本發(fā)明涉及水處理和水分配體系中水質(zhì)監(jiān)測(cè)的領(lǐng)域。

發(fā)明背景

在全球范圍內(nèi)，獲得好品質(zhì)的水對(duì)于人類是至關(guān)重要的。特別是對(duì)于新興市場(chǎng)，這種挑戰(zhàn)對(duì)于許多在水方面有壓力的國(guó)家是非常真實(shí)的。無論在發(fā)達(dá)國(guó)家還是在發(fā)展中國(guó)家干凈安全水的可得性均為主要問題。目前，由于人口增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化、來自各種工農(nóng)業(yè)活動(dòng)的水體污染增加、暴雨和由天氣變化造成的干旱以及來自各種用戶的需求，在滿足可飲用水體系的增長(zhǎng)需求方面，世界正面臨艱難的挑戰(zhàn)(V?r?smarty等, 2000; Lee等, 2005; Moe等, 2006; Coetser等, 2007, Theron等, 2008)。根據(jù)WHO，超過十億人(大多數(shù)在發(fā)展中國(guó)家)仍然不能獲得足夠的飲用水供應(yīng)(世界衛(wèi)生組織 2004)，且因此，易受傷害群體(兒童、老人和窮人)的健康福利品質(zhì)依賴于安全和負(fù)擔(dān)得起的供水的可得性(Theron等, 2008; Theron等, 2002)。

然而，仍然存在這樣的事實(shí)，增加的人口需要來自社區(qū)的干凈安全的飲用水。估計(jì)22億人不能獲得干凈安全的水。每年有9億人患有與水相關(guān)的疾病，全球病床的一半被罹患與水相關(guān)的疾病的人占據(jù)(世界衛(wèi)生組織)，大部分受影響的是兒童和婦女。每年兩百萬(wàn)兒童因?yàn)橐昧吮晃廴镜乃劳?即每15秒一個(gè))(世界衛(wèi)生組織)。這些是令人難以置信的數(shù)字。

負(fù)責(zé)家庭廢水以及工業(yè)流出物的市政廢水處理廠為河流和湖泊的主要污染源。經(jīng)處理和未經(jīng)處理的水以及溢流直接進(jìn)入自然界并且會(huì)對(duì)湖泊和河流中的水生態(tài)體系造成威脅。來自湖泊和河流的水是飲用水的來源。

盡管事實(shí)上飲用水為我們最常用和有價(jià)值的日用品，仍然缺乏實(shí)用的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和監(jiān)測(cè)體系以及正確的處理體系，這些體系解決檢測(cè)飲用水中可能的微污染物(如細(xì)菌和寄生蟲以及藥物殘留)的需要。需要改進(jìn)的監(jiān)視和取樣體系以及有效的處理來檢測(cè)并避免水質(zhì)的任何突然劣化以及啟動(dòng)恰當(dāng)?shù)拇胧缬行У南竞途?polishing)。

當(dāng)今市場(chǎng)上存在多種在線儀器，例如用于測(cè)定T℃(總有機(jī)碳)、BOD(生物需氧)、各種離子、氯、DO(溶解氧)等的儀器。然而，在全球所有水處理工廠最常見的是測(cè)定pH、溫度、濁度和氯。這些參數(shù)不被加工并且未給出關(guān)于微生物生長(zhǎng)也未給出關(guān)于寄生蟲(如隱孢子蟲(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(Giardia))危害以及增加的有機(jī)物等的任何信息。

可由被污染的水傳給人的致病微生物的兩個(gè)重要的實(shí)例為賈第鞭毛蟲(Giardia)和隱孢子蟲(Cryptosporidium)。隱孢子蟲(Cryptosporidium)卵囊在周圍水中常見并分布很廣，并且可在這樣的環(huán)境中存留數(shù)月。感染人類所需要的劑量(即，感染劑量)低，已經(jīng)在全世界發(fā)生過由該原生動(dòng)物造成的大量水源性傳染疾病的爆發(fā)，并且將會(huì)繼續(xù)如此。該問題被以下事實(shí)加劇，一個(gè)事實(shí)是隱孢子蟲(Cryptosporidium)耐常用的水消毒實(shí)踐(例如加氯)，一個(gè)事實(shí)是目前還沒有有效預(yù)防或控制由隱孢子蟲(Cryptosporidium)造成的胃腸炎的藥物。

在世界范圍賈第鞭毛蟲病(Giardiasis)是最常報(bào)道的腸道原生動(dòng)物感染。世界衛(wèi)生組織估計(jì)每年有2億人感染。已經(jīng)報(bào)道了在所有主要?dú)夂騾^(qū)(從熱帶到北極)的人被賈第鞭毛蟲(Giardia)感染。賈第鞭毛蟲(Giardia)胞囊在所有質(zhì)量的表面水中普遍存在。因?yàn)橘Z第鞭毛蟲(Giardia)感染在人群和動(dòng)物群體中廣泛傳播，所以環(huán)境污染是不可避免的且甚至在最原始表面水中已經(jīng)檢測(cè)到胞囊。

隱孢子蟲(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(Giardia)的與人有關(guān)的來源為經(jīng)處理的廢水。現(xiàn)今尚沒有監(jiān)測(cè)排放到自然界(即湖泊和河流)的微生物的監(jiān)視體系。具有不同濃度的微生物負(fù)載的經(jīng)處理的或未經(jīng)處理的廢水與湖水和河水混合，這被稱作“天然稀釋”。

與病原體一起引起對(duì)水源的環(huán)境負(fù)載的另一種出現(xiàn)的污染物為藥物產(chǎn)品殘留，來源于藥物工業(yè)、人類消費(fèi)以及動(dòng)物抗生素。此外，個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品現(xiàn)今也成為環(huán)境問題。

這些殘留粘著于水流中的微污染物(例如細(xì)菌和原生動(dòng)物)并對(duì)環(huán)境造成破壞，并最終影響人類。實(shí)際上，含藥物殘留的廢水導(dǎo)致用于生產(chǎn)飲用水的水源的污染。在全球范圍內(nèi)似乎藥物/個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品殘留為出現(xiàn)的環(huán)境問題。

本文所用的術(shù)語(yǔ)“廢水”為其品質(zhì)已經(jīng)被人為影響不利地影響的任何水。其包括由居家、商業(yè)地產(chǎn)、工業(yè)和/或農(nóng)業(yè)排放的液體廢物。廢水的一個(gè)實(shí)例為市政廢水。

需要具有污染物的取樣和滅活以確保不同水潔凈度的正確施用的改進(jìn)的靈敏的監(jiān)視體系來檢測(cè)這些污染物。由于在經(jīng)處理的廢水和源水/湖水中病原體和藥物殘留的存在所產(chǎn)生的水潔凈度的突然劣化是現(xiàn)今和將來的挑戰(zhàn)。

