Системы водоподготовки:

очистка воды, инжиниринг,

монтаж, обслуживание

ООО

8-800-775-74-09 беспл
8 (499) 372-02-87

Обеззараживание воды

Обеззараживание воды

Исключительно важной характеристикой воды является её микробиологическая безопасность. Информация о безопасности или загрязнении воды вирусами или бактериями может быть получена в результате полного микробиологического анализа воды в специализированных лабораториях. Если для удовлетворения питьевых нужд используется вода из колодца, скважины, либо какого-то другого источника (например, родника), необходимо не реже 2-х раз в году проверять её на безопасность, если пользователь не применяет устройств для дезинфекции воды. В случае присутствия или только подозрения на микробиологическую загрязненность следует произвести обеззараживание воды.
Главная цель дезинфекции воды состоит в снижении уровня патогенных и болезнетворных микроорганизмов. Существует большое количество физических и химических подходов, позволяющих продезинфицировать воду и сделать её пригодной для питья.
В воде может встретиться большое разнообразие микроорганизмов. В крупных городах вода из системы централизованного водоснабжения подвергается дезинфекции. Коттеджные поселки, садовые товарищества, частные дома, потребляющие воду из колодцев и скважин, должны уделять особое внимание дезинфекции воды по результатам микробиологического анализа.

Дезинфекция ультрафиолетом

Бактерицидные свойства ультрафиолетовой радиации были известны уже давно, задолго до того как она была впервые использована для дезинфекции воды. Бактерицидное действие ультрафиолетового света подобно солнечным лучам, которые убивают бактерии в поверхностных водах.
Ультрафиолетовое излучение применяется для дезинфекции воды из подземных и поверхностных источников в процессе подготовки воды для её использования в домах, офисах, фермерских хозяйствах. Механизм действия состоит в образовании поперечных сшивок в ДНК микроорганизмов, что вызывает инактивацию клеток.
Система ультрафиолетовой дезинфекции состоит из одной или нескольких ультрафиолетовых ламп, заключенных в кварцевые чехлы. Ультрафиолетовые лампы излучают электромагнитные волны (длина волны 254 нанометра). УФ-лампа подобна люминесцентным лампам, однако, они не имеют флуоресцентного покрытия на внутренней части трубки, преобразующего ультрафиолетовое излучение в видимый свет. Кварцевый чехол, окружающий каждую лампу, защищает ее от охлаждающего действия воды, так как лампы должны поддерживать постоянную температуру, обеспечивающую нужную бактерицидность.
Бактерицидный эффект достигается за счет сочетания интенсивности лампы и длительности воздействия. Интенсивность луча, произведенного бактерициднойлампой, достаточна чтобы убить микроорганизмы за долю секунды. Интенсивность, конечно, уменьшается с расстоянием и зависит от среды, через которую проходит. Помимо мутности, даже следы соединений железа, которое обычно присутствует в воде, уменьшают интенсивность луча, поэтому до подачи в ультрафиолетовую камеру вода должна быть отфильтрована, чтобы предотвратить возможность экранирования микроорганизмов. Эффективность УФ системы повышается при активном перемешивание потока воды, так как при этом микроорганизмы более равномерно подвергаются воздействию УФ- излучения. В связи с этим конструкция ультрафиолетовых систем предусматривает прохождение воды вокруг ламп в виде тонкослойного потока. Небольшие ультрафиолетовые устройства рассчитаны на скорость потока от 3 до 20 л/мин. На входе и выходе таких устройств установлены ограничительные шайбы, ограничивающие поток воды. Для эффективной работы ультрафиолетового устройства воду нужно предварительно фильтровать, для того чтобы только чистая вода проходила через ультрафиолетовую камеру. Чтобы вода подвергалась воздействию лучей максимальной интенсивности, лампу необходимо вынимать и очищать, по крайней мере, четыре раза в год, так же как и кварцевый чехол.Соли кальция и магния, а так же железо, присутствующие в воде, могут образовывать накипь на кварцевом чехле, препятствуя прохождению ультрафиолетового излучения. Лампы следует менять не реже одного раза в год.

Ультра-, нанофильтрация и обратный осмос

Мембраны, используемые в этих системах очистки воды, физически отсекают и удаляют многие микроорганизмы, присутствующие в воде, включая патогенные бактерии. Однако при неправильной эксплуатации может произойти биообрастание мембран или подмес части неочищенной воды через технологические стыки, поэтому эти фильтры не могут быть единственным дезинфицирующим фильтром, особенно при обработке небезопасной или непригодной для питья воды.  применяются в сочетании с другими дезинфицирующими средствами.

Дезинфекция воды озоном

Озон (О3) – высокоактивный ядовитый газ, образующийся из кислорода при электрическом разряде, возникающем при высоком напряжении. Он имеет характерный запах. Озон самый сильный окислитель, используемый в водоподготовке. Он разрушает органические вещества без образования тригалометанов (ТНМ), убивает практически все бактерии и вирусы.
Озон не стойкий газ, разрушается в течение 15-45 минут. Обычная доза при дезинфекции 0,5-5 мг/л, включая расход на окисление органических веществ. При комбинации с ультрафиолетом или перекисью водорода (Н2О2) образуется свободные радикалы (ОН-). Свободные радикалы – чрезвычайно активные соединения с очень коротким периодом существования, способные к исключительно эффективной дезинфекции воды. Однако, озонирование воды, содержащей бромиды, может привести к образованию броматов, являющихся токсичными.
Все бактерии и вирусы являются носителями отрицательных электрических зарядов, поэтому существуют методы дезинфекции, основанные на использовании устройств содержащих среды, заряженные положительно. Когда вода проникает через такие среды, бактерии электростатически притягиваются к ним. Существуют картриджи, нити которых заряжены положительным зарядом. Среди гранулированных загрузок для седиментных фильтров известны положительно заряженные цеолиты.
Недостатком всех описанных выше технологий дезинфекции воды является тот факт, что они не обладают пролонгирующим действием, то есть не воздействуют на микробиологическое состояние водопроводных систем.

Обезараживание химическими соединениями

Дезинфекция хлором

Для дезинфекции питьевой воды используют три основные формы хлора: газообразная, жидкая,таблетированная, порошковая. На централизованных станциях водоочистки (водоканалах) в основном использовался газообразный хлор (Cl2). Однако, эта форма хлора достаточно дорогая и может представлять опасность при обработке небольших объемов воды. Хлор также доступен в сухой форме, например,гипоплорит кальция, который используется в виде растворимого порошка или таблеток. Эти соединения считаются высококачественным гипохлоритом и содержат 65-75% хлора.
Наиболее распространенным способом хлорирования является использование гипохлорита натрия, дозируемого с помощью поршневого или диафрагменного насоса для введения раствора в водный поток.
При расчете обеззараживания гипохлоритом натрия необходимо учитывать несколько факторов: уровень дозирования в мг/л, потребление хлора, остаточный хлор и необходимое время контакта. Дозировка – это количество хлора в мг/л, подаваемого в водную магистраль. Определенное количество добавленного в воду хлора окисляет или взаимодействует с другими компонентами воды, например, двухвалентным железом, марганцем, сероводородом или органическими веществами. Количество хлора, используемого во время реакции с элементами, содержащимися в воде, называется «потреблением хлора». Хлор, оставшийся в воде после обработки и взаимодействия с другими веществами, называется «остаточным хлором». Если в воде присутствует аммоний, хлор взаимодействует с ним с образованием хлораминов, обладающих умерено дезинфицирующей способностью. Если в воде аммония нет, оставшийся хлор называют «остаточным свободным» хлором, и его дезинфицирующая активность в 35-100 раз выше, чем у хлораминов.Время контакта – период времени, которое остаточный хлор сохраняется в воде. Оптимальное время контакта составляет 20-30 минут, а количество дозируемого хлора должно быть достаточным для того, чтобы концентрация свободного остаточного хлора составляла 0,2-0,5 мг/л. Хлор эффективен по отношению к большому спектру патогенных микробов, работает в широком диапазоне рН и температуры и может контролироваться с помощью простых тест-систем.

Диоксид хлора ClO2

Эффективным дезинфицирующим реагентом является диоксид хлора, широко применяемый в европейских странах. Для целей дезинфекции воды рекомендуемая доза диоксида хлора 0,2 мг/л. Количество побочных веществ в результате реакции диоксида хлора с органическими загрязнителями воды настолько мало, что никак не отражается на органолептических и токсикологических свойствах воды. Диоксид хлора не вступает в реакцию с аммонийным азотом и первичными аминами, хлорамины не образуются. Не образует тригалометаннов. Также как гипохлорит диоксид хлора разрушает фенолы, окисляет железо, марганец и сероводород. Диоксид хлора образуется в результате реакции хлористого натрия (NaClO2) и хлора (Cl2) при низком рН. Побочным продуктом реакции может быть значительное количество свободного хлора, что сводит на нет положительный эффект при использовании его в качестве дезинфиктанта, предотвращающего появление хлораминов и тригалометанов.

Сравнение методов дезинфекции, обезараживания

Таблица 1. Эффективность методов дезинфекции

 

Хлор (Cl2)

Диоксид хлора (ClO2)

Хлорамин
(NH2Cl)

Озон (О3)

Ультрафиолет

Окислительно- восстановительный потенциал

Высокий

Высокий

Средний

Очень высокий

Остаточный эффект (постэффект)

Хороший

Хороший

Отличный

Нет

Нет

Образование запаха и вкуса

Да

Может быть

Нет

Нет

Нет

Образование тригалометанов

Да

Может быть

Нет

Нет

Нет

Таблица 2. Рекомендуемые дозы и продолжительности контакта.

 

Хлор (Cl2)

Диоксид хлора (ClO2)

Хлорамин
(NH2Cl)

Озон (О3)

Концентрация, мг/л

0,5

0,2

0,2-1

0,4

Время, мин

30

15

>60

5

Таблица 3. Эффективность дезинфекции относительно определенных видов патогенных микроорганизмов.

 

Хлор (Cl2)

Диоксид хлора (ClO2)

Хлорамин
(NH2Cl)

Озон (О3)

Ультрафиолет

Бактерии

+++

+++

++

+++

++

Вирусы

++

+++

+

+++

+++

Простейшие

+

+

+

++

+

+++  - Хороший
++    - Удовлетворительный
+      - Недостаточный