Правила безпеки для виробництв мікробіологічної промисловості складаються з одинадцяти розділів, у яких знайшли відбиття наступні питання. Загальні положення охорони праці

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7

Безперервна або періодична дезінфекційна обробка?
   Існують два основні підходи до регулювання бактерійного зростання в системі водопостачання.

Перший повинен забезпечити достатній рівень біоцидного агента в межах системи водопостачання (безперервне дозування). Цей спосіб зазвичай використовується, коли у вихідну воду вводять велику кількість хлору або хлорамінів. У якості біоцида в даному випадку найчастіше використовується гіпохлорит натрію.

Другий підхід полягає в періодичній дезінфекційній обробці системи. Варіанти використання біоцидів при періодичній або безперервній обробці безпосередньо залежатимуть від необхідної якості води. Наприклад, при створенні систем здобуття «ультрачистої води», де недопустимий контакт вироблюваних виробів з якими-небудь сторонніми домішками, слід використовувати періодичну обробку з відмиванням всієї мережі водопостачання від біостатичного хімікату. Та все ж більшість систем водопостачання, що використовують безперервне дозування біоцида, також потребуватимуть постійного обслуговування, тобто очищення трубопроводів, їх промивання і коректування режимів дезінфекції. Навіть у разі, коли виконана обробка води ультрафіолетом (УФ) або проведено додаткове дозування біоцида в резервуарах зберігання і системі розподілу води, вся система в цілому вимагатиме періодичної дезінфекційної обробки.

    Розвиток біоплівки на різних стадіях обробки води.

Фільтри механічного очищення і фільтри знезалізнення.

Одно-, двух- і тришарові фільтри механічного очищення зазвичай призначені для видалення механічних часток (розміром більше 10–20 мкм), а також для видалення колоїдного заліза (у окисленій формі). Великі площі фільтрації в таких фільтрах, що складаються з поверхні засипного матеріалу (як правило, суміші з кварцевого піску різної фракції і гидроантрацита) служать сприятливим середовищем для активного зростання мікроорганізмів, особливо, якщо вихідна вода не має залишкового вмісту биоцида (наприклад, при залишковому вмісті активного хлору в межах 0,5–1 мг/л зростання біоплівки на механічних фільтрах не відбувається). У випадках підвищеного вмісту розчиненого заліза у вихідній воді необхідно додавати окислювач (зокрема, хлор) для окислення заліза і його осадження на фільтрі (вживання биоцида, що володіє окислювальними властивостями, наприклад, хлору або гіпохлориту натрію, вельми корисно з точки зору регулювання зростання мікробіології). Якщо концентрація заліза нижче 0,5 мг/л, введення биоцида у вихідну воду корисно лише з точки зору контролю зростання мікробіологічних забруднень в устаткуванні попередньої підготовки (навіть якщо експлуатаційні витрати при цьому вище). При виборі биоцида, що дозується, для фільтрів знезалізнення води слід звертати увагу на сумісність насипного шару (каталізатора знезалізнення) з розчином биоцида.

2. Фільтри зм'якшування води.

Зм'якшування води (процес того, що Na-катионирования) достатнє часто використовується для запобігання процесам утворення накипу, попередньої обробки води перед установками зворотного осмосу і ін. Вказаний процес не може бути «джерелом зростання мікробіології», оскільки при регенерації катіонообмінної смоли використовується насичений розчин куховарської солі (хлориду натрію), який є несприятливим середовищем для зростання і розвитку мікроорганізмів.


   3. Фільтри адсорбційного очищення.