需要處理廢水以減少有機(jī)負(fù)荷和懸浮固體來限制環(huán)境污染和避免健康危險(xiǎn)。用于市政廢水的已有的處理方法為物理、化學(xué)和生物方法。物理化學(xué)方法涉及使用化學(xué)沉淀的一次和二次沉積、化學(xué)凝結(jié)、以及去除懸浮固體和溶解物質(zhì)和過濾。生物處理主要涉及活性污泥和生物質(zhì)生產(chǎn)。

這是非常復(fù)雜的體系且完整的過程花費(fèi)約24-40小時(shí)，涉及廢水處理中的各種步驟(Tansel，2008)。術(shù)語(yǔ)“總有機(jī)碳”通常是指與有機(jī)物質(zhì)連接的碳，該有機(jī)物質(zhì)衍生于腐爛的植被、細(xì)菌生長(zhǎng)和活有機(jī)物或化學(xué)品的代謝活動(dòng)。水中高有機(jī)碳為可能的微生物生長(zhǎng)的指示。

病原體(如隱孢子蟲(Cryptosporidium)、賈第鞭毛蟲(Giardia)、鉤蟲、阿米巴變形蟲和細(xì)菌)以及藥物殘留可存在于未經(jīng)處理的或處理不充分的廢水中，且如果該水到達(dá)河流/湖泊，則水變得不適合作為飲用水源的來源，原因是不存在給出關(guān)于污染的信息的監(jiān)測(cè)體系。

正開發(fā)用于廢水處理的新技術(shù)，如MBR(膜生物反應(yīng)器)、通過納米技術(shù)分離有機(jī)物、超濾和納濾等。

現(xiàn)今廢水處理中的焦點(diǎn)為除去氮和磷以及將廢物轉(zhuǎn)化為能量。納米技術(shù)和不同尺寸和容量的MBR膜生物反應(yīng)器已經(jīng)被確定并開發(fā)用于提供與水處理和品質(zhì)相關(guān)的許多困難的解決方案(Theron等, 2008)。

考慮到全球飲用水的重要性，并且謹(jǐn)記在為了滿足日益提高的水要求的當(dāng)前實(shí)踐的可行性方面的關(guān)注點(diǎn)，緊迫地需要開發(fā)新技術(shù)和材料來解決與安全飲用水、循環(huán)水和將用于不同目的的源水和湖水的潔凈度相關(guān)的挑戰(zhàn)。盡管現(xiàn)今正開發(fā)新的水處理技術(shù)，但是需要新的成本有效的、用戶友好的、穩(wěn)健和更高效的精制體系，該體系能夠一步去除和/或滅活寄生蟲(例如隱孢子蟲(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(Giardia))以及經(jīng)處理的水流中的藥物殘留。

目前，檢測(cè)水中微生物的常規(guī)方法是在無菌瓶中收集500 ml隨機(jī)的水樣品并隨后每個(gè)樣品取不到一滴進(jìn)行分析。為了確定任何微生物的存在，可在瓊脂板上對(duì)樣品進(jìn)行培養(yǎng)，隨后對(duì)板上的菌落形成單元進(jìn)行計(jì)數(shù)。不用說，這樣的方法具有多個(gè)缺點(diǎn)。一個(gè)缺點(diǎn)是未檢出污染物的高風(fēng)險(xiǎn)，原因是取樣的隨機(jī)性。另一個(gè)缺點(diǎn)是低靈敏性，原因是分析量少：僅僅將從500 ml樣品取出的一滴的一部分用于分析和評(píng)估。

對(duì)于寄生蟲，不進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的常規(guī)分析，原因是分析的高成本和復(fù)雜性。某些較大的水處理工廠一個(gè)月分析一次樣品或一年分析一次樣品。分析花費(fèi)數(shù)周，費(fèi)用高。此外，需要多于100升水來進(jìn)行正確的分析。

但是，出于許多原因，微生物污染物在水分配體系中會(huì)不時(shí)地發(fā)生，例如如果，出于某種原因，水處理失敗或水分配體系中的生物膜松動(dòng)。這類微生物污染可存在非常短時(shí)間，例如5秒到60秒，或者存在較長(zhǎng)的時(shí)間，隨后水質(zhì)再次返回正?！，F(xiàn)有技術(shù)的隨機(jī)取樣不適合捕捉該類型的微生物污染物。該性質(zhì)的污染物可能每天/周/月出現(xiàn)數(shù)次并不被注意地通過，但是在消費(fèi)者終端造成或多或少的嚴(yán)重的健康問題。

美國(guó)專利第7,891,235號(hào)公開了用于監(jiān)測(cè)水體系中的水質(zhì)的方法。在該體系中，提供水管來在其中輸送水。顆粒傳感器有效地與水管連接。顆粒傳感器連續(xù)地對(duì)水管的水中的顆粒計(jì)數(shù)。只有當(dāng)顆粒計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定水平時(shí)顆粒傳感器才觸發(fā)水樣品的取樣。

國(guó)際申請(qǐng)WO/2002/017975公開了評(píng)估在物品表面上或在密封體積內(nèi)臭氧消耗劑的存在的方法，做法是提供包含臭氧的流體、使所述流體與物品接觸或?qū)⑺隽黧w引入密封體積內(nèi)、測(cè)定流體中臭氧的濃度和評(píng)價(jià)臭氧消耗劑的存在與所測(cè)得的臭氧濃度之間的函數(shù)關(guān)系。特別是，所述方法可作為評(píng)估表面或體積的清潔度的方法使用，清潔度以基本不存在臭氧消耗劑來表示。

國(guó)際申請(qǐng)WO/2011/061310公開了水供應(yīng)和監(jiān)測(cè)體系，其包括第一水管，用于在所述管道中的第一位置處感知水中顆粒的顆粒傳感器；第二管道，其通過布置在第一位置下游的第一管道上的第二位置處的第一閥門與第一管道流體流通；第三管道，其在第一位置與第二位置之間的位置處與第一管道流體連通；第二閥門，其使由第一管道輸送的水流入第三管道。同時(shí)還描述了使用所述配置的方法，所述方法包括：確定在第一管道中在0.1-100微米范圍內(nèi)的粒徑間隔內(nèi)水中顆粒的含量；當(dāng)所確定的顆粒含量高于預(yù)定水平時(shí)觸發(fā)第一閥門的關(guān)閉并打開第二閥門，籍此將在第一管道中流動(dòng)的水從第二管道轉(zhuǎn)向到第三管道中。

