Format książki - wersja cyfrowa (dostęp online)

Podręcznik opracowany pod kierunkiem prof. dr hab. inż. Krystyny Olańczuk-Neyman i dr hab. inż. Bernarda Quanta będzie pomocą naukową i dydaktyczną dla pracowników naukowych wyższych uczelni i instytucji naukowych zajmujących się problematyką ochrony i inżynierii środowiska oraz studentów szkół wyższych studiujących na kierunkach: ochrona środowiska, inżynieria środowiska, kształtowanie środowiska, biotechnologia i kierunków pokrewnych, słuchaczy studiów podyplomowych i studiów doktoranckich a także pracowników zakładów badawczo-rozwojowych i projektowych zajmujących się oczyszczaniem ścieków i ochroną środowiska.

Ponadto, podręcznik jest skierowany do pracowników państwowych i resortowych służb kontroli środowiska, urzędów administracji rządowej i samorządowej zawiadujących w dziedzinie ochrony środowiska, samorządów lokalnych, zakładów wodno-kanalizacyjnych, działów gospodarki wodnej w zakładach przemysłu spożywczego oraz do producentów ścieków specyficznych, np. ze szpitali zakaźnych.

Problematyka zamieszczona w podręczniku obejmuje teoretyczne i praktyczne podstawy dezynfekcji ścieków. Niestety wiedza na ten temat dezynfekcji ścieków, nawet w grupach fachowców zajmujących się procesami oczyszczania ścieków jest bardzo ograniczona. Polscy czytelnicy nie mają do dyspozycji podręcznika, a nawet wytycznych, które mogłyby okazać się pomocne w projektowaniu oraz realizacji rozwiązań technicznych i technologicznych służących ograniczeniu zrzutu mikroorganizmów z odprowadzanymi ściekami komunalnymi. Ścieki oczyszczone stanowią szczególnie zagrożenie w sytuacji ich zrzutu do wód: w rejonach wrażliwych, wykorzystywanych rekreacyjnie (np. przybrzeżnych wód morskich), a także wykorzystywanych do hodowli ryb lub innych organizmów wodnych.

W podręczniku zostanie przedstawione zagrożenie mikrobiologiczne związane z występowaniem w ściekach surowych, a także w ściekach oczyszczonych, mikroorganizmów patogennych, oportunistycznych, a także lekoopornych, w tym wielo-lekoopornych, głównie
pochodzenia jelitowego oraz charakterystyka aktualnie stosowanych w świecie metod dezynfekcji ścieków.

Treść podręcznika została podzielona na sześć następujących rozdziałów:

• Rozdział 1. Rys historyczny
• Rozdział 2. Ścieki komunalne jako źródło zanieczyszczeń mikrobiologicznych
• Rozdział 3. Usuwanie mikroorganizmów w procesach oczyszczania ścieków
• Rozdział 4. Aspekty prawne mikrobiologicznej jakości ścieków oczyszczonych
• Rozdział 5. Dezynfekcja ścieków
• Rozdział 6. Oddziaływanie ścieków dezynfekowanych na odbiorniki

Rozdział 1 „Rys historyczny”

Przedstawiono etapy w rozwoju świadomości ludzkości prowadzące kolejno do dezynfekcji wody do spożycia, budowy kolektorów ścieków, stopniowej poprawy stanu sanitarnego miast, a w końcu do dezynfekcji ścieków. Zaprezentowano pierwsze, zastosowane na świecie metody dezynfekcji ścieków. Zestawiono najważniejsze daty związane z historią dezynfekcji wody i ścieków.

Rozdział 2 „Ścieki komunalne jako źródło zanieczyszczeń mikrobiologicznych”

Omówiono charakterystyczne cechy surowych ścieków komunalnych jako środowiska w którym występują zarówno mikroorganizmy saprofityczne uczestniczące w biologicznych procesach ich oczyszczania, jak i niepożądane wirusy oraz mikroorganizmy chorobotwórcze i oportunistyczne. Opisano specyficzne zagrożenia mikrobiologiczne pochodzące ze ścieków szpitalnych. Przedstawiono charakterystykę i ilości najczęściej spotykanych w ściekach surowych wirusów, bakterii i pierwotniaków chorobotwórczych oraz pasożytów przewodu pokarmowego. Naświetlono problematykę pochodzenia w ściekach bakterii lekoopornych.

Rozdział 3 „Usuwanie mikroorganizmów w procesach oczyszczania ścieków”

Omówiono mechanizmy zasadniczych procesów oczyszczania ścieków w usuwaniu zanieczyszczeń fizycznochemicznych oraz zanieczyszczeń mikrobiologicznych. Zebrano dane określające skuteczność różnych procesów oczyszczania ścieków w eliminacji mikroorganizmów w aspekcie jakości odpływów z oczyszczalni. Przedstawiono charakterystyczne mikroorganizmy występujące w ściekach oczyszczonych w Polsce i w
krajach europejskich. Przedstawiono dane wskazujące na pozytywną selekcję bakterii lekoopornych w procesach oczyszczania ścieków.