Якщо у вихідній воді міститься велика кількість органічних речовин, використовують адсорбцію на активованому вугіллі. Активоване вугілля має величезну площу для зростання мікробіологічних забруднень. Насичення маси вугілля відбувається пошарово, починаючи з верхніх шарів фільтру, закінчуючи глибшими. Із-за різної вибірковості адсорбції органічних молекул з водних розчинів спочатку походить адсорбція органічних сполук, що мають в своєму складі розвинені гідрофільні угрупування (спиртні, оксидні, полиэфирные) або іонізовані функціональні групи (аніони сульфогрупп, кислих ефірів сірчаної і фосфорної кислот, карбоксильні і фенольні групи, катіони аміногруп і азотвмісних гетероциклів). Це призводить до того, що при обробці води биоцидами, в першу чергу на поверхні активованого вугілля, сорбують продукти окислення органічних сполук, що утворюються при контакті биоцидов з мікроорганізмами і органічними речовинами, що містяться у воді. Ті органічні речовини, які не вступили в реакцію з биоцидом, віддалятимуться активним вугіллям в глибших шарах, які ще не насичені. Це призводить до того, що органічні речовини, адсорбовані в глибших шарах вугілля, можуть використовуватися мікроорганізмами як живильне середовище. Тому при використанні фільтрів з активованим вугіллям на одній із стадій водопідготовки слід збільшувати дозу биоцида, а також час його контакту з водою до того, як вода подається на фільтр. Збільшення часу контакту биоцида з водою в даному випадку необхідне через відмінність швидкостей реакції окислення биоцидом різних органічних сполук і мікроорганізмів. Саме тому фільтри адсорбційного очищення відомі як джерела мікробіологічного забруднення. Аби уникнути цього, після таких фільтрів встановлюють постійну петлю рециркуляції. Це дозволяє стабілізувати потік води, що проходить через фільтр, а додавання УФ-опромінення в цій петлі здатне затримувати мікробіологічне зростання.




4. Патронних фільтрів (мікрофільтраційне очищення).

Патронні фільтри відносяться до фільтрів періодичної дії, що працюють під тиском. Їх основа — патронні елементи (картріджи), що фільтрують, виготовлені з різних матеріалів. Ефективна робота патронних фільтрів досягається при дотриманні певних умов експлуатації і хімічної сумісності конструкційних матеріалів, з яких виготовлений елемент, що фільтрує. Патронні фільтри з рейтингом фільтрації 25–100 мкм дуже часто використовуються на стадії попереднього очищення. Елементи, що фільтрують, з рейтингом фільтрації 5–10 мкм — або як фільтри тонкого очищення в системах водопідготовки, або як фільтри попереднього очищення в установках зворотного осмосу. Елементи, що фільтрують, з меншою тонкістю фільтрації використовують для спеціальних стадій очищення води, на яких наявність мікробіологічних забруднень вважається не стільки критичним, скільки аварійним. За принципом дії патронні фільтри відносять до тупикової фільтрації: фільтрат проходить під тиском зовні через перегородку елементу(-ов), що фільтрує(-их), що фільтрує, затримувані домішки залишаються або на поверхні перегородки (поверхнева фільтрація), що фільтрує, або в її глибині (глибинна фільтрація). Механізм фільтрації визначається типом встановлюваних патронних елементів, що фільтрують (картріджів). Фільтрація рідини проводиться або до виникнення певного перепаду тиску на перегородці, що фільтрує, за рахунок накопичення механічних домішок, або до насичення шару, що фільтрує, розчиненими домішками за рахунок адсорбції або іонного обміну. Крім того, в процесі тупикової фільтрації на поверхні перегородки, що фільтрує, починає утворюватися так званий поляризаційний шар з мікрочасток, що утримуються поверхнею фільтру. При цьому рейтинг фільтрації (тонкість фільтрації) постійно зменшується за рахунок збільшення товщини цього поляризаційного шару. У цьому шарі починають накопичуватися не лише мікрочастки, але і мікроорганізми, що закріплюються на поверхні утриманих фільтром мікрочасток. Таким чином, на поверхні елементу, що фільтрує, починається зростання мікрофлори. Для елементів глибинного типа, що фільтрують, аналогічний процес спостерігається в глибині шару, що фільтрує. Аби уникнути цього, після таких фільтрів встановлюють постійну петлю рециркуляції. Це дозволяє стабілізувати потік води, що проходить через фільтр, а додавання уф-опромінення в цій петлі здатне затримувати мікробіологічне зростання. Крім того, шар активованого вугілля періодично обробляють розчином гідроокису натрію, що має в статичному режимі значення pH = 11–12, тобто витримують активне вугілля в розчині протягом 4–24 ч. Така обробка займає час, тому в критичних ситуаціях для дезінфекційної обробки часто використовується гостра пара, якщо матеріал корпусу фільтру і всі вхідні в нього компоненти здатні витримати необхідний тиск і температуру (зазвичай 121°C і 0,3 МПа протягом двох годинників). Непогані результати приносить періодична обробка патронних фільтрів розчинами биоцидов. В цьому випадку, аби знищити біоплівку, що виросла, зазвичай потрібно декілька циклів очищення. Перший етап — використання стандартного біоцидного агента. Другий етап — використання розчину з високим pH, зазвичай розчину гідроокису натрію, який допомагає видалити вищий шар бактерій, убитих биоцидом. Потім повторно вводиться свіжий розчин биоцида, для того, щоб убити наступний бактерійний шар, потім ця операція знову супроводжуватися обробкою каустиком. Цей цикл «биоцид — їдкий натрій» має бути повторений кілька разів, поки біоплівка не буде повністю видалена.


