В предыдущих статьях цикла мы с вами уже обсудили такие элементы системы очистки стоков, как отстойники, песколовки, аэротенки или биореакторы.
Следующий этап играет важную роль при сбросе очищенной воды в водоёмы — это этап обеззараживания. Именно оно служит финальным барьером, предотвращающим попадание опасных для человека микроорганизмов в окружающую среду.
Даже после качественной механической и биологической обработки сточные воды могут содержать остаточное количество патогенных микроорганизмов, включая возбудителей инфекционных заболеваний. Как правило, стандартная очистка снижает концентрацию кишечной палочки лишь на два порядка.
Для обеспечения эпидемиологической безопасности необходимо дальнейшее снижение её количества ещё на три–четыре порядка. Этой цели и служит этап обеззараживания.
Важно отметить, что задача обеззараживания не заключается в полной стерилизации воды.
Основная цель — достижение безопасного уровня содержания патогенов, при котором вода не представляет угрозы для здоровья населения и состояния окружающей среды. Это особенно актуально при сбросе очищенных вод в поверхностные водоёмы и при их повторном использовании, например, в технических целях.
Существуют два основных подхода к обеззараживанию сточных вод: физический и химический
К физическим методам относятся ультрафиолетовое (УФ) обеззараживание, мембранная фильтрация и термическая обработка. К химическим же причислены обработка хлором, озоном, диоксидом хлора, надуксусной кислотой и перекисью водорода.
На практике выбор метода определяется рядом факторов — от эффективности до экономической целесообразности и экологической безопасности.
Так, например, несмотря на высокую эффективность хлорирования, этот метод сопровождается образованием хлорорганических соединений, потенциально опасных для окружающей среды.
По этой причине всё большую популярность в последние годы приобретает УФ-обеззараживание: при должной организации оно демонстрирует высокую эффективность, экологичность и приемлемые эксплуатационные затраты.
1. УФ обеззараживание
Технология ультрафиолетового обеззараживания основана на воздействии УФ-излучения в диапазоне 100–280 нм, которое разрушает ДНК микроорганизмов, нарушая их способность к размножению. Эффективность обработки зависит от дозы облучения и степени прозрачности воды.
Высокое содержание взвешенных частиц (более 10 мг/л) значительно снижает эффективность УФ-дезинфекции, так как микроорганизмы могут «скрываться» за частицами грязи. В связи с этим на перед УФ-облучением часто применяется дополнительная фильтрация.
Наиболее распространённая конфигурация УФ-установок представляет собой открытые каналы с лампами, расположенными над равномерным потоком воды. Для стабильной и эффективной работы системы необходимо поддерживать заданную скорость потока, своевременно очищать излучатели и обеспечивать равномерное облучение всей воды, проходящей через канал.
УФ-лампы бывают двух типов: низкого и среднего давления. Лампы низкого давления более энергоэффективны, тогда как устройства среднего давления обеспечивают большую мощность, но имеют меньший срок службы и более высокую стоимость.
Оптимальная доза облучения для дезинфекции бытовых сточных вод после биологической очистки составляет около 400 Дж/м². При соблюдении этого параметра вода соответствует санитарным нормам, в том числе европейским стандартам качества воды для рекреационного использования.
При этом следует подчеркнуть, что эффективность и экономичность УФ-дезинфекции напрямую зависят от качества предварительной очистки воды.
2. Ультрафильтрация
Альтернативным, хотя и менее распространённым методом обеззараживания является ультрафильтрация. Несмотря на высокую стоимость и сложность технического обслуживания, этот метод обеспечивает эффективное удаление не только бактерий, но и твёрдых частиц, а также адсорбцию вирусов.
Ультрафильтрация целесообразна в тех случаях, когда сточные воды необходимо не просто обеззаразить, но и подготовить к повторному применению, например, в производственных или охладительных процессах.
Таким образом, метод обеспечивает не только санитарную безопасность, но и способствует экономии водных ресурсов.
3. Озонирование
Особого внимания заслуживает метод озонирования. Хотя он давно применяется в водоподготовке, в очистке сточных вод его используют ограниченно. Основная причина — высокая стоимость оборудования, значительные энергозатраты, а также необходимость дополнительной посточистки.
При озонировании могут образовываться побочные соединения, экологические последствия которых до конца не изучены. В результате, после озонирования часто требуется установка фильтров на основе активированного угля или очистка и использованием коагулянтов и флокулянтов.
Несмотря на высокую эффективность, особенно в плане устранения запахов и цветности воды, применение озона остаётся оправданным лишь в специфических случаях — например, при подготовке питьевой воды или для отдельных промышленных нужд.
Таким образом, этап дезинфекции представляет собой неотъемлемую и равноценную часть всей технологической цепочки очистки сточных вод. Именно на этом этапе определяется, станет ли сбрасываемая вода безопасной для окружающей среды или источником новых рисков.
Выбор конкретного метода обеззараживания должен основываться на оценке целей, бюджета и характеристик конкретного объекта. Однако сам факт необходимости дезинфекции не вызывает сомнений: без неё невозможно гарантировать экологическую и санитарную безопасность водоотведения.