Na podstawie doświadczeń z prac własnych oraz danych zamieszczonych w piśmiennictwie opisano tradycyjne metody hodowlane pozwalające na ocenę jakości mikrobiologicznej ścieków. Określono znaczenie bakterii wskaźnikowych w ocenie jakości ścieków surowych i po różnych etapach oczyszczania oraz w ocenie jakości odpływów z oczyszczalni.

Przedstawiono bezpośrednie, mikroskopowe metody badań mikrobiologicznych pozwalające na określenie zróżnicowania bakteriocenozy ścieków w tym: wykorzystujące techniki molekularne oparte na analizie podjednostki 16S rRNA, fluorescencyjne metody hybrydyzacji in situ (FISH) z zastosowaniem sond oligonukleotydowych oraz metody oparte na rozdziale izolatów DNA w żelach poliakrylamidowych, po reakcji PCR wykonywane w gradiencie denaturacyjnym (PCR-DGGE).

Opisano metodykę interpretacji wyników badań mikrobiologicznych.

Rozdział 4 „Aspekty prawne mikrobiologicznej jakości ścieków oczyszczonych”

Naświetlono aspekty prawne dotyczące dezynfekcji ścieków w kontekście zróżnicowania geograficznego (różne kraje i rejony) oraz zróżnicowania charakteru ścieków i odbiornika ścieków, w tym także potencjalnego gospodarczego wykorzystania ścieków, np. do rolniczego nawadniania, wykorzystania w akwakulturach itp. Szczególną uwagę zwrócono na aktualny stan prawny w Polsce i w Unii Europejskiej.

Rozdział 5 „Dezynfekcja ścieków”

Zamieszczono współczesną definicję dezynfekcji, podstawy teoretyczne i kinetykę procesu. Scharakteryzowano tradycyjne, najczęściej stosowane chemiczne metody dezynfekcji w tym: z zastosowaniem chloru gazowego (Cl2), ditlenku chloru (Cl02),ozonu (03) i kwasu nadoctowego (CH3COOOH) oraz metody fizyczne przez naświetlanie promieniowaniem UV i membranowe.

Opisano mechanizmy usuwania/niszczenia mikroorganizmów w procesach dezynfekcji ścieków. Przedstawiono ograniczenia poszczególnych metod w odniesieniu do składu ścieków i ze względu na powstające produkty uboczne. Omówiono sposoby przygotowania ścieków do dezynfekcji w zależności od zastosowanej metody. Zebrano najczęściej stosowane dawki również uwzględniające potencjalny ponowny wzrost j. np. fotoreaktywacja i reaktywacja w ciemności po naświetlaniu promieniowaniem UV, względnie wzrost po przejściowej inaktywacji chlorowaniu chlorem gazowym.

Opisano czynniki decydujące o skuteczności procesów dezynfekcji w odniesieniu do określonych grup mikroorganizmów. Ponadto omówiono naturalne metody dezynfekcji wykorzystujące oczyszczalnie hydrofilowe z przepływem podpowierzchniowym lub powierzchniowym, a także metody innowacyjne poprzez dezynfekcję kwasem nadmrówkowym lub wiązkami elektronów, względnie połączenie dwóch lub kilku metod.

Opisano celowość i metody doczyszczania ścieków oczyszczonych poprzedzając procesy dezynfekcji. Przedstawiono kryteria wyboru metody dezynfekcji.

Przedstawiono przykłady konkretnych zastosowań, rozwiązań technicznych oraz uzyskiwanych efektów dezynfekcji w skali laboratoryjnej i technicznej.

Rozdział 6 „Oddziaływanie ścieków dezynfekowanych na odbiorniki”

Pokazano potencjalne zagrożenia dla ekosystemów wodnych związanych z dezynfekcją ścieków. Wskazano na możliwość szkodliwych oddziaływań pozostałości środków dezynfekcyjnych oraz ubocznych produktów dezynfekcji na organizmy wodne.

Opisano zjawisko propagacji cech lekooporności w procesach oczyszczania ścieków. Przedstawiono wpływ różnych metod dezynfekcji (m.in. ozonowanie, naświetlanie promieniami UV oraz mikro/ultrafiltracja) na rozpowszechnianie cech lekooporności wśród bakterii w szczególności wśród bakterii wskaźnikowych (Echerichia coli i Enterococcus spp.).