發(fā)明概述

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于水的最終處理和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、取樣和將污染物(藥物殘留以及寄生蟲隱孢子蟲(Cryptosporidium)和賈第鞭毛蟲(Giardia))分類的設(shè)備和方法，而化學(xué)品的使用顯著減少并可獲得經(jīng)分類的清潔水以用于不同的目的。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是為精確體積的水的正確水樣提供污染信息。

通過本發(fā)明的方法，有利地在污染出現(xiàn)時(shí)對(duì)水取樣，而不是隨機(jī)取樣，取樣持續(xù)時(shí)間與污染持續(xù)時(shí)間一樣長(zhǎng)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的為實(shí)時(shí)濃縮取樣的水的體積，而不會(huì)破壞污染物。

本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供用于水處理的裝置和方法，其中病毒、細(xì)菌、藻類、原生動(dòng)物和寄生蟲從水中有效地去除。

本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供用于工廠管理的裝置和方法以快速?zèng)Q定，從而避免水體中的污染。

本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供用于減少水體中微生物和小顆粒(例如藥物殘留的小顆粒)污染物的裝置和方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供用于減少水(例如市政用水(自來水)、經(jīng)處理的廢水或源水)中化學(xué)污染物的含量的裝置和方法，所述化學(xué)污染物例如藥物、個(gè)人護(hù)理品、農(nóng)藥(pesticides)、殺蟲劑(insecticides)等。

本發(fā)明的再另一個(gè)目的為提供用于改進(jìn)水質(zhì)監(jiān)測(cè)的裝置和方法。

本發(fā)明的再另一個(gè)目的為提供用于水中甚至非常少量的微生物污染的改進(jìn)的監(jiān)測(cè)的裝置和方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供具有保持高水平的效率、安全性和水安全的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制的水處理方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供用于監(jiān)測(cè)在水分配體系中流動(dòng)的水的質(zhì)量的方法，其中水樣結(jié)合污染的出現(xiàn)被捕獲。

本發(fā)明的另一個(gè)目的為提供用于監(jiān)測(cè)水的質(zhì)量的方法，其中水的取樣通過檢測(cè)水中污染物的存在來觸發(fā)。

因此，根據(jù)第一方面，提供了用于監(jiān)測(cè)在管道中流動(dòng)的水的質(zhì)量的方法，做法是，

(i) 使水流從管道轉(zhuǎn)向到激光顆粒計(jì)數(shù)器中，所述激光顆粒計(jì)數(shù)器連續(xù)地對(duì)轉(zhuǎn)向水流中在粒徑間隔內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)，以便確定對(duì)于每個(gè)時(shí)間每體積水在所述粒徑間隔內(nèi)的顆粒數(shù)目，

- 將與每體積在管道中流動(dòng)的水的顆粒數(shù)目的先前確定的參考值相比較；和

- 當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，從管道中取水的樣品，

(ii) 使水流從管道轉(zhuǎn)向到單元中，所述單元將流分成在粒徑間隔內(nèi)的較高顆粒濃度的級(jí)分和在所述粒徑間隔內(nèi)的較低顆粒濃度的級(jí)分，和

- 當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，取所述級(jí)分中的至少一種的樣品；和

(iii) 當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

所述報(bào)警信號(hào)例如可為發(fā)往計(jì)算機(jī)或移動(dòng)電話的電信號(hào)。

一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案包括，當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，往管道中的水流中加入臭氧。例如可通過下述方法添加，讓管道中的水流通過罐或室，臭氧也允許進(jìn)入該罐或室內(nèi)，并且在適合的處理時(shí)間后讓水從罐中離開。

被計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的粒徑的范圍通常為約0.1 μm到至多100 μm。在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒計(jì)數(shù)器連續(xù)地對(duì)在例如0.5-3μm的粒徑間隔內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)以提供每體積水在所述粒徑間隔內(nèi)的顆粒數(shù)。該實(shí)施方案優(yōu)選包括，當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，取過濾單元的滲透物流的樣品。

在一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒計(jì)數(shù)器連續(xù)地對(duì)在例如3-25 μm的粒徑間隔內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)以提供每體積水在所述粒徑間隔內(nèi)的顆粒數(shù)。該實(shí)施方案優(yōu)選包括，當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，取過濾單元的濃縮物流的樣品。

優(yōu)選對(duì)取出的樣品進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)物理、化學(xué)、生化或微生物分析。

一個(gè)實(shí)施方案還包括連續(xù)地測(cè)定水流的至少一個(gè)其他的物理或化學(xué)參數(shù)，例如選自以下的參數(shù)：水中的溶解固體、溶解氧、pH、電導(dǎo)率、溫度和濁度。

附圖簡(jiǎn)述

圖1為本發(fā)明的水監(jiān)測(cè)體系的示意圖。

圖2為本發(fā)明的在線臭氧水處理體系的示意圖。

圖3圖示了在24小時(shí)時(shí)段測(cè)得的顆粒計(jì)數(shù)?！傲Ｈ?(Cluster 1)”對(duì)應(yīng)于測(cè)得的在1-3 μm的小粒徑范圍內(nèi)的顆粒，且“粒群2(Cluster 2)”對(duì)應(yīng)于測(cè)得的在3-25 μm的大粒徑范圍內(nèi)的顆粒。

發(fā)明詳述

本發(fā)明的方法包括使水流從管道轉(zhuǎn)向到顆粒計(jì)數(shù)器中，所述顆粒計(jì)數(shù)器連續(xù)地對(duì)轉(zhuǎn)向水流中在粒徑間隔內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)，以便連續(xù)地提供關(guān)于每體積水在所述粒徑間隔內(nèi)的顆粒數(shù)目的信息。

從管道中流動(dòng)的水轉(zhuǎn)向的水流的流速例如為5 l/min-10 l/min。在任何適合位置使水流從管道轉(zhuǎn)向。例如，如果水為待通過出口排放到接收器中的廢水，則在出口上游的任何位置處應(yīng)當(dāng)使水流轉(zhuǎn)向。

轉(zhuǎn)向流的至少一部分通過激光顆粒計(jì)數(shù)器，在此對(duì)水流中存在的顆粒進(jìn)行連續(xù)計(jì)數(shù)。激光顆粒計(jì)數(shù)器可為任何常規(guī)的液相顆粒計(jì)數(shù)器，例如在波長(zhǎng)330- 870 nm內(nèi)工作的激光計(jì)數(shù)器，例如購(gòu)自HACH LANGE, MetOne的WPC-21和其他。