   5. Установки очищення води з використанням ультрафільтраційних, нанофільтраційних і зворотньоосмотических мембран.

Конструкція мембранних установок досить складна, має багато розвинених поверхонь, щілин і застійних зон в її трубопроводах і апаратурі. Вхідні в її склад мембранні елементи мають величезну площу поверхні, яка легко доступна для закріплення і розвитку мікроорганізмів. Саме вони найбільш схильні до біологічного зростання. При проектуванні мембранних установок і розрахунку ефективності їх використання в тому або іншому виробництві слід враховувати ті витрати, які можуть знадобитися для підтримки води безпечною в мікробіологічному відношенні. Особливо це стосується харчової, медичної, фармацевтичної і електронної галузей промисловості. У цих випадках, перш за все, не слід економити на трубопроводах і замочній арматурі. Найбільш простий і ефективний спосіб запобігання зростанню біоплівки на поверхні мембран — постійний контроль загального мікробного числа. При контролі і реєстрації рівня мікробіологічних забруднень в процесі експлуатації мембранних установок корисно проводити аналіз тенденцій змін мікробіологічної якості води, як в очищеній, так і у вихідній воді. Залежно від джерела водопостачання і пори року у вихідній воді можуть спостерігатися сезонні коливання рівня її забрудненості. Тому перед проектуванням мембранних установок слід перевіряти якість вихідної води протягом року.


   6. Ультрафіолетова (УФ) стерилізація води.

Це найбільш перспективний і високоефективний метод знезараження води відносно патогенних мікроорганізмів, що не наводить до утворення шкідливих побічних продуктів, на відміну від хлорування або озонування. Встановлено, що найбільшою бактерицидною дією володіють ультрафіолетові промені з довжиною хвилі від 200 до 295 мкм. Ця область ультрафіолетового опромінення називається бактерицидною. Максимум бактерицидного випромінювання досяжний при довжині хвилі близько 254 мкм. Цей вигляд випромінювання володіє енергією, достатньою для дії на хімічні зв'язки, у тому числі на живі клітини. Поглинаючись усередині мікроорганізмів молекулами ДНК і РНК, воно викликає фотохімічні зміни в їх структурі. Відомо, що УФ-випромінювання діє на віруси набагато ефективніше, ніж хлор, тому вживання ультрафіолету при підготовці питної води дозволяє, зокрема, багато в чому вирішити проблему видалення вірусів гепатиту А, яка не завжди вирішується при традиційній технології хлорування. Бактерицидна дія променів протікає у багато разів швидше, ніж хлору. При цьому бактерицидні промені знищують не лише вегетативні спори бактерій, але і спороутворюючі. Основна перевага методу уф-знезараження — легкість монтажу установок уф-стерилізації в типових технологічних схемах і їх відносна компактність, що не вимагає проведення значних будівельних робіт на існуючих водоочисних спорудах. Уф-стерилізація не утворює побічних продуктів при обробці води, тому доза УФ-опромінення може бути збільшена до значень, що забезпечують епідеміологічну безпеку, як по бактеріях, так і по вірусах. Тому при уф-знезараженні води не існує проблеми передозування. Особлива увага при використанні установок уф-знезараження води слід обернути на попередню підготовку води. Для знезараження води найчастіше використовуються установки з бактеріологічними випромінювачами закритого типу, які забезпечують вищу ефективність використання УФ-ізлученія ламп. При цьому конструкція бактеріологічних випромінювачів забезпечує рівномірний розподіл дози опромінення у всьому об'ємі знезаражуваної води. Проникнення уф-променів у воду супроводжується їх поглинанням як самою водою, так і речовинами, що знаходяться у воді в розчиненому або зваженому стані. Досвід роботи показує, що для вживання уф-стерилізації вихідна якість води повинна відповідати наступним вимогам:
      - вміст заліза у воді не повинен перевищувати 0,3 мг/л;
    - каламутність води не повинна перевищувати 2 мг/л.

