Обеззараживание воды как реальный метод

Оценка приемлемости того или иного метода зависит от обеспечения удаления патогенных и снижения концентрации индикаторных микроорганизмов до значений, установленных соответствующими санитарными нормативами; минимального влияния колебаний физико-химического качества воды на эффективность обеззараживания, наличия вредных побочных продуктов в концентрациях выше допустимых, приемлемость для работы в общей технологической схеме очистки и соответствия экономическим требованиям.

В промышленном применении наиболее распространена схема двухступенчатого хлорирования, но она не всегда может обеспечить выполнение современных нормативных требований по микробиологическим показателям и хлорорганическим соединениям. Поэтому УФ-облучение наиболее перспективный метод обеззараживания воды с высокой эффективностью по отношению к патогенным микроорганизмам, не приводящий к образованию вредных побочных продуктов, чем иногда грешит озонирование.

УФ-облучение должно применяться для обеспечения обеззараживания воды до нормативного качества по микробиологическим показателям, при этом необходимые дозы выбираются на основании требуемого снижения концентрации патогенных и индикаторных микроорганизмов.

• УФ-оборудование легко вписывается в типовые технологические схемы;
• не требуется проведения значительных строительных работ на существующих сооружениях;
• экономически целесообразно;

Сегодня метод УФ-облучения — это элемент решения задачи обеззараживания при подготовке питьевой воды из различных источников водоснабжения, выполняющий свою функцию в полной системе водоподготовки в том числе и индивидуальной для загородного дома.

Точка зрения, что подземные воды считаются свободными от микробных загрязнений в результате фильтрации воды через почву, не совсем верна. Исследования показали, что подземные воды свободны от крупных микроорганизмов, таких как протоза или гельминты, но более мелкие микроорганизмы, например, вирусы, могут проникать сквозь почву в подземные источники воды. Даже если бактерии не обнаружены в воде, оборудование для обеззараживания должно служить барьером от сезонных или аварийных заражений.

В отличие от применения химических реагентов процесс облучения абсолютно не изменяет вкусовых качеств воды. Хлорирование скважинной воды может приводить к превращению органических соединений в хлорорганические, имеющих ПДК на несколько порядков ниже, но оказывающих канцерогенное действие на организм (способны вызывать образование злокачественных опухолей). УФ-облучение не образует побочных продуктов реакции, его доза может быть увеличена до значений, обеспечивающих эпидемиологическую безопасность, как по бактериям, так и по вирусам. Этот вид излучения обладает энергией, достаточной для воздействия на химические связи, в том числе и на живые клетки. Поглощаясь внутри микроорганизмов молекулами ДНК и РНК, оно вызывает фотохимические изменения в их структуре. Известно, что УФ-излучение действует на вирусы намного эффективнее, чем хлор, поэтому применение ультрафиолета при подготовке питьевой воды позволяет, в частности, во многом решить проблему удаления вирусов гепатита А, которая не всегда решается при технологии хлорирования.

Установлено, что наибольшим бактерицидным действием обладают ультрафиолетовые лучи с длиной волны от 200 до 295 мкм. Эта область ультрафиолетового облучения называется бактерицидной. Максимум бактерицидного действия располагается около длины волны в 254 мкм.

Использование УФ-облучения в качестве обеззараживания рекомендуется для воды, уже прошедшей очистку по цветности, мутности и содержанию железа.

Эффект обеззараживания воды контролируют, определяя общее число бактерий в 1 см³ воды и количество индикаторных бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды после ее обеззараживания. По ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» общее число бактерий в 1 см³  неразбавленной воды должно быть не более 100, а количество бактерий группы кишечной палочки в 1 литре (коли-индекс) — не более 3. Использование кишечной палочки в качестве индикаторного микроорганизма для оценки эффекта обеззараживания воды обусловлено следующими соображениями: присутствие кишечной палочки в воде определять проще, чем другие бактерии кишечной группы; она всегда присутствует в организме человека и теплокровных животных; ее присутствие в воде источника свидетельствует о его загрязнении хозяйственно-бытовыми стоками; окислители, используемые для обеззараживания воды, летально действуют на кишечную палочку труднее, чем на патогенные микроорганизмы, вызывающие заболевания желудочно-кишечного тракта. Поэтому кишечная палочка безвредна и является лишь контрольным микроорганизмом, характеризующим бактериальную загрязненность воды.

Возможность вторичного бактериологического загрязнения существует, когда вероятно попадание грунтовых вод в систему через негерметичные отверстия трубопровода, а также использование засыпных фильтров (песчаных, угольных) при локальной водоподготовке. Например, фильтр на активированном угле благодаря своей большой пористости имеет значительную поверхность, на которой хорошо развивается микрофлора. Вследствие биообрастания поверхности активированного угля, т.е. образования биологической пленки из органических частиц и бактерий, требуется периодическая замена его засыпки, а для гарантии получения воды надлежащего качества по бактериальному загрязнению — дополнительное обеззараживания УФ-лучами.

Для магистральных трубопроводов установлено, что в общем случае остаточный хлор в концентрациях, регламентируемых ГОСТ «Вода питьевая», 0,3-0,5 мг/л не является барьером при вторичном заражении питьевой воды, и показатель остаточного хлора (0,3-0,5 мг/л) является лишь оперативным показателем правильности осуществления технологического процесса обеззараживания воды непосредственно на очистных сооружениях водопровода перед подачей воды в сеть. Поэтому единственным надежным гарантом предупреждения вторичного загрязнения и бактериологического заражения питьевой воды может служить лишь надлежащее санитарно-техническое состояние водопроводной сети и связанного с нею оборудования.

В УФ-установках должна предусматриваться очистка кварцевых чехлов, не вынимая их из камеры обеззараживания, так как в процессе их работы накапливаются отложения органического и минерального происхождения на внутренней поверхности бактерицидной лампы. На практике применяются специальные системы очистки двух типов: механическая и химическая. В первом случае специальная муфта из фторопласта, приводимая в движение специальным механизмом и плотно облегающая кварцевый чехол, периодически скользит по нему. Её основным недостатком является низкая надежность и небольшая долговечность. Химическая очистка является простым и эффективным методом. Она осуществляется путем циркуляции через установку воды с добавлением небольших доз пищевых кислот при помощи промывочного насоса, который должен входить в комплектацию УФ-установки.

УФ-обеззараживание наиболее применимо для локальных установок водоподготовки на завершающей стадии обработки воды для обеспечения ее надлежащего питьевого качества.