Wykaz ważniejszych oznaczeń
  1. Wstęp
1.1. Literatura
  2. Rys historyczny
2.1. Literatura
  3. Stan prawny
3.1. Literatura
  4. Charakterystyka ścieków
4.1. Ścieki komunalne
4.1.1. Cechy fizykochemiczne
4.1.2. Cechy mikrobiologiczne
4.2. Ścieki szpitalne
4.2.1. Cechy fizykochemiczne
4.2.2. Cechy mikrobiologiczne
4.3. Literatura
  5. Metody oczyszczania ścieków
5.1. Usuwanie zanieczyszczeń fizykochemicznych
5.1.1. Oczyszczanie mechaniczne
5.1.2. Oczyszczanie biologiczne
5.2. Usuwanie zanieczyszczeń mikrobiologicznych
5.2.1. Oczyszczanie mechaniczne
5.2.2. Oczyszczanie biologiczne
5.3. Jakość mikrobiologiczna ścieków oczyszczonych w aspekcie wpływu na odbiornik
5.4. Literatura
  6. Doczyszczanie odpływów z oczyszczalni przed ich dezynfekcją
6.1. Filtracja
6.2. Inne metody
6.3. Literatura
  7. Dezynfekcja ścieków
7.1. Metody konwencjonalne – chemiczne
7.1.1. Chlorowanie (Cl₂, ClO₂)
7.1.2. Ozonowanie
7.2. Metody konwencjonalne – fizyczne
7.2.1. Promieniowanie UV
7.2.2. Metody membranowe
7.3. Metody alternatywne
7.3.1. Kwas nadmrówkowy
7.3.2. Kwas nadoctowy
7.3.3. Pasteryzacja
7.3.4. Naświetlanie wiązką elektronów (promieniowanie jonizujące, dezynfekcja radiacyjna)
7.3.5. Promieniowanie UV i ultradźwięki
7.3.6. Dezynfekcja fotokatalityczna z udziałem TiO₂
7.3.7. Dwutlenek chloru i chlor wolny
7.3.8. Promieniowanie UV i kwas nadoctowy
7.3.9. Zaawansowane metody utleniania
7.4. Kinetyka procesu dezynfekcji
7.5. Skuteczność dezynfekcji ścieków
7.5.1. Efekt ogonowy
7.5.2. Cechy fizjologiczne komórek bakterii
7.6. Literatura
  8. Badanie skuteczności dezynfekcji ścieków
8.1. Metody hodowlane
8.1.1. Bakterie wskaźnikowe
8.1.2. Bakterie lekooporne
8.2. Metody bezpośrednie
8.2.1. Całkowita liczba, wymiary i struktura morfologiczna komórek bakteryjnych
8.2.2. Identyfikacja bakterii metodą hybrydyzacji in situ (FISH)
8.2.3. Analiza materiału genetycznego bakterii z wykorzystaniem reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR)
8.2.4. Liczba cząstek wirusopodobnych
8.3. Pasożyty przewodu pokarmowego (helminty)
8.4. Literatura
  9. Wybór metody dezynfekcji ścieków i doświadczenia praktyczne
9.1. Metody chemiczne – konwencjonalne
9.1.1. Chlorowanie
9.1.2. Ozonowanie
9.2. Metody chemiczne – alternatywne
9.2.1. Kwas nadmrówkowy
9.2.2. Kwas nadoctowy
9.3. Metody fizyczne – konwencjonalne
9.3.1. Promieniowanie UV
9.3.2. Filtracja membranowa
9.4. Kryteria wyboru metody dezynfekcji
9.5. Polskie doświadczenia praktyczne dezynfekcji ścieków – wybrane przykłady        
9.5.1. Dezynfekcja ścieków komunalnych w Jastrzębiej Górze
9.5.2. Dezynfekcja ścieków szpitalnych
9.6. Literatura
10. Zagrożenia dla odbiorników ścieków dezynfekowanych
10.1.Produkty uboczne dezynfekcji
10.1.1.Dezynfekcja chlorem gazowym
10.1.2.Dezynfekcja dwutlenkiem chloru
10.1.3.Dezynfekcja ozonem
10.1.4. Dezynfekcja z zastosowaniem promieniowania UV i filtracji membranowej
10.2.Dobór metody dezynfekcji ścieków oczyszczonych i wskaźniki występowania PUD
10.3.Literatura
11. Podsumowanie
12. Indeks

Autorzy: Krystyna Olańczuk-Neyman, Aneta Łuczkiewicz, Aleksandra Sokołowska, Bernard Quant, Rafał Bray, Katarzyna Jankowska, Eliza Kulba

Recenzenci: prof. dr hab. inż. Renata Kocwa-Haluch, dr hab. inż. Korneliusz Miksz

Wydanie: pierwsze

Rok wydania: 2015

ISBN: 978-83-60956-37-3

Ilość stron: 231

Wydawca: Wydawnictwo Seidel-Przywecki Sp. z o.o.

Format książki: wersja cyfrowa (dostęp online)