排水浄化システム

排水除染システム（EDS）は、液体廃棄物に含まれる生物学的に活性な物質やバイオハザード物質を除染または殺菌するために設計された装置または装置群です。EDSを利用できる施設の種類には、病院、食品・飲料産業の工場、研究室、農業・動物研究施設、医薬品製造施設、政府または軍事施設などがあります。^[1]実際、バイオセーフティレベル2以上の液体廃棄物を排出するアメリカ合衆国のすべての施設は、公共下水道に排出する前に廃棄物を除染する必要があります。^{[2] EDSで殺菌される液体の例には、人員除染室のシャワー水や、実験室環境での動物室の}洗浄から出る廃水 などがあります。^[3]

EDSは主に液体廃棄物を滅菌するように設計されていますが、場合によっては液体排出物によって運ばれる固形物を滅菌することもできます。ただし、EDSでは、固形物がEDSの滅菌場所に入る前に粉砕するためのグラインダー^{[4]と、タンク内の排出物を撹拌して}凝固を減らすためのマセレーションパドル^[5]が必要になる場合があります。

EDS は設計や機能がさまざまですが、化学滅菌または熱滅菌のいずれかを使用するのが一般的です。

バッチ式EDSは、少なくとも1つの滅菌タンク（キルタンクまたはクックタンクとも呼ばれる）で構成されています。滅菌タンクは通常、ジャケット付き容器で、中空の壁を持つ容器です。排水は、重力またはポンプでタンクに送り込まれてキルタンクに流れ込みます。タンクが排水で満たされると、高温の加圧蒸気がジャケット付き容器の壁の空洞を通過し、温度が121℃以上に上昇します。すべての排水が少なくとも30分間、少なくとも121℃に加熱されると、キルタンク内のすべての生物学的に危険な物質が滅菌されます。^[6]この時点で、タンクは重力または流体置換によって空にすることができます。

バッチ式EDSには少なくとも1つの滅菌タンクが必要ですが、複数の滅菌タンクを使用して専用の貯蔵タンクから供給することもできます。キルタンクが稼働していないときは、貯蔵タンクのように機能し、滅菌できるまで排水と廃水を収集できることは注目に値します。 ^[7]

バッチ蒸気注入システムはバッチ蒸気 EDS と同様に機能しますが、滅菌段階では蒸気が直接排水に通されます。この手順により、排水が必要な滅菌温度に達するまでの速度が上がり、処理時間が長くなります。処理速度は、排水を保持するために使用できるスペースを蒸気が占めるため、滅菌できる排水の量と相殺されます。蒸気注入は非常に騒音の大きいプロセスです。排水を蒸気が駆け抜けると、ジェットエンジンのような音がします。^[8]また、このプロセスにより、固形物が滅菌タンクの側面に付着し、ジャケット付き容器の壁からの熱伝達が妨げられる可能性があります。^[9]バッチ蒸気注入 EDS の低温および低圧バージョンは、82.2 °C の滅菌温度にさらすことで、バイオセーフティレベル 2 の廃棄物を除染できることが示されています。この低温では、滅菌を達成するのに 6 時間という長い時間が必要です。^[10]

連続流EDSは、加熱された配管に液体の排出物を通し、殺菌します。加熱された配管は、熱損失と必要なスペースを最小限に抑えるために、コイル状に巻かれることがよくあります。加熱された配管の長さと口径は、排出物の流量と配管の加熱温度に応じて大きく異なります。高温の方が殺菌が速いため、配管の温度が高いほど、連続流EDSの流量は高くなります。天然ガス、蒸気、または電気は、殺菌に必要な熱を供給できます。^[11]

1日あたり100ガロン未満の小規模システムでは、化学排水除染システムを使用することができます。排水は殺菌タンクに集められ、漂白剤などの化学殺菌剤と混合されます。その後、排水と殺菌剤の混合物は、排水中のすべての微生物が殺菌されていることを確認するために十分な時間保持されます。殺菌後、排水を下水に廃棄する前に殺菌剤を中和する必要があります。そのため、バッチ化学EDSを動作させるには、殺菌剤と中和剤の両方を含む大量の化学物質が必要です^[12]

研究によると、動物の排泄物、フミン酸、および胎児牛血清の混合物を含む排水中のバチルス 胞子は、漂白剤ベースの化学EDSで2時間の曝露で5700ppm未満の殺菌濃度で効果的に不活性化できることが示されている^[13]