被計(jì)數(shù)的顆粒通常具有在0.1 μm-100 μm (例如0.2μm-50 μm，或0.5 μm-25 μm)范圍的粒徑，例如通常對(duì)應(yīng)于微生物污染物(例如病毒、細(xì)菌和原生動(dòng)物寄生蟲)以及對(duì)應(yīng)于小顆粒無機(jī)和有機(jī)物質(zhì)(例如藥物殘留)的粒徑間隔。在該群組中，細(xì)菌和病毒通常處于小尺寸端，而寄生蟲通常處于大尺寸端。因此，在0.1-5 μm的粒徑間隔內(nèi)(例如在0.2-5 μm的粒徑間隔內(nèi)，或在0.5-3 μm的粒徑間隔內(nèi))的顆粒計(jì)數(shù)將表明水中存在病毒和細(xì)菌，且還可表明存在藥物殘留。另一方面，在3-100 μm的粒徑間隔內(nèi)或在3-50 μm的粒徑間隔內(nèi)，例如3-25 μm，例如5-100 μm，或5-50 μm，例如5-25 μm，或10-100 μm，例如10-50 μm，或10-25 μm，將表明水中存在寄生蟲，并且還可表明存在藥物殘留。藥物殘留可為顆粒藥物殘留和連接于微生物顆粒的藥物物質(zhì)二者。

因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，連續(xù)地對(duì)在通常對(duì)應(yīng)于病毒和細(xì)菌尺寸的粒徑間隔內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)，例如粒徑間隔為約0.1 μm-約5 μm，或約0.2 μm-約5 μm，例如約0.5 μm-約3 μm；例如從約0.1 μm、或從約0.2 μm、或從約0.3 μm、或從約0.4 μm、或從約0.5 μm至約5 μm、或至約4 μm、或至約3 μm、或至約2 μm，以便連續(xù)地提供關(guān)于每體積水在所述粒徑間隔內(nèi)的顆粒數(shù)目的信息。

此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，連續(xù)地對(duì)在通常對(duì)應(yīng)于微生物寄生蟲尺寸的粒徑間隔內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)，例如粒徑間隔為約3 μm-約100 μm，或約3 μm-約50 μm，例如約3 μm-約25 μm，例如從約3 μm、或從約4 μm、或從約5 μm、或從約6 μm、或從約8 μm、或從約10 μm至約100 μm、或至約80 μm、或至約50 μm或至約25 μm，以便連續(xù)地提供關(guān)于每體積水在所述粒徑間隔內(nèi)的顆粒數(shù)目的信息。

優(yōu)選對(duì)在粒徑間隔S₁和S₂內(nèi)或在這兩者內(nèi)的顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)。在一些實(shí)施方案中，可對(duì)在不同粒徑間隔內(nèi)的顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)，例如任何上述間隔的子間隔，或?qū)?yīng)于微生物污染或其他顆粒污染的任何其他間隔。

在本發(fā)明的方法中，將在所給定尺寸間隔S_n內(nèi)的顆粒數(shù)目連續(xù)地與在管道中流動(dòng)的每體積水在該尺寸間隔內(nèi)的顆粒數(shù)目的預(yù)定參考值相比較。

優(yōu)選確定每種類型設(shè)置(setting)和水的值，且值可為例如通過對(duì)在預(yù)備時(shí)間期間(例如1小時(shí)、10小時(shí)、1天或甚至1周或更長(zhǎng))從管道轉(zhuǎn)向的水流中在粒徑間隔S_n內(nèi)的顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)所獲得的值，籍此獲得顆粒計(jì)數(shù)的平均值或“基線”值以及表明圍繞該平均值的正常波動(dòng)幅度，使得能夠計(jì)算圍繞平均值的高斯分布(Gaussian distribution)。

可有規(guī)律地重復(fù)的確定，例如一天一次、一周一次、一月一次或一年一次或以任何其他所選擇的時(shí)間間隔，或者由于任何條件(例如環(huán)境條件或水處理方法等)的變化在認(rèn)為必要時(shí)。

確定的其他方法是可以想到的并且認(rèn)為在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的范圍內(nèi)。例如，在一些實(shí)施方案中，作為在時(shí)間之前的一個(gè)時(shí)段期間測(cè)得的在粒徑間隔內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)的平均值被連續(xù)地確定。

在本發(fā)明的方法中，當(dāng)超過預(yù)定閾值()持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度(“閾值時(shí)間”)時(shí)，取水樣。非常有利的是，當(dāng)上述條件滿足時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)取樣。優(yōu)選使用圍繞的高斯分布來選擇。例如，為了選擇適合的，可計(jì)算與相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，且可作為的函數(shù)選擇，即，其中q可為例如1-10的數(shù)，例如1.5-5，或2-4。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，(以及本文所提到的任何其他閾值)還可通過任何其他適合的方法選擇，例如通過先前的經(jīng)驗(yàn)，通過研究特定設(shè)定中一段時(shí)間的變化幅度，或者作為的預(yù)定因子，例如2-1000的因子，或4-500的因子，或5-200的因子，或10-100的因子，或20-50的因子。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，顆粒計(jì)數(shù)將經(jīng)歷正常波動(dòng)，并且以非規(guī)律的間隔，會(huì)產(chǎn)生短時(shí)尖峰信號(hào)。因此，為了避免“假陽(yáng)性”，優(yōu)選僅當(dāng)已經(jīng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度(例如5秒-1小時(shí)；例如約10秒-0.5小時(shí)；或0.5分鐘-10分鐘；或1分鐘-5分鐘)時(shí)才應(yīng)當(dāng)觸發(fā)水的取樣。

在某些實(shí)施方案中，對(duì)于任何一個(gè)粒徑間隔針對(duì)相應(yīng)的閾值時(shí)間選擇數(shù)個(gè)閾值，在此較高的閾值與較短的閾值時(shí)間相關(guān)。例如，對(duì)于閾值可選擇相應(yīng)的閾值時(shí)間，使得。

優(yōu)選地，只要顆粒計(jì)數(shù)保持高于預(yù)定閾值，將重復(fù)取樣，該預(yù)定閾值可與相同或不同。例如，可重復(fù)取樣至少直到顆粒計(jì)數(shù)已經(jīng)返回低于的值，其中例如為0.5、1、1.5或2。

在所選位置取水樣，以便獲得代表在管道中流動(dòng)的水的樣品。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，從管道中直接取出水樣。例如，可使用基于模塊的取樣器取出水樣，這些模塊包括多個(gè)滅菌樣品瓶，例如4個(gè)滅菌的樣品瓶。取樣和樣品保存優(yōu)選按照水取樣的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行，例如相關(guān)的ASTM標(biāo)準(zhǔn)。