При проектуванні установок попередньої підготовки води треба враховувати той чинник, що при обробці води, несприятливої в мікробіологічному відношенні, на фільтрах попереднього очищення може утворитися біоплівка, що у свою чергу може викликати збільшення загального мікробного числа і погіршувати якість води. Тому, в цих випадках краще всього застосовувати комбіновані методи знезараження води. При розміщенні уф-установок треба передбачати можливість вторинного мікробіологічного забруднення води. Це відбувається найчастіше через те, що водопровідна мережа і пов'язане з нею устаткування знаходяться в неналежному санітарно-технічному стані. Тому уф-знезараження є найбільш доцільним для локальних установок водопідготовки на завершальній стадії обробки води для забезпечення необхідної питної якості, в безпосередній близькості від споживача води. У уф-установках повинне передбачатися періодичне очищення кварцових чохлів, оскільки в процесі їх роботи накопичуються відкладення органічного і мінерального походження на внутрішній поверхні бактерицидної лампи.

7. Дозування хімічних реагентів.

Дозування хімічних реагентів стає невід'ємним процесом для систем очищення води.

Це:
   - дозування розчинів биоцидов (окислювачів) в процесах дезинфекції води;
   - дозування розчинів коагулянтів перед освітлюючими фільтрами;
   - дозування інгібітору в установках зворотного осмосу;
   - коректування хімічного складу води в процесах приготування різного роду напоїв;
   - коректування хімічного складу води в теплоенергетичних процесах;
   - дозування реагентів для дезінфекції води в плавальних басейнах і коректування її хімічного складу.

Резервуари подачі розчинів хімічних речовин можуть самі стати джерелами забруднення. Аби запобігти цьому явищу, необхідно ретельно вивчити всі рекомендації виготовлювача хімічних реагентів, визначити відповідні умови експлуатації резервуарів і дотримання «чистоти» приготування розчинів. Як правило, найбільш вдалий підхід до вирішення проблеми запобігання зростанню мікробіологічних забруднень в системах дозування реагентів — звичайний комплекс організаційно-технічних заходів: використання постійних постачальників реагентів, повна заміна запасів реагенту і повне періодичне очищення резервуарів із застосуванням миючих і дезінфікуючих засобів.

8. Захист очищеної води.

Після очищення води можуть знадобитись певні кроки для підтримки її мікробіологічної якості. Незалежно від всіх використовуваних надалі методів підтримки мікробіологічної чистоти води слід виконати петлю рециркуляції від резервуарів для зберігання очищеної води до системи її розподілу для того, щоб підтримувати мінімальну швидкість потоку води 1,5 м/с. В цілому для підтримки мікробіологічної якості очищеної води доступні декілька методів. Перший метод: слід нагрівати воду до 80°C і підтримувати цю температуру по всій системі зберігання і розподілу очищеної води. Другий метод: слід безперервно дозувати озон (надзвичайно потужний биоцид) з підтримкою його концентрації у воді на рівні 0,2–0,5 мг/л. Третій метод: слід встановити уф-обробку з довжиною хвилі 254 мкм на петлі рециркуляції і в точках відбору очищеної води, хоча в цьому випадку УФ-ізлученіє не знищуватиме біоплівку, яка утворилася з системі зберігання і розподілу води. Всі ці методи ефективні при захисті очищеної води від вторинного мікробіологічного забруднення, тому при проектуванні системи зберігання і розподілу води слід враховувати лише економічні аспекти.

Резюме

Мікробіологічне забруднення, і особливо зростання біоплівки, може серйозно відбитися на якості очищеної води і завдати істотного експлуатаційного збитку установкам очищення води. Компоненти з великими площами поверхні, що входять в систему очищення, такі як завантаження фільтрів і мембранні елементи, відносяться до найбільш небезпечним з цієї точки зору. Якщо мікроорганізми не можуть бути видалені повністю на стадіях попереднього очищення, необхідно обмежити їх зростання. Перший крок в цьому напрямі — грамотне проектування як самої системи очищення води, так і складових її компонентів, з метою усунення застійних зон і площ, сприяючих бактерійному розвитку. Другий крок включає безперервну або періодичну дію биоцидов на поверхні компонентів, що входять в систему очищення. Перше не завжди практично, але зменшує частоту проведення циклів дезінфекційної обробки. Друге майже неминуче, оскільки без проведення регулярних циклів дезінфекційної обробки компонентів системи очищення води, зростання мікроорганізмів неминуче.

Blog