and Soil Pollution 2000, Vol. 123, pp. 25–34.
• 2. H. SUN, B. SHI, Y. BAI, D. WANG: Bacterial community of biofilms developed under different water supply conditions in a distribution system. Science of the Total Environment 2014, Vol. 472, pp. 99–107.
• 3. M. POLANSKA, K. HUYSMAN, C. KEER: Investigation of assimilable organic carbon (AOC) in flemish drinking water. Water Research 2005, Vol. 39, pp. 2259–2266.
• 5. G. WEN, J. MA, T. HUANG, T. EGLI: Using coagulation to restrict microbial re-growth in tap water by phosphate limitation in water treatment. Journal of Hazardous Materials 2014, Vol. 280, pp. 348–355.
• 6. B.M. YANG, J.K. LIU, C.C. CHIEN, R.Y. SURAMPALLI, C.M. KAO: Variations in AOC and microbial diversity in an advanced water treatment plant. Journal of Hydrology 2011, Vol. 409, pp. 225–235.
• 7. W. LIU, Z. ZHANG, X. YANG, Y. XU, Y. LIANG: Effects of UV irradiation and UV/chlorine co-exposure on natural organic matter in water. Science of the Total Environment 2012, Vol. 414, pp. 576–584.
• 8. Y. CHOI, Y-J. CHOI: The effects of UV disinfection on drinking water quality in distribution systems. Water Research 2010, Vol. 44, pp. 115–122.
• 9. B. LYON, A. DOTSON, K. LINDEN, H. WEINBERG: The effect of inorganic precursors on disinfection byproduct formation during UV-chlorine/chloramine drinking water treatment. Water Research 2012, Vol. 46, pp. 4653–4664.
• 10. J. KOIVUNEN, H. HEINONEN-TANSKI: Inactivation of enteric microorganisms with chemical disinfectants, UV irradiation and combined chemical/UV treatments. Water Research 2005, Vol. 39, 1519–1526.
• 11. W. HIJNEN, E. BEERENDONK, G. MEDEMA: Inactivation credit of UV radiation for viruses, bacteria and protozoan (oo)cysts in water: A review. Water Research 2006, Vol. 40, pp. 3–22.
• 12. J.L. RAND, R. HOFMANN, M.Z.B. ALAM, C. CHAURET, R. CANTWELL, R.C. ANDREWS, G.A. GAGNOND: A field study evaluation for mitigating biofouling with chlorine dioxide or chlorine integrated with UV disinfection. Water Research 2007, Vol. 41, pp. 1939–1948.
• 13. N. POZOS, K. SCOW, S. WUERTZ, J. DARBY: UV disinfection in a model distribution system: Biofilm growth and microbial community. Water Research 2004, Vol. 38, pp. 3083–3091.
• 14. H. MURPHY, S. PAYNE, G. GAGNON: Sequential UV- and chlorine-based disinfection to mitigate Escherichia coli in drinking water biofilms. Water Research 2008, Vol. 42, pp. 2083–2092.
• 15. Q. WANG, T. TAO, K. XIN: Experimental study using the dilution incubation method to assess water biostability. Journal of Environmental Sciences 2014, Vol. 26, pp. 1994–2000.
• 16. M. LEHTOLA, I. MIETTINEN, T. VARTIAINEN, T. MYLLY-KANGAS, P. MARTIKAINEN: Microbially available organic carbon, phosphorus, and microbial growth in ozonated drinking water. Water Research 2001, Vol. 35, No. 7, pp. 1635–1640.
• 17. M. LEHTOLA, I. MIETTINEN, T. VARTIAINEN, P. RANTAKOKKO, A. HIRVONEN, P. MARTIKAINEN: Impact of UV disinfection on microbially available phosphorus, organic carbon and microbial growth in drinking water. Water Research 2003, Vol. 37, pp. 1065–1070.
• 18. A. WŁODYKA-BERGIER, M. RAJCA, T. BERGIER: Removal of halogenated by-products precursors in photocatalysis process enhanced with membrane filtration. Desalination and Water Treatment 2014, Vol. 52, No. 19–21, pp. 3698–3707.
• 19. K.G. LINDEN, A.D. DOTSON, H.S. WEINBERG, B. LYON, W.A. MITCH, A. SHAH: Impact of UV Location and Sequence on By-Product Formation. Water Research Foundation, Washington 2012.