在例如5-60秒或120秒的污染時(shí)間或更長(zhǎng)的時(shí)間期間，收集水樣直到顆粒計(jì)數(shù)達(dá)到預(yù)定閾值，并任選還直到任何其他測(cè)得的參數(shù)達(dá)到預(yù)定閾值。例如，每小時(shí)可收集6個(gè)樣品，持續(xù)認(rèn)為必要的時(shí)間長(zhǎng)度，或持續(xù)達(dá)到任何閾值的時(shí)間長(zhǎng)度。這使得分析結(jié)果更具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義和更好的置信度。

本發(fā)明的方法還包括使水流從管道轉(zhuǎn)向到單元中，該單元將流分成在粒徑間隔內(nèi)的較高顆粒濃度的級(jí)分和在所述粒徑間隔內(nèi)的較低顆粒濃度的級(jí)分，和當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，取所述級(jí)分中的至少一種的樣品。

和可以與和相同的方式采用先前所確定的參考值并與顆粒計(jì)數(shù)的高斯分布結(jié)合來選擇。在一些實(shí)施方案中，和與和相同。

在一些實(shí)施方案中，從在粒徑間隔內(nèi)的較高顆粒濃度的級(jí)分取樣。在一些實(shí)施方案中，從在粒徑間隔內(nèi)的較低顆粒濃度的級(jí)分取樣。

將流分成在粒徑間隔內(nèi)的較高顆粒濃度的級(jí)分和較低顆粒濃度的級(jí)分的單元或裝置例如可為過濾單元或離心機(jī)。

例如，所述方法包括使水流從管道轉(zhuǎn)向到過濾單元中，所述過濾單元過濾水以提供滲透物流和濃縮物流，和當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)取滲透物流和濃縮物流中至少一種的樣品。

在某些實(shí)施方案中，從濃縮物流取樣。在一些其他實(shí)施方案中，從滲透物流取樣。

過濾單元例如可為常規(guī)陶瓷濾水器，例如由Doulton USA銷售的過濾柱。

通過選擇具有適合的截留孔徑的過濾單元，例如截留孔徑為約3 μm，可獲取兩種級(jí)分，即，包含大于截留尺寸的顆粒的第一級(jí)分，例如原生動(dòng)物寄生蟲如隱孢子蟲(Cryptosporidium)或賈第鞭毛蟲(Giardia)的第一級(jí)分，和包含小于截留尺寸的顆粒的第二級(jí)分，例如細(xì)菌、病毒和顆粒藥物殘留。可從兩級(jí)分中的任一個(gè)取樣，但是優(yōu)選從兩種級(jí)分中都取樣。

例如，用于濃縮小體積至中體積(例如50 ml-10 l)樣品的適合體系由膜毛細(xì)管、壓力表、陶瓷膜組件和罐組成。用泵驅(qū)使收集在罐中的水樣通過膜組件中的膜并再循環(huán)回到罐。通過該錯(cuò)流陶瓷膜過濾，獲得兩種級(jí)分，一種為滲透物，另一種為濃縮物。

在一些實(shí)施方案中，至少一種級(jí)分(例如濃縮物)經(jīng)歷光學(xué)監(jiān)測(cè)、PCR分析或常規(guī)培養(yǎng)。在一些實(shí)施方案中，轉(zhuǎn)向到陶瓷過濾單元的流在其中再循環(huán)，以獲得濃縮效果，且以規(guī)律的間隔從該再循環(huán)流體中取樣，例如只要顆粒計(jì)數(shù)達(dá)到閾值如。這可能對(duì)于檢測(cè)寄生蟲的存在特別有用，寄生蟲甚至在非常低的濃度下也是病原性的，即具有非常低的感染劑量，例如隱孢子蟲(Cryptosporidium)或賈第鞭毛蟲(Giardia)。

在本發(fā)明的方法中取出的樣品可直接進(jìn)行分析或貯存以用于后面的分析。貯存以用于后面的分析的樣品優(yōu)選保持在低溫下(例如低于8℃的溫度，例如4-6℃)至少直到分析時(shí)間。

樣品的分析可通過用于分析水的任何微生物、生物化學(xué)、化學(xué)或物理方法進(jìn)行，這點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是眾所周知的，例如通過根據(jù)ASTM的恰當(dāng)水試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明的方法還包括，當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，自動(dòng)發(fā)送警報(bào)信號(hào)。和可根據(jù)與和相同的原理選擇，且在某些實(shí)施方案中，與和相同或與和相同。

警報(bào)信號(hào)優(yōu)選為電信號(hào)，例如通過英特網(wǎng)發(fā)送到計(jì)算機(jī)或移動(dòng)電話(如智能電話)的電信號(hào)。

在一些實(shí)施方案中，還在污染事件結(jié)束時(shí)發(fā)送警報(bào)，即，當(dāng)在粒徑間隔內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)減少到閾值和低于閾值時(shí)。

可將其他事件與警報(bào)信號(hào)聯(lián)系起來，例如中斷管道中的水流或使水流偏移到例如純化體系或到再循環(huán)環(huán)路或返回處理廠。

在一些實(shí)施方案中，所述方法包括，當(dāng)超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)，將臭氧加入在管道中流動(dòng)的水中。和可根據(jù)與和相同的方式選擇，且在某些實(shí)施方案中，與和相同或與和相同。

只要超過預(yù)定閾值，該閾值可與相同或不同，往管道中流動(dòng)的水中加入臭氧自動(dòng)觸發(fā)并優(yōu)選將繼續(xù)。

臭氧加入優(yōu)選通過使管道中流動(dòng)的水通過室或罐來實(shí)現(xiàn)，臭氧還可在顆粒計(jì)數(shù)所觸發(fā)的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)加入室或罐中。

在一些實(shí)施方案中，將每m³水約0.05 g、0.1 g、0.2 g、0.5 g、1 g或2 g或小于5 g的臭氧加入在管道中流動(dòng)的水中以引起藥物殘留和其他化學(xué)物質(zhì)(例如來自個(gè)人護(hù)理品的殘留)以及水中存在的微生物的降解。在這樣低的臭氧濃度下，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，并無臭氧處理的有害副產(chǎn)物保留在水中，而總有機(jī)碳(T℃)和水的褪色可分別減少例如20%和50%。通過這樣的臭氧處理，廢水中的細(xì)菌計(jì)數(shù)可減少至零。

在一些實(shí)施方案中，在經(jīng)處理的水中臭氧濃度為約0.05 ppm-約5 ppm，例如約0.05 ppm-約2 ppm，或約0.1 ppm-2約ppm。

5分鐘至2小時(shí)(例如10分鐘至1小時(shí))的臭氧處理時(shí)間通常是足夠的，但是如果認(rèn)為合適，考慮例如污染水平，也可采用更短或更長(zhǎng)的處理時(shí)間。

在一些實(shí)施方案中，通過加入臭氧對(duì)水進(jìn)行連續(xù)處理，且加入水中的臭氧的量作為測(cè)得顆粒量的函數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，當(dāng)?shù)陀跁r(shí)，加入少量例如0.01或0.02或0.05 mg臭氧/m³水，當(dāng)超過時(shí)，該量自動(dòng)升高。

通常，認(rèn)為遠(yuǎn)高于以上所述的臭氧濃度是必要的，以實(shí)現(xiàn)水中污染物例如藥物殘留的令人滿意的破壞。相比之下，在本發(fā)明的一個(gè)非常有利的實(shí)施方案中，通過僅僅加入少量的臭氧，實(shí)現(xiàn)了令人吃驚的各種化學(xué)殘留的有效破壞。這類化學(xué)殘留可為任何來源的—藥物殺蟲劑、殺昆蟲劑、個(gè)人護(hù)理品等。只有在廢水已經(jīng)經(jīng)歷了其他純化處理步驟以去除否則會(huì)破壞加入臭氧的粗污染物之后通過往廢水中加入臭氧實(shí)現(xiàn)了有效的破壞。

在一些實(shí)施方案中，使用在WO/2002/017975(參見上文)中描述的技術(shù)將臭氧加入水中，該文獻(xiàn)的內(nèi)容通過全文引用結(jié)合到本文中。特別是，該文獻(xiàn)中描述的混合室和混合罐使臭氧和水非常有效地混合，這甚至進(jìn)一步增加了臭氧在非常低的臭氧添加下在破壞水中不需要的殘留物質(zhì)中的效率。

在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的方法還包括

- 連續(xù)地測(cè)定水的至少一個(gè)其他物理或化學(xué)參數(shù)，

- 針對(duì)水的先前確定的參數(shù)將所述物理或化學(xué)參數(shù)的測(cè)定值P與參考值相比較，

- 當(dāng)P不同于超過預(yù)定閾值持續(xù)多于預(yù)定時(shí)間長(zhǎng)度t_p時(shí)，發(fā)送報(bào)警信號(hào)。

對(duì)于各個(gè)參數(shù)，可采用與確定相同的原理來確定，且閾值和閾值時(shí)間可按照上文針對(duì)和所述來選擇。

可測(cè)定例如總?cè)芙夤腆w、ORP(氧化還原電位，Oxidation Reduction Potential)、溶解氧、pH、濁度、需氧量、電導(dǎo)率、溫度或在管道中流動(dòng)的水的任何其他參數(shù)，做法是，直接在線(在管道中)測(cè)定，或者通過從管道取樣，或者使來自管道的一個(gè)或多個(gè)其他流轉(zhuǎn)向，例如通過取樣或在線分析導(dǎo)向顆粒計(jì)數(shù)器的流和/或?qū)蚍旨?jí)單元的流。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員非常能夠選擇適合的裝置和用于進(jìn)行所確定分析的方法，例如通過采用如ASTM標(biāo)準(zhǔn)方法中針對(duì)水分析所述的任何方法，參見例如http://www.astm.org/Standards/water-testing-standards.html#D19.24。

因此，本發(fā)明的監(jiān)測(cè)體系優(yōu)選還包括至少一種：

- 能夠測(cè)定水流中范圍為0-5000 ppm (mg/l)的總?cè)芙夤腆w的TDS(總?cè)芙夤腆w，total dissolved solids)傳感器；

- 在0-10 000 micro S范圍內(nèi)跟蹤水中電導(dǎo)率的電導(dǎo)率傳感器；和

- 用于測(cè)定水溫的溫度計(jì)。

在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述體系包括所有三種傳感器，這些傳感器與水管連接并且將所測(cè)得值的所有信息用計(jì)算機(jī)處理并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

如圖1所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案為用于監(jiān)測(cè)例如經(jīng)處理的廢水或源水(例如來自湖泊或河流的水)的流的體系，以及其中使用了這樣的體系的方法。在該體系中，通過開/關(guān)閥/流動(dòng)調(diào)節(jié)器2的方式將水從管1中流動(dòng)的經(jīng)處理的廢水或源水中取出并使其流過預(yù)濾器單元3，隨后流過開/關(guān)閥/流動(dòng)調(diào)節(jié)器4。

在分配器單元(例如歧管5)中，將水流分成三個(gè)不同的流，分別通過開/關(guān)閥/流動(dòng)調(diào)節(jié)器6、7和8。

流過閥6的水進(jìn)入取樣歧管9。歧管9，例如為Bürkert型，優(yōu)選具有例如避免角落和細(xì)流(corners and threads)的內(nèi)部設(shè)計(jì)，且內(nèi)部材料例如由電拋光的不銹鋼或惰性塑料材料制成。設(shè)計(jì)和材料的這種選擇的主要優(yōu)勢(shì)在于，產(chǎn)生最少量的細(xì)菌生長(zhǎng)和歧管內(nèi)部的生物膜，否則通常會(huì)發(fā)生細(xì)菌生長(zhǎng)和生物膜。歧管9甚至在操作條件下易于取出并清潔。例如，可使用包含濃度為約30-50 ppm的臭氧的氣流或包含以0.3-0.5 mg/l的濃度溶解的臭氧的水流或食品藥品領(lǐng)域所用的任何其他消毒手段(例如化學(xué)消毒)來清潔。

歧管9包括4個(gè)出口，即出口10a、10b、10c和出口/閥12。通過出口10a、10b和10c離開取樣歧管9的水流入陶瓷過濾器單元11或流入不同的取樣瓶(未示出)。在陶瓷過濾單元11中，水經(jīng)陶瓷膜(未示出)過濾，以提供滲透物和濃縮物。開/關(guān)閥/流動(dòng)調(diào)節(jié)器13允許從陶瓷膜取出滲透物的樣品15，開/關(guān)閥/流動(dòng)調(diào)節(jié)器14允許取出濃縮物的樣品16。通過閥12離開取樣歧管9的水排放到排水中。

通過閥7離開分配器5的水直接排放到排水中，而通過閥8離開分配器5的水進(jìn)入監(jiān)測(cè)器16，監(jiān)測(cè)器16包含傳感器/檢測(cè)器和例如通過英特網(wǎng)與計(jì)算機(jī)18通信的通信體系(未示出)。監(jiān)測(cè)器16的傳感器/檢測(cè)器允許確定水的各種參數(shù)，例如總?cè)芙夤腆w、各種粒徑間隔的顆粒計(jì)數(shù)、總顆粒濃度、離子強(qiáng)度、pH、溫度、TDS、溶解氧等。計(jì)算機(jī)18還可收集其他信息，例如來自不同機(jī)構(gòu)的天氣信息。通過閥17離開監(jiān)視器16的水排放到排水。

在圖1中示出的體系還可應(yīng)用到例如市政分配管線中的飲用水中，在這種情況下可省去預(yù)濾器3。

在圖1中所示的體系可為固定的或便攜的(除了管道1，其通常不是體系的一部分)。

在本發(fā)明的用于監(jiān)測(cè)水的方法中，從水管取出水樣，例如如上文所述在來自顆粒計(jì)數(shù)器的信號(hào)處。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用基于模塊的取樣器取出水樣，所述取樣器包括4個(gè)無菌的樣品瓶和/或過濾器。所述瓶?jī)?yōu)選裝有10 mg符合標(biāo)準(zhǔn)的硫代硫酸鈉。所述取樣器具有歧管，歧管位于取樣器的頂部并與主要分配管線連接。5 l /min的連續(xù)流流過取樣器，通常給掉(give away)新鮮的流動(dòng)的水。

在歧管上，例如Bürkert型歧管上，安裝4個(gè)電動(dòng)閥，這些閥門具有在給定信號(hào)時(shí)開關(guān)的功能。開關(guān)信號(hào)來自繼電器，當(dāng)例如被SMS信息和/或來自可能站在旁邊或高至數(shù)公里外的一個(gè)主體的直接遠(yuǎn)程命令觸發(fā)時(shí)該繼電器被激活。

所述歧管具有例如避免角落和細(xì)流的內(nèi)部設(shè)計(jì)，且內(nèi)部材料例如由電拋光的不銹鋼或惰性塑料材料制成。該歧管的主要優(yōu)勢(shì)在于，產(chǎn)生最少量的細(xì)菌生長(zhǎng)和歧管內(nèi)部的生物膜，否則通常會(huì)發(fā)生細(xì)菌生長(zhǎng)和生物膜。歧管甚至在操作條件下易于取出并清潔。例如，可使用包含濃度為約30-100 ppm的臭氧的氣流或包含以0.3-0.5 mg/l的濃度溶解的臭氧的水流或食品藥品領(lǐng)域所用的任何其他消毒手段(例如化學(xué)物質(zhì))來清潔。

取樣器可放置于桌上或安裝在墻上。多個(gè)這樣的取樣器可在分配網(wǎng)絡(luò)的不同位置連接?！?/p>

取樣器優(yōu)選應(yīng)當(dāng)包括冷卻室，冷卻室將溫度保持在低溫，例如4-6℃。

取樣水例如可為100 ml、250 ml、500 ml、1000 ml或甚至10000 ml，并且，雖然取樣優(yōu)選以自動(dòng)方式進(jìn)行，但是也可能是手動(dòng)取樣。已經(jīng)經(jīng)歷過濾/濃縮或未經(jīng)歷或過濾/濃縮的樣品可例如通過孵育、PCR或光學(xué)熒光計(jì)數(shù)或生物化學(xué)方式進(jìn)行分析。

例如，可分析取自從管道轉(zhuǎn)向的任何流的樣品(例如取自過濾單元的樣品)和/或直接取自管道的樣品中原生動(dòng)物(例如隱孢子蟲(Cryptosporidium)和/或賈第鞭毛蟲(Giardia))的存在以及細(xì)菌(例如選自任一常用細(xì)菌污染指示物有機(jī)體，如大腸菌有機(jī)體，例如糞便大腸菌細(xì)菌)的存在。

本發(fā)明的體系優(yōu)選還包含用于水的臭氧處理的裝置。圖2表示本發(fā)明的臭氧處理體系的示意性概述。在圖2中，監(jiān)視體系16接收從管道(未示出)轉(zhuǎn)向的水，從該管道還有一個(gè)流轉(zhuǎn)向到臭氧處理體系。所述體系包括臭氧發(fā)生器19，臭氧發(fā)生器接收來自氧氣瓶20的氧并通過臭氧氣體監(jiān)視器21調(diào)節(jié)。在圖2中所示出的情況中的水為經(jīng)處理的廢水，將該水運(yùn)送到臭氧處理罐22中，往該罐內(nèi)進(jìn)料來自臭氧發(fā)生器19的臭氧。罐22裝配有用來感知罐中的水位控制器和用來確定罐中的水壓的壓力表(M)。

過量的臭氧從罐22導(dǎo)向臭氧破壞器23。用泵24將經(jīng)臭氧處理的水從罐22輸送到監(jiān)視器25中，監(jiān)視器25測(cè)定剩余的臭氧。通過對(duì)經(jīng)臭氧處理的水取樣，可確定剩余污染物的水平(例如化學(xué)品或維生物顆粒的剩余量)。如果品質(zhì)令人滿意，則允許水從在(“臭氧精制水出口(Ozone polished water out)”))處從臭氧清潔體系離開。該水還可返回罐22以進(jìn)行進(jìn)一步的臭氧處理，例如如果取樣表明剩余的污染物水平仍然太高。

本發(fā)明還在以下非限定性的實(shí)施例中進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1

5 l/min的流從在管道中流動(dòng)的經(jīng)處理的廢水流轉(zhuǎn)向到在330-870 nm的波長(zhǎng)下工作的激光計(jì)數(shù)器中，以連續(xù)地對(duì)0.5-25 μm的粒徑間隔的顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)。使來自該管道的另一水流轉(zhuǎn)向到陶瓷過濾單元中且分離成包含能夠通過具有約5 μm的直徑的過濾器孔的顆粒以及溶解物質(zhì)的滲透物流，和包含未通過過濾器孔的顆粒的濃縮物流。

在時(shí)間t處，在0.5-3 μm小粒徑范圍內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)突然增加并保持高于預(yù)選閾值1000個(gè)顆粒/l持續(xù)多于閾值時(shí)間1分鐘。這觸發(fā)了從滲透物流取200 ml樣品。

該流中的顆粒計(jì)數(shù)保持高于1000個(gè)顆粒/ l持續(xù)1小時(shí)的時(shí)段，且隨后返回低于該閾值的值。在該時(shí)段期間，總共從滲透物流收集5個(gè)另外的樣品并貯存在5℃的溫度下或分別進(jìn)行微生物分析以確定大腸菌有機(jī)體的存在。

實(shí)施例2

5 l/min的流從在管道中流動(dòng)的經(jīng)處理的廢水流轉(zhuǎn)向到在330-870 nm的波長(zhǎng)下工作的激光計(jì)數(shù)器中，以連續(xù)地對(duì)0.5-25 μm的粒徑間隔的顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)。使來自該管道的另一水流轉(zhuǎn)向到陶瓷過濾單元中且分離成包含能夠通過具有約5 μm的直徑的過濾器孔的顆粒以及溶解物質(zhì)的滲透物流，和包含未通過過濾器孔的顆粒的濃縮物流。

在時(shí)間t處，在0.5-3 μm小粒徑范圍內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)突然增加并保持高于預(yù)選閾值10 000個(gè)顆粒/l持續(xù)多于閾值時(shí)間0.5分鐘。這觸發(fā)了從滲透物流采取200 ml樣品、將報(bào)警信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)、以及在顆粒計(jì)數(shù)器下游的臭氧處理罐中將臭氧加入到管道的廢水中。在該罐中，廢水用1 g臭氧/m³水處理。在3小時(shí)后，顆粒計(jì)數(shù)返回低于10 000個(gè)顆粒/l的值。又一個(gè)小時(shí)后，在該低粒徑范圍內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)返回到低于1000個(gè)顆粒/l且臭氧加入被中斷。在總計(jì)4小時(shí)期間，從滲透物流收集了總共20個(gè)樣品并貯存在5℃的溫度下或分別進(jìn)行微生物分析以確定大腸菌有機(jī)體的存在。

實(shí)施例3

5 l/min的流從在管道中流動(dòng)的經(jīng)處理的廢水流轉(zhuǎn)向到在330-870 nm的波長(zhǎng)下工作的激光計(jì)數(shù)器中，以連續(xù)地對(duì)0.5-25 μm的粒徑間隔的顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)。使來自該管道的另一水流轉(zhuǎn)向到陶瓷過濾單元中且分離成包含能夠通過具有約5 μm的直徑的過濾器孔的顆粒以及溶解物質(zhì)的滲透物流，和包含未通過過濾器孔的顆粒的濃縮物流。

在時(shí)間t處，在3-25 μm大粒徑范圍內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)突然增加并保持高于預(yù)選閾值10 00個(gè)顆粒/l持續(xù)多于閾值時(shí)間0.5分鐘。這觸發(fā)了從濃縮物流取200 ml樣品、將報(bào)警信號(hào)發(fā)送給計(jì)算機(jī)、以及在顆粒計(jì)數(shù)器下游的臭氧處理罐中將臭氧加入到管道的廢水中。在該罐中，廢水用0.5 g臭氧/m³水處理。在2小時(shí)后，顆粒計(jì)數(shù)返回低于1000個(gè)顆粒/l的值。又一個(gè)小時(shí)后，在該大粒徑范圍內(nèi)的顆粒計(jì)數(shù)返回到低于500個(gè)顆粒/l且臭氧加入被中斷。

在總計(jì)3小時(shí)期間，從濃縮物流收集了總共9個(gè)樣品并貯存在5℃的溫度下或分別進(jìn)行微生物分析以確定原生動(dòng)物(例如賈第鞭毛蟲(Giardia)和隱孢子蟲(Cryptosporidium))的存在。

實(shí)施例4

在上述實(shí)施例1-3中，在臭氧處理罐上游的安裝在廢水管道上的傳感器連續(xù)地測(cè)定管道中流動(dòng)的水的溶解固體、溶解氧、pH、電導(dǎo)率、溫度和濁度。

實(shí)施例5

在上述實(shí)施例1-4中，在臭氧處理罐下游的安裝在廢水管道上的傳感器連續(xù)地測(cè)定管道中流動(dòng)的水的溶解固體、溶解氧、pH、電導(dǎo)率、溫度和濁度。

實(shí)施例6

如圖2中概括地所示，將經(jīng)處理的廢水傳送到臭氧處理罐中，其中使用如WO/2002/017975 (參見上文)中所描述的混合室以1g/m³水的水平加入臭氧。水在罐中的處理時(shí)間為5分鐘。

確定在未經(jīng)處理的樣品(對(duì)照)和在臭氧處理后的水樣(經(jīng)處理的)中各種藥物殘留的濃度(即，藥物的殘留量)。結(jié)果列于表1中。

表1

*NSAID, 非甾體抗炎藥。

如實(shí)施例6所示，本發(fā)明提供了一種非常有效的減少水中藥物殘留量的方法，該水不僅有來自化學(xué)和藥物工業(yè)的水以及來自家庭的廢水，還有用于飲用的自來水，而這些是日益增長(zhǎng)的全球性問題。

因此，本發(fā)明還提供了用于處理在管道中流動(dòng)的水的方法，做法是，使水與少量的臭氧(例如1-5 mg臭氧/m³水)接觸一段時(shí)間(例如1分鐘-2小時(shí))，例如使用如在WO/2002/017975 (參見上文)中所描述的混合室。特別是，這種方法可用于減少在經(jīng)處理的廢水和市政用水中化學(xué)物質(zhì)(例如藥物化合物及其殘留以及其他有機(jī)化合物)的殘留量。

實(shí)施例7

如實(shí)施例6中所述對(duì)廢水進(jìn)行處理，且確定未經(jīng)處理樣品(對(duì)照)中和經(jīng)臭氧處理后的水樣(經(jīng)臭氧處理的)中殘留微生物、總?cè)芙馓己驮?10nm處測(cè)得的顏色。結(jié)果列于表2中。

表2

實(shí)施例8

6 l/min的流從在管道中流動(dòng)的經(jīng)處理的廢水流轉(zhuǎn)向到在330-870 nm的波長(zhǎng)下工作的激光計(jì)數(shù)器中，以連續(xù)地對(duì)在1-25 μm的粒徑間隔的顆粒進(jìn)行計(jì)數(shù)持續(xù)數(shù)天時(shí)間。

基于測(cè)定的值，確定在1-3 μm的小粒徑范圍內(nèi)顆粒(Cluster 1)計(jì)數(shù)的參考值= 350個(gè)顆粒/ml和在3-25 μm的大粒徑范圍內(nèi)顆粒(Cluster 2)計(jì)數(shù)的參考值＝ 100個(gè)顆粒/ml。

此外，選擇用于取管道中流動(dòng)的水的樣品的閾值和、用于分別取滲透物流和濃縮物流的樣品的閾值和、用于發(fā)送報(bào)警信號(hào)的閾值和以及用臭氧處理在管道中流動(dòng)的水的閾值和以及相應(yīng)的閾值時(shí)間、、、、、、和。

所選值示于下表3中。

表3

隨后監(jiān)視在管道中流動(dòng)的水持續(xù)24小時(shí)。在圖3中，示出了整個(gè)時(shí)段在每個(gè)時(shí)間測(cè)得的分別在小粒徑范圍內(nèi)和在大粒徑間隔內(nèi)的每毫升的顆粒數(shù)和在該時(shí)段一旦超過了閾值，則觸發(fā)警報(bào)信號(hào)的發(fā)送、滲透物流和濃縮物流的取樣以及臭氧的加入。