Комплексная схема подготовки воды включает в себя несколько этапов очистки и фильтрации. Однако, получаемая на выходе жидкость все еще может содержать опасные болезнетворные микробы и бактерии. В связи с этим очень важно уделять внимание процессу обеззараживания (дезинфекции) в водоподготовке.
Процесс удаления, дезактивация или уничтожения патогенных микроорганизмов, а также препятствия их дальнейшему размножению – это последний, но немаловажный этап обработки воды перед ее отправкой к потребителю. Особенно если водные ресурсы используются в питьевых целях или для нужд пищевой промышленности.
Методы обеззараживания воды
Обеззараживание питьевой воды применяется в практике водоочистки очень давно и включает в себя меры по уничтожению болезнетворных бактерий и вирусов. Универсального и единственно правильного способа дезинфекции не существует. Каждый из имеющихся на сегодняшний день вариантов может обеспечить высокий процент удаления бактерий только при правильно подобранных условиях, так как у любого метода есть свои ограничения по применению.
Самым распространенным способом обеззараживания воды считается ее химическая обработка путём добавления в воду химических реагентов. Практически самым ранним и проверенным способом дезинфекции воды является хлорирование. В последние десятилетие также стал популярным другой химический метод подготовки воды к употреблению – озонирование. Из физических методов дезинфекции был популяризирован метод обеззараживания воды с применением ультрафиолетовых лучей.
Рассмотрим три этих метода подробнее, чтобы выяснить, в каких условиях наиболее применим каждый из них, а также выделим их преимущества и недостатки.
Обеззараживание воды хлором
Хлорирование – способ обеззараживания воды, при котором применяется обработка жидкости хлором и его соединениями (гипохлориты, диоксид хлора). В процессе хлорирования в воду дозируется и вводится хлор-реагент. Вступая в реакцию с водой, он образует хлорноватистую кислоты. Наличие в воде хлорноватистой кислоты НОСl и особенно гипохлорит-иона ОСl- создает условия, в которых микробы погибают. Хлорноватистая кислота не устойчива и легко распадается, образуя соляную кислоту и выделяя атом кислорода, который окисляет бактерии.
Хлорирование считается наиболее доступным, недорогим и эффективным способом обеззараживания воды – используется чаще, чем остальные. А все потому что обработка воды хлором имеет широкий спектр антимикробного действия. Еще одним важным преимуществом является длительность эффекта обеззараживания – вода долгое время сохраняет приобретенные свойства.
Достоинства хлорирования воды:
- Простота метода;
- Эффективность хлорирования;
- «Попутное» удаление неприятного привкуса и запаха воды;
- Предотвращение роста водорослей и биообрастания фильтров;
- Высокая экономичность метода (по сравнению с озонированием).
Недостатки метода обеззараживания воды хлором:
- Наличие хлорорганических веществ в питьевой воде, являющихся результатом взаимодействия хлора с органическими веществами, что весьма опасно и может приводить, в частности, к канцерогенным заболеваниям;
- Хлор в допустимых дозах убивает не все виды микроорганизмов. Стойкими к хлору являются, например, вирусы. Если выбирать дозу хлора для уничтожения всех микроорганизмов, то превышение допустимых концентраций остаточного хлора будет опасным и для здоровья человека;
- Хлорированная вода подается потребителю по трубам от места хлорирования. Трубопровод вносит дополнительное заражение, что требует повышение доз хлорирования;
- Эффективность обеззараживания хлором зависит от рН и температуры воды;
- Экологическую опасность для обслуживающего персонала и окружающих представляет реагентное хозяйство, подвоз и хранение хлора.
Обеззараживание воды озоном
Использование озона для обработки воды, в частности для ее обеззараживания, получает в настоящее время широкое распространение. Озонирование осуществляется пропуском через воду озонированного воздуха, т. е. воздуха, в котором кислород частично переведен в трехатомную форму (Оз).
Главное устройство для получения озона – генератор. Его задача – под воздействием электрического тока преобразовывать кислород воздуха из атмосферы, в озон. Атмосферный воздух, забираемый для производства озона, должен быть очищен от пыли, а также осушен.
Молекулы озона, в процессе обработки распадаются на атомы кислорода, и запускается процесс окисления химических примесей и уничтожение органических загрязнений.
Достоинства обеззараживания воды озоном:
- Экологичность. После использования газ сам распадается на молекулы кислорода и не оказывает пагубного воздействия на окружающую среду;
- Отсутствие дополнительных запахов и вкусов. Обладая специфическим запахом, озон не передает его обрабатываемой среде;
- Сильные окислительные свойства. Озон способен уничтожать бактерии, вирусы, плесневые грибы патогенные микроорганизмы. Он эффективен даже при условии его невысокой концентрации в обрабатываемом пространстве;
- Не требует транспортировки. Озон, в отличие от других химических дезинфекторов, не требует транспортировки и вырабатывается непосредственно на месте его применения.
Недостатки технологии обеззараживания воды озонированием:
- Использование опасного высоковольтного (до 3 кВ) и сложного оборудования;
- Высокая стоимость озонаторов;
- Воду нельзя употреблять сразу. В течение одного-двух часов в воде сохраняется остаточный озон;
- При наличии в воде растворенной органики могут образовываться так называемые «озониды», некоторые из которых опасны для здоровья.
Не стоит забывать и о высокой степени токсичности и взрывоопасности озона. Долго хранить воду в резервуарах не получится – есть высокая вероятность вторичного загрязнения воды. А отсюда возникает ряд дополнительных технологических проблем в системе водоподготовки.
Ультрафиолетовое обеззараживание
Ультрафиолетовое обеззараживание воды (УФ-обеззараживание) – это ее обработка ультрафиолетовыми лучами, с целью устранения патогенных микроорганизмов. УФ-излучение в пределах волн от 200 до 300 нанометров (нм).
В процессе обработки клетки, излучением длиной от 200 до 300 нм, происходит повреждение цепи ДНК, разложение компонентов клеточной мембраны и клеточной оболочки.
Все эти реакции компонентов клетки зависят от длины волны излучения или от энергии фотона. УФ-облучение рекомендуется использовать дозу облучения не менее 25 мДж/кв.см, а при неблагоприятных условиях качества воды в источнике – 40 мДж/кв.см.
Достоинства обеззараживания воды УФ облучением:
- Высокая эффективность обеззараживания в широком спектре микроорганизмов;
- Отсутствие побочных продуктов;
- Сравнительно низкая стоимость оборудования;
- Компактность установок;
- Экологичность. После использования не образуется вредных веществ.
Недостатки обеззараживания воды УФ облучением:
- Отсутствие простых и надежных способов контроля за эффектом обеззараживания;
- Нет пролонгирующего эффекта, высокий риск вторичного загрязнения;
- Требовательность к светопроницаемости воды, невозможность использования на высокомутных и высоко цветных водах.
Сравнение методов обеззараживания воды
Каждая из представленных выше технологий, если она применяется в соответствии с нормами, может обеспечить необходимую степень инактивации бактерий, в частности, по индикаторным бактериям группы кишечной палочки и общему микробному числу.
Озон и ультрафиолет имеют достаточно высокий вирулицидный эффект при реальных для практики дозах. Хлорирование менее эффективно по отношению к вирусам.
Технологическая простота процесса хлорирования и недефицитность хлора обусловливают широкое распространение именно этого метода обеззараживания.
Метод озонирования наиболее технически сложен и дорогостоящ по сравнению с хлорированием и ультрафиолетовым обеззараживанием.
Ультрафиолетовое излучение не меняет химический состав воды даже при дозах, намного превышающих практически необходимые. Хлорирование может привести к образованию нежелательных хлорорганических соединений, обладающих высокой токсичностью и канцерогенностью. При озонировании также возможно образование побочных продуктов, классифицируемых нормативами как токсичные (альдегиды, кетоны и другие алифатические ароматические соединения).
Ультрафиолетовое излучение убивает микроорганизмы, но «образующиеся осколки» (клеточные стенки бактерий, грибков, белковые фрагменты вирусов) остаются в воде. Поэтому рекомендуется последующая тонкая фильтрация.
Только хлорирование обеспечивает консервацию воды в дозах 0,3-0,5 мг/л, то есть обладает необходимым длительным действием.
Таким образом, отдавая предпочтение тому или иному способу обеззараживания вод, следует учесть ряд факторов – степень очистки, которую хотят достигнуть, длительность эффекта, экономический и экологический аспекты функционирования метода.
Наиболее приемлемым способом обеззараживания вод, отвечающий критериям экологичности, эффективности и экономичности, является комбинирование УФ-обеззараживания с последующим хлорированием или озонированием.
Например, в тех случаях, когда УФ установки не удается разместить непосредственно перед потреблением воды, применяют совместное действие УФ облучения и хлорирования. При этом применяются небольшие дозы хлора (в несколько раз меньшие, чем при использовании только хлорирования), что позволяет избежать проблем, связанных с появлением в воде хлорорганики благодаря практическому отсутствию избыточного хлора в воде.
Аналогично, распространяется использование озонирования, при котором уничтожается микрофлора и часть органических загрязнений, с последующим щадящим хлорированием, обеспечивающим отсутствие вторичного биозагрязнения воды. При этом резко сокращается образование токсичных хлорорганических веществ.
В любом случае выбор между физическими, химическими или комбинированными методами обеззараживания будет зависеть от анализа исходной воды, который определит загрязненность источника и использование соответствующей подготовки воды перед процессом обеззараживания. А также от ваших возможностей, начиная от кадрового ресурса и заканчивая наличием необходимой рабочей площади или средств на покупку оборудования и расходников к нему. Обращаясь к нашим специалистам, вы всегда можете получить бесплатную подробную консультацию, которая облегчит процесс подбора наиболее оптимального оборудования.
Оборудование для обеззараживания воды отечественного производства
В соответствие с исходными параметрами на вашем объекте и требованиями к качеству очищенной воды, наша компания предлагает эффективное и надёжное оборудование для различных методов обеззараживания воды, разработанное по новейшим технологиям и имеющее длительный срок службы.
Для оптимизации и упрощения процесса приготовления реагентного раствора и его добавления в поток воды компания ООО «НПЦ ПромВодОчистка» изготавливает автоматические станции приготовления и дозирования растворов реагентов. Оставить заявку на приобретение можно по ссылке – https://prom-water.ru/catalog/oborudovanie-dlya-ochistki-stochnyh-vod/stancii-dozirovaniya-reagentov/.
Для озонирования воды в комплексных системах водоподготовки мы предлагаем генераторы с различной производительностью по озону. Подробнее в разделе – https://prom-water.ru/catalog/vodopodgotovka/generatory-ozona/
Каталог оборудования для УФ-обеззараживания представлен установками ультрафиолетовой стерилизации с различной производительностью по очищенной воде – https://prom-water.ru/catalog/oborudovanie-dlya-ochistki-stochnyh-vod/ul-trafioletovyj-sterilizator-stochnyh-vod/