Распространенность метода обеззараживания воды ультрафиолетом

Чистая вода необходима для производства медикаментозных препаратов, пищевых продуктов, бутилирования питьевой воды и т.д.

Применение ультрафиолета стало популярным решением для обеспечения стерильности воды. Все благодаря неоспоримым преимуществам данной технологии:

• эффективное уничтожение вредоносных микроорганизмов;
• безопасность для здоровья людей и окружающей среды;
• сравнительно невысокая стоимость оборудования;
• низкие издержки на эксплуатацию;
• несложный процесс монтажа и обслуживания оборудования.

Не секрет, что обычно для обеззараживания применяются химические реагенты. Однако использование хлора или озона проигрывает технологии ультрафиолетового излучения. Сравним между собой оба подхода.

Пригодность воды к безопасному потреблению обычно оценивают по наличию бактерий кишечной палочки. Самый распространенный их вид Escherichia coli очень устойчив к воздействию, являясь одним из самых живучих видов бактерий данной категории. Степень чистоты воды по наличию в ней Escherichia coli отражает специальный показатель — колииндекс.

Наукой доказано, что при одинаковых дозах хлорирования и ультрафиолетового облучения, обеспечивающих эквивалентный уровень обеззараживания по колииндексу, ультрафиолет оказывается значительно более эффективным против микроорганизмов. Озонирование, в свою очередь, почти так же эффективно, но все же немного уступает УФ-облучению. Для должного уровня обеззараживания нужныследующие практические дозировки: 0,5–0,8 г/л озона при времени контакта 12 минут, либо 16–40 мДж/см² при УФ-облучении.

Также ученые выяснили, что некоторые виды бактерий могут создавать штаммы, устойчивые к хлору. В связи с этим технология обработки ультрафиолетом или озоном предпочтительны, так как бактерии не приобретают резистентность к их воздействию. При этом УФ-облучение не имеет максимальных ограничений дозировки: увеличение интенсивности лучей позволит достичь быстрее обеззаразить жидкость.

Однако все перечисленные методы не обладают достаточной эффективностью против цист патогенных простейших. В этом случае следует комбинировать дезинфекцию с дополнительными способами водоочистки, такими как коагуляция, фильтрация или обратный осмос.

Другим ключевым аспектом эффективности очистки является предотвращение повторного появления бактерий. Хлорирование, как правило, консервирует воду, но остаточный хлор в дозах 0,3–0,5 мг/л не способен предотвратить заражение при повторном загрязнении. В случае с озоном бактерии могут размножаться снова, поскольку озон способствует превращению устойчивых органических веществ в биоразлагаемые, что служит питательной средой для микроорганизмов. При использовании ультрафиолета рост бактерий возможен только из-за недостаточной дозы облучения, что легко корректируется за счет увеличения интенсивности.

При определенных условиях, самым действенным решением становится комбинирование обоих способов дезинфекции: реагентный и безреагентный. Например, в бассейнах одновременное применение хлорирования и УФ-облучения позволяет достичь необходимого уровня обеззараживания, снизить концентрацию хлора в воде и, следовательно, сократить затраты на его использование.

Применение самого распространенного метода — хлорирования — ведет к формированию в воде хлорорганических соединений, которые известны своей токсичными, мутагенными и канцерогенными свойствами. Кроме того, обработка сточных вод хлором перед оказывает негативное влияние на окружающую среду. Остатки хлора и хлорпроизводные соединения, попадая в природные водоемы, вредят экосистеме, приводя к физиологическим изменениям водных организмов и даже к их гибели. Вредные хлорорганические соединения отличаются повышенной стабильностью, поэтому они остаются надолго, попадая в реки и питьевую воду.

Использование озона, несмотря на его преимущества, также характеризуется появлением токсичных производных веществ. К ним относятся броматы, альдегиды, кетоны, фенолы, хиноны и прочие гидроксилированные или алифатические соединения.

В отличие от реагентных способов обеззараживания, облучение ультрафиолетом не влияет на химический состав воды, даже если применяемые дозы значительно превышают необходимые.