Хлорирование питьевой воды: способы и методы очистки, норма хлора в системе водоснабжения и станциях водоподготовки

Хлорирование питьевой воды: способы и методы очистки, норма хлора в системе водоснабжения и станциях водоподготовки

В ХХ веке наука открыла способ обеззараживания питьевой воды путем хлорирования. Это был прорыв, позволивший значительно снизить опасность заболеваний, которые имеют бактериальную этиологию. Но с течением времени изменились и усовершенствовались и подходы к фильтрации ресурса, поэтому будет резонно
Бромная вода: что это такое и чем опасна для человека, химическая формула брома, методы очистки, взаимодействие с другими веществами

Бромная вода: что это такое и чем опасна для человека, химическая формула брома, методы очистки, взаимодействие с другими веществами

Рассмотрим раствор, активно используемый в промышленности. В фокусе внимания – бромная вода: что это такое, состав, структурная химическая формула и свойства.
Дистиллированная вода: что это такое и для чего она нужна - химический состав, формула, польза и вред для организма человека

Дистиллированная вода: что это такое и для чего она нужна - химический состав, формула, польза и вред для организма человека

Без питьевой жидкости невозможно существование ни одной формы жизни на планете. 
Система очистки и фильтрации воды для квартиры: как выбрать лучший бытовой фильтр

Система очистки и фильтрации воды для квартиры: как выбрать лучший бытовой фильтр

От качества питья напрямую зависит наше здоровье. Потребление недоброкачественной живительной влаги может пагубно сказаться на самочувствии человека и доставить проблемы с техникой и коммуникациями.

Обеззараживание воды ультрафиолетом: особенности ультрафиолетового облучения питьевой жидкости — плюсы и минусы такой обработки

обработка воды ультрафиолетовым излучением

Обратим внимание на один из уже традиционно используемых методов очистки. Рассмотрим обеззараживание воды ультрафиолетом: плюсы и минусы, все этапы его проведения, применяемое оборудование и так далее. Максимум полезной информации, чтобы вы могли составить верное впечатление о том, насколько способ эффективный, и понять, подойдет ли он вам.

Сразу отметим, что данная технология внедряется на начальной стадии комплексного воздействия на жидкость и поэтому может предшествовать хлорированию. Она получила широкое распространение и остается актуальной еще и потому, что безреагентная. Это важный момент, позволяющий исключить попадание побочных продуктов в рабочий поток и не изменяющий физико-механические или органолептические свойства H2O.

Что означает УФ-обеззараживание воды

ультрафиолетовое облучение воды

Это ее обработка (с целью очистки) электромагнитным излучением, длина которого составляет 10-400 нм. Оно может быть ближним, средним или дальним; обычно актуален второй вариант, в 200-270 нм, так как для эффективности нужны сравнительно узкие рамки спектра.

Основы технологии

В большинстве случаев установки оборудуют лампами низкого ртутного давления, так как именно они продуцируют волну в 260 нм, обеспечивающую максимальное бактерицидное воздействие на жидкость. Одновременно осуществляется и умягчение, что тоже важно.

Нужный результат достигается за счет особенности УФ проходить через стенки клеток и быстро добираться до ДНК и РНК, то есть до информационного центра, контролирующего развитие и функционирование микроорганизмов. Лучи обеспечивают поглощение нуклеиновых кислот, из-за чего последние перестают делиться. Благодаря этому бактерии теряют репродуктивную способность, а так как они опасны только тогда, когда попадают к нам внутрь и активно размножаются, угроза устраняется.

Технология проведения обработки воды ультрафиолетом

обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами

Процесс достаточно прост и понятен – его можно представить в виде следующей схемы:

  • поток пропускается сквозь систему;
  • проходя через фильтр, он омывает кварцевый чехол, защищающий от контакта с жидкостью лампу;
  • последняя испаряет ртуть (или другой металл), в результате чего и образуются лучи с нужной длиной волны;
  • H2O получает необходимое количество УФ, стерилизующего микроорганизмы.

Условия применения метода

Эффективным на практике способ окажется только при соблюдении ряда требований:

  1. Правильная дозировка, зависящая от интенсивности и длительности продуцирования УФ, которые вычисляются исходя из количества микроорганизмов и их устойчивости; если она будет недостаточной, бактерии не потеряют способность размножаться, если чрезмерной, рабочая среда окажется перенасыщенной железом.
  2. Допустимые доля и состав примесей – если они больше нормы, они крупнодисперсные или меняют цветность, это серьезным образом ухудшает результаты, и зачастую даже делает процесс бесполезным. Значительные по размерам частицы забивают фильтр, превращаясь в некий щит для бактерий, ну а ухудшение органолептики – это минус сам по себе.
  3. Отсутствие кишечной палочки – у нее максимальная устойчивость к лучам, значит, если она будет содержаться в жидкости, это затруднит обезвреживание других микроорганизмов и, совершенно точно, сделает H2O опасной для использования в быту.

Сферы, в которых используются УФ-стерилизаторы

обеззараживание воды уф излучением

Всевозможные системы и установки обработки воды ультрафиолетовым излучением нашли широкое применение в самых разных областях, и основные из них – это:

  • Пищевая – делают жидкость пригодной для приготовления напитков и блюд.
  • Общепит - помогают обеспечить должный уровень гигиеничности персонала и помещений.
  • Оздоровительная – защищают сниженный иммунитет гостей лечебниц, приезжающих восстановить силы и особенно уязвимых к вирусам и болезням.
  • Добыча и снабжение – они участвуют в очистке потока, получаемого из колодцев и скважин.
  • Животноводство и рыбное хозяйство – способствуют созданию подходящей среды обитания в дельфинариях и аквариумах.
  • Массовое купание – оберегают от бактерий посетителей аквапарков и бассейнов.
  • Коммунальная – становятся залогом эффективного удаления микроорганизмов из стоков, чтобы жителям населенных пунктов не грозили эпидемии.

Отсюда вывод – важность и актуальность такого оборудования сложно переоценить, оно используется повсеместно.

Преимущества ультрафиолетового обеззараживания воды

уф облучение воды

Основные плюсы заключаются в следующем:

  • Используемые лампы достаточно мощные и способны стабильно поддерживать подходящую длину волны, чтобы обезвреживать до 99% существующих сегодня бактерий.
  • Метод полностью безопасен для здоровья человека, даже в долгосрочной перспективе – доказано еще в XX веке.
  • Технология позволяет обезвреживать возбудителей инфекций и переносчиков заболеваний, то есть самые опасные бактерии.
  • В ходе воздействия волны не меняют структуру жидкости, не вносят в нее инородные вещества и не провоцируют их образование; органолептические свойства тоже сохраняются.
  • Систему очистки не составляет труда оборудовать выключателями, с которыми запуск оборудования будет осуществляться автоматически, и выбор необходимой дозировки излучения – тоже без участия человека.
  • Процесс функционирования аппаратуры легко контролируется, а изменение норм ультрафиолета (как в большую, так и в меньшую сторону от рекомендуемых величин) не несет угрозы конечным потребителям.
  • Полный цикл выполнения задачи длится до 10 секунд – за это время волны из ламп способны пройти сквозь весь объем жидкости; аналогов по быстроте у способа просто нет.
  • Прошедшую подобную подготовку H2O можно использовать сразу же – ее необязательно хранить, что вычеркивает из бюджета расходы на обустройство резервуаров или каких-либо других хранилищ.

Отдельным преимуществом является совместимость с другими технологиями. На практике все перечисленные плюсы однозначно доминируют над минусами, которые тоже есть и объективности ради нуждаются в рассмотрении.

Недостатки обеззараживания воды УФ-излучением

ультрафиолетовая обработка воды

  • Ультрафиолет обезвреживает все микроорганизмы, кроме тех, у которых есть к нему устойчивость, например, с кишечной палочкой он не справится, в случае с нею придется искать другой метод.
  • Для получения результатов жидкость необходимо предварительно очищать – механически удалять из нее крупнодисперсные частицы и другие примеси, а по завершении полного цикла процедуры еще и проводить хлорирование.
  • Нужно контролировать уровень железа – следить, чтобы он не превышал допустимую норму, иначе его фракции будут осаждаться на кварцевом чехле и снижать эффективность процесса.
  • Отсутствует накопительный эффект – действие одноразовое, и если после него H2O будет какое-то время отстаиваться в резервуаре, вирусы или бактерии могут завестись в ней повторно.

Источник бактерицидного излучения

уф обеззараживание питьевой воды

Это прибор или элемент, продуцирующий волны в диапазоне 205-215 нм. Получил общее название «бактерицидная лампа», самая распространенная разновидность которой – разрядная ртутная низкого давления. Она под действием электричества испаряет смесь из металла и аргона, и свыше 60% данного вещества преобразуется в УФ со спектром в 253,7 нм, то есть с максимальной эффективностью действия против бактерий.

Среди других преимуществ, обеспечивающих широкое использование, – большой ресурс, от 5 до 8 тысяч часов. Срок службы аналогов примерно в 10 раз короче. Еще одно достоинство – значительная единичная мощность, достигающая 1000 Вт, благодаря чему число источников в системе можно сократить до минимума.

И, наконец, еще один плюс – колба из увиолевого или другого специального стекла, блокирующего выход волн до 185 нм и таким образом не дающего O3 попадать в жидкость. Особенности исполнения таких ламп мы рассмотрим ниже.

Сравнение основных способов дезинфекции: хлорирование, озонирование, УФ-облучение воды

Все методы по своей природе подразделяются на 3 типа: они могут быть химическими, физическими или комплексными (комбинированными). В первую категорию входят те, при реализации которых в H2O добавляют растворимые реагенты, угнетающие или убивающие микроорганизмы.

При этом насыщение потока из источника тем же Cl обладает своими особенностями:

  • дозировку приходится строго контролировать – если вещества будет слишком мало, это не принесет эффекта, а когда чересчур много, жидкость станет токсичной;
  • эта технология не является экологичной – она загрязняет окружающую среду;
  • побочные продукты реакций несут угрозу организму – способствуют образованию раковых клеток и нарушают нормальное функционирование жизненно важных систем;
  • при кипячении выделяется диоксин – достаточно сильный яд.

Добавление O3 дает более быстрый эффект, ведь газ буквально за минуту обезвреживает бактерии, но и у этого способа есть нюансы, мешающие ему стать повсеместно используемым:

  • оборудование стоит дорого, а его эксплуатация сопряжена с высокими затратами электроэнергии;
  • реагент является взрывоопасным, поэтому применять его следует с особой осторожностью;
  • жидкость приобретает неприятный запах, и ее нельзя сразу подавать к точкам конечного потребления – необходимо отстаивать ее, ожидая, пока распадутся все соединения O3.

А вот ультрафиолетовая обработка воды, как лучший пример физической технологии, лишена этих недостатков. Она доступна, полностью экологична, производится за считаные секунды, не дает побочных эффектов, никак не меняет свойства жидкости. Если сравнивать ее с другими методами, то она дешевле, проще, быстрее и безопаснее в реализации и именно поэтому доминирует, являясь приоритетным вариантом. Такие способы, как кипячение, проигрывают еще больше, так как полный цикл их проведения требует значительных затрат времени. Комбинированные же предусматривают строительство сложных комплексов техники, поэтому подходят лишь для промышленных производств и сходных с ними по масштабам объектов.

уф дезинфекция воды

Оборудование для УФ-обработки воды

Современный выбор установок достаточно богат: есть бюджетные, с возможностями надстройки, обещающие быть актуальными еще в течение долгих лет. И все из них (обладающие достаточно высоким качеством) могут похвастать еще и универсальностью: их эксплуатируют в различных температурных условиях.

Наиболее эффективные системы, естественно, обладают внушительными габаритами, но удобно, что для домашнего использования вполне хватит и мощностей аппаратуры с упрощенной конструкцией, без механических улавливателей. Ей по силам справиться с задачей забора жидкости из пруда или приусадебного озерца, впоследствии используемой для орошения растительности.

Как действуют и чем отличаются установки для ультрафиолетового облучения воды

ультрафиолетовая дезинфекция воды

Все они работают по одной схеме (уже приведенной выше) – кратко повторим ее:

  1. жидкость пропускается через систему;
  2. при прохождении мимо кварцевого чехла фильтра она насыщается волнами с частотой 260 нм, блокирующими способность микроорганизмов размножаться;
  3. после чего поток сразу же распределяется по конечным точкам потребления или, реже, отправляется в резервуары.

Между собой оборудование различается следующими параметрами:

  • Производительность – сводящаяся к скорости прохождения среды в час; чем она выше, тем лучше, что вполне понятно.
  • Коэффициент пропускания волн нужной длины – он напрямую зависит от свойств забираемой H2O (снижается в мутной или загрязненной крупными фракциями).
  • Мощность – выраженная в дозе, выдаваемой за раз; с ее ростом уменьшается количество ламп-источников, необходимых для эффективного функционирования одной системы и определенного объема жидкости.

Из каких частей состоит установка для УФ-дезинфекции воды

уф обработка воды

У каждой из них, вне зависимости от характеристик, одинаковый набор основных конструктивных узлов. Рассмотрим их подробнее.

Лампы низкого давления

Общепринятое сокращение – НД. Самым востребованным вариантом являются разрядные ртутные амальгамные модели, в которых металл находится в связанном состоянии, вместе с аргоном, и испаряется под действием электричества. Они так популярны потому, что дают волну с максимально эффективной длиной – 260 нм.

Кварцевые чехлы

Закрывают собой источники (УФИ), чтобы те не контактировали с жидкостью, а также поддерживают заданную температуру. Должны быть частично прозрачными – с пропускной способностью в 254 нм, чтобы предотвращать доступ коротких волн к H2O.

ЭПРА

Это пусковые устройства, также ответственные за регулировку ламп. Чем выше их качество, тем большее число циклов включения/выключения обеспечивают, и тем дольше работает система по ультрафиолетовому обеззараживанию питьевой воды. Например, при условии стабильного напряжения питания она прослужит до 16 тысяч часов.

УФ-датчики

Это контроллеры, автоматически проверяющие отклонение волны и другие изменения, которые не способен зафиксировать человеческий глаз. Их наличие повышает конечную стоимость системы, поэтому ими не оснащаются бюджетные установки, но профессиональному оборудованию они просто необходимы.

Пульт управления

Нужен для дистанционного задания команд: подключается к ПК, отличается высоким классом безопасности, защищенностью от влаги и пыли, интуитивно понятным интерфейсом.

Камера обеззараживания

ультрафиолетовое обеззараживание питьевой воды

В ней располагаются лампы для ультрафиолетовой дезинфекции воды и распределители потоков, обеспечивающие нормальное распределение и компенсацию жидкости. Должна быть достаточно просторной, чтобы вмещать эти элементы, а также прочной, герметичной, обладающей антикоррозионными свойствами, не выделяющей вредных веществ в процессе эксплуатации. Обычно исполняется из дуплексной стали (для агрессивных сред) или из нержавейки марок AISI 304 или 316.

Системы очистки чехлов

На кожухи налипают взвешенные частицы, на их поверхности протекают фотохимические реакции – все это оборачивается появлением загрязнений. Чтобы они не снижали эффективность функционирования оборудования, их удаляют – механически или с помощью реагентов. Первый вариант хорош тем, что не требует отключать установку, второй же надежнее и позволяет вернуть оптические показатели защитного корпуса.

Как правильно выбрать установку для обеззараживания воды ультрафиолетовыми лучами

Вариантов много, поэтому, чтобы не ошибиться, следует исходить из того, что нужно лично вам, а значит делать покупку исходя из следующих показателей:

  • Концентрация и тип микроорганизмов, от которых требуется избавиться, – важно, чтобы у них не было устойчивости, как у кишечной палочки; плюс, их количество определяет дозировку действующего вещества, поэтому предварительно стоит провести анализ загрязнений.
  • Уровень стерилизации – для жидкости, впоследствии употребляемой в пищевых целях, он должен быть 100%, для стоков достаточным окажется и результат поскромнее.
  • Температура среды – если она не достигает +16-20 0С, нужна модель с лампами низкого давления, если же доходит до 85 0С, понадобится уже вариант с испарителями средней категории.
  • Прозрачность – то количество волн с длиной 260 нм, которые может пропустить кварцевый чехол и должна получить жидкость.

Когда можно пользоваться УФ-обеззараживателем

Только в случае предварительно и правильно проведенной подготовки, иначе результат будет или недостаточно эффективным, или вовсе нулевым. Необходимо физически очистить поток от посторонних предметов, железа, солей жесткости, крупных фракций, кишечной палочки. При этом важно, чтобы корпус ламы оставался незагрязненным, иначе волны испарений просто не будут сквозь него проходить.

Упростить выбор системы поможем вам мы, компания «Воды Отечества». В нашем каталоге представлено большое разнообразие установок для дезинфекции, и мы в рамках консультации определим, какая из них лучше всего подходит для ваших задач. Обращайтесь, вместе мы сделаем УФ-обеззараживание питьевой воды максимально эффективным, в том числе и с экономической и бытовой точки зрения.

Подписка на новости сайта

Введите